Վինիլացետատը (VAc), որը նաև հայտնի է որպես վինիլացետատ կամ վինիլացետատ, անգույն թափանցիկ հեղուկ է նորմալ ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում, C4H6O2 մոլեկուլային բանաձևով և 86,9 հարաբերական մոլեկուլային քաշով:VAc-ը, որպես աշխարհում ամենաշատ օգտագործվող արդյունաբերական օրգանական հումքից մեկը, կարող է առաջացնել ածանցյալներ, ինչպիսիք են պոլիվինիլացետատային խեժը (PVAc), պոլիվինիլային ալկոհոլը (PVA) և պոլիակրիլոնիտրիլը (PAN)՝ այլ մոնոմերների հետ ինքնապոլիմերացման կամ համապոլիմերացման միջոցով:Այս ածանցյալները լայնորեն օգտագործվում են շինարարության, տեքստիլի, մեքենաների, բժշկության և հողի բարելավման մեջ:Վերջին տարիներին տերմինալային արդյունաբերության արագ զարգացման շնորհիվ վինիլացետատի արտադրությունը տարեցտարի աճի միտում է ցույց տալիս, ընդ որում վինիլացետատի ընդհանուր արտադրությունը 2018 թվականին հասել է 1970 կտ-ի: Ներկայումս հումքի և հումքի ազդեցության պատճառով: գործընթացները, վինիլացետատի արտադրության ուղիները հիմնականում ներառում են ացետիլենային մեթոդը և էթիլենային մեթոդը:
1, ացետիլենային գործընթաց
1912 թվականին կանադացի Ֆ. Կլատտեն առաջին անգամ հայտնաբերեց վինիլացետատը՝ օգտագործելով ավելցուկային ացետիլեն և քացախաթթու մթնոլորտային ճնշման տակ, 60-ից մինչև 100 ℃ ջերմաստիճաններում և որպես կատալիզատոր օգտագործելով սնդիկի աղերը:1921 թվականին գերմանական CEI ընկերությունը մշակել է ացետիլենից և քացախաթթվից վինիլացետատի գոլորշի փուլային սինթեզի տեխնոլոգիա:Այդ ժամանակից ի վեր տարբեր երկրների հետազոտողները շարունակաբար օպտիմալացրել են ացետիլենից վինիլացետատի սինթեզի գործընթացը և պայմանները:1928 թվականին Գերմանիայի Hoechst ընկերությունը հիմնեց 12 kt/a վինիլացետատի արտադրական միավոր՝ իրականացնելով վինիլացետատի արդյունաբերական լայնածավալ արտադրություն:Ացետիլենի մեթոդով վինիլացետատի արտադրության հավասարումը հետևյալն է.
Հիմնական արձագանքը.

Կողմնակի ազդեցություն:

Ացետիլենի մեթոդը բաժանվում է հեղուկ փուլային և գազաֆազային մեթոդի:
Ացետիլենային հեղուկ փուլային մեթոդի ռեակտիվ ֆազային վիճակը հեղուկ է, իսկ ռեակտորը ռեակցիոն բաք է՝ խառնիչ սարքով։Հեղուկ փուլի մեթոդի թերությունների պատճառով, ինչպիսիք են ցածր ընտրողականությունը և բազմաթիվ կողմնակի արտադրանքները, այս մեթոդը ներկայումս փոխարինվել է ացետիլենային գազաֆազային մեթոդով:
Ըստ ացետիլենային գազի պատրաստման տարբեր աղբյուրների՝ ացետիլենային գազաֆազային մեթոդը կարելի է բաժանել բնական գազի ացետիլեն Բորդենի մեթոդի և կարբիդ ացետիլեն Վակերի մեթոդի։
Բորդենի պրոցեսն օգտագործում է քացախաթթուն որպես ներծծող նյութ, որը մեծապես բարելավում է ացետիլենի օգտագործման արագությունը:Այնուամենայնիվ, գործընթացի այս երթուղին տեխնիկապես բարդ է և պահանջում է բարձր ծախսեր, ուստի այս մեթոդը առավելություն է զբաղեցնում բնական գազի պաշարներով հարուստ տարածքներում:
Wacker գործընթացում օգտագործվում են ացետիլեն և քացախաթթու, որոնք արտադրվում են կալցիումի կարբիդից որպես հումք, օգտագործելով կատալիզատոր՝ ակտիվացված ածխածնի հետ որպես կրիչ և ցինկի ացետատ՝ որպես ակտիվ բաղադրիչ, VAc-ը սինթեզելու համար մթնոլորտային ճնշման և 170-230 ℃ ռեակցիայի ջերմաստիճանում:Գործընթացի տեխնոլոգիան համեմատաբար պարզ է և ունի արտադրության ցածր ծախսեր, սակայն կան թերություններ, ինչպիսիք են կատալիզատորի ակտիվ բաղադրիչների հեշտ կորուստը, վատ կայունությունը, էներգիայի բարձր սպառումը և մեծ աղտոտումը:
2, Էթիլենային պրոցես
Էթիլենը, թթվածինը և սառցադաշտային քացախաթթուն երեք հումք են, որոնք օգտագործվում են վինիլացետատի գործընթացի էթիլենի սինթեզում:Կատալիզատորի հիմնական ակտիվ բաղադրիչը, որպես կանոն, ութերորդ խմբի ազնիվ մետաղի տարրն է, որը արձագանքում է որոշակի ռեակցիայի ջերմաստիճանի և ճնշման դեպքում:Հետագա մշակումից հետո վերջապես ստացվում է նպատակային արտադրանքի վինիլացետատ:Ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է.
Հիմնական արձագանքը.

Կողմնակի ազդեցություն:

Էթիլենի գոլորշիների փուլային պրոցեսն առաջին անգամ մշակվել է Bayer Corporation-ի կողմից և արդյունաբերական արտադրության է դրվել վինիլացետատի արտադրության համար 1968 թվականին: Արտադրական գծերը ստեղծվել են համապատասխանաբար Գերմանիայի Hearst և Bayer Corporation-ում և National Distillers Corporation-ում՝ Միացյալ Նահանգներում:Այն հիմնականում պալադիում է կամ ոսկի, որը բեռնված է թթու դիմացկուն հենարանների վրա, ինչպիսիք են 4-5 մմ շառավղով սիլիկա գելի ուլունքները և որոշակի քանակությամբ կալիումի ացետատի ավելացումը, որը կարող է բարելավել կատալիզատորի ակտիվությունն ու ընտրողականությունը:Վինիլացետատի սինթեզի գործընթացը էթիլենի գոլորշի փուլային USI մեթոդով նման է Բայերի մեթոդին և բաժանված է երկու մասի՝ սինթեզ և թորում:USI գործընթացը ձեռք է բերել արդյունաբերական կիրառություն 1969 թվականին: Կատալիզատորի ակտիվ բաղադրիչներն են հիմնականում պալադիումը և պլատինը, իսկ օժանդակ նյութը կալիումի ացետատն է, որը հենվում է ալյումինե կրիչի վրա:Ռեակցիայի պայմանները համեմատաբար մեղմ են, և կատալիզատորն ունի երկար ծառայության ժամկետ, բայց տարածություն-ժամանակային ելքը ցածր է:Համեմատած ացետիլենի մեթոդի հետ, էթիլենի գոլորշի փուլային մեթոդը զգալիորեն բարելավվել է տեխնոլոգիայի մեջ, իսկ էթիլենի մեթոդում օգտագործվող կատալիզատորները շարունակաբար բարելավվել են ակտիվության և ընտրողականության մեջ:Այնուամենայնիվ, ռեակցիայի կինետիկան և ապաակտիվացման մեխանիզմը դեռ պետք է ուսումնասիրվեն:
Էթիլենի մեթոդով վինիլացետատի արտադրության համար օգտագործվում է կատալիզատորով լցված խողովակաձև ֆիքսված հունով ռեակտոր:Սնուցող գազը մտնում է ռեակտոր վերևից, և երբ այն շփվում է կատալիզատորի հետ, տեղի են ունենում կատալիտիկ ռեակցիաներ՝ առաջացնելով թիրախային արտադրանքը վինիլացետատ և փոքր քանակությամբ ենթամթերքի ածխածնի երկօքսիդ:Ռեակցիայի էկզոտերմիկ բնույթի պատճառով ճնշված ջուրը ներմուծվում է ռեակտորի կեղևի մեջ՝ ջրի գոլորշիացման միջոցով հեռացնելու ռեակցիայի ջերմությունը:
Համեմատած ացետիլենի մեթոդի հետ, էթիլենի մեթոդն ունի կոմպակտ սարքի կառուցվածքի, մեծ թողունակության, էներգիայի ցածր սպառման և ցածր աղտոտման բնութագրերը, և դրա արտադրանքի արժեքը ցածր է ացետիլենի մեթոդից:Արտադրանքի որակը գերազանցում է, իսկ կոռոզիոն իրավիճակը լուրջ չէ:Հետեւաբար, էթիլենի մեթոդը 1970-ականներից հետո աստիճանաբար փոխարինեց ացետիլենային մեթոդին։Թերի վիճակագրության համաձայն՝ աշխարհում էթիլենի մեթոդով արտադրված VAc-ի մոտ 70%-ը դարձել է VAc-ի արտադրության մեթոդների հիմնական հոսքը:
Ներկայումս աշխարհում ամենաառաջադեմ VAc-ի արտադրության տեխնոլոգիան BP-ի Leap Process-ը և Celanese-ի Vantage Process-ն է:Համեմատած ավանդական ֆիքսված անկողնային գազաֆազ էթիլենի պրոցեսի հետ՝ այս երկու գործընթացի տեխնոլոգիաները զգալիորեն բարելավել են ռեակտորը և կատալիզատորը բլոկի հիմքում՝ բարելավելով բլոկի շահագործման տնտեսությունը և անվտանգությունը:
Celanese-ը մշակել է նոր ֆիքսված հունի Vantage պրոցես՝ լուծելու կատալիզատորի հատակի անհավասար բաշխման և էթիլենի ցածր միակողմանի փոխակերպման խնդիրները ֆիքսված հունով ռեակտորներում:Այս գործընթացում օգտագործվող ռեակտորը դեռևս ֆիքսված հուն է, սակայն կատալիզատորի համակարգում զգալի բարելավումներ են կատարվել, իսկ պոչամբարում ավելացվել են էթիլենի վերականգնման սարքեր՝ հաղթահարելով ավանդական ֆիքսված հունի պրոցեսների թերությունները:Արտադրանքի վինիլացետատի եկամտաբերությունը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան նմանատիպ սարքերը:Գործընթացի կատալիզատորն օգտագործում է պլատինը՝ որպես հիմնական ակտիվ բաղադրիչ, սիլիկատային գելը՝ որպես կատալիզատոր, նատրիումի ցիտրատը՝ որպես վերականգնող նյութ, և այլ օժանդակ մետաղներ, ինչպիսիք են լանտանիդը հազվագյուտ հողային տարրեր, ինչպիսիք են պրազեոդիմը և նեոդիմը:Ավանդական կատալիզատորների համեմատ՝ կատալիզատորի ընտրողականությունը, ակտիվությունը և տարածական-ժամանակային ելքը բարելավված են։
BP Amoco-ն մշակել է հեղուկացված հունով էթիլենի գազի փուլային պրոցես, որը նաև հայտնի է որպես Leap Process գործընթաց և կառուցել է 250 kt/a հեղուկացված մահճակալի միավոր Հալում, Անգլիա:Վինիլացետատի արտադրության համար այս գործընթացի օգտագործումը կարող է նվազեցնել արտադրության արժեքը 30%-ով, իսկ կատալիզատորի տարածական ժամանակային եկամտաբերությունը (1858-2744 գ/(L · h-1)) շատ ավելի բարձր է, քան ֆիքսված մահճակալի պրոցեսը (700): -1200 գ/(L · h-1)):
LeapProcess գործընթացում առաջին անգամ օգտագործվում է հեղուկացված հունով ռեակտոր, որն ունի հետևյալ առավելությունները՝ համեմատած ֆիքսված հունով ռեակտորի հետ.
1) Հեղուկացված մահճակալի ռեակտորում կատալիզատորը շարունակաբար և միատեսակ խառնվում է, դրանով իսկ նպաստելով պրոմոտորի միատեսակ դիֆուզիային և ապահովելով պրոմոտորի միատեսակ կոնցենտրացիան ռեակտորում:
2) Հեղուկացված մահճակալի ռեակտորը կարող է շարունակաբար փոխարինել ապաակտիվացված կատալիզատորը թարմ կատալիզատորով աշխատանքային պայմաններում:
3) Հեղուկացված մահճակալի ռեակցիայի ջերմաստիճանը հաստատուն է՝ նվազագույնի հասցնելով կատալիզատորի ապաակտիվացումը տեղային գերտաքացման պատճառով՝ դրանով իսկ երկարացնելով կատալիզատորի ծառայության ժամկետը:
4) Հեղուկացված հունով ռեակտորում օգտագործվող ջերմության հեռացման մեթոդը պարզեցնում է ռեակտորի կառուցվածքը և նվազեցնում դրա ծավալը:Այլ կերպ ասած, մեկ ռեակտորի դիզայնը կարող է օգտագործվել լայնածավալ քիմիական կայանքների համար՝ զգալիորեն բարելավելով սարքի մասշտաբային արդյունավետությունը: