भिनाइल एसीटेट (VAc), जसलाई भिनाइल एसीटेट वा भिनाइल एसीटेट पनि भनिन्छ, सामान्य तापक्रम र दबाबमा रंगहीन पारदर्शी तरल पदार्थ हो, जसको आणविक सूत्र C4H6O2 र सापेक्ष आणविक भार 86.9 हुन्छ। विश्वमा सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने औद्योगिक जैविक कच्चा पदार्थहरू मध्ये एकको रूपमा, VAc ले अन्य मोनोमरहरूसँग स्व-पोलिमराइजेसन वा कोपोलिमराइजेसन मार्फत पोलिभिनाइल एसीटेट रेजिन (PVAc), पोलिभिनाइल अल्कोहल (PVA), र पोलिएक्रिलोनिट्राइल (PAN) जस्ता डेरिभेटिभहरू उत्पन्न गर्न सक्छ। यी डेरिभेटिभहरू निर्माण, कपडा, मेसिनरी, औषधि र माटो सुधारकर्ताहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। हालका वर्षहरूमा टर्मिनल उद्योगको द्रुत विकासको कारण, भिनाइल एसीटेटको उत्पादन वर्ष-दर-वर्ष बढ्दै गएको छ, २०१८ मा भिनाइल एसीटेटको कुल उत्पादन १९७०kt पुगेको छ। हाल, कच्चा पदार्थ र प्रक्रियाहरूको प्रभावका कारण, भिनाइल एसीटेटको उत्पादन मार्गहरूमा मुख्यतया एसिटिलीन विधि र इथिलीन विधि समावेश छन्।
१, एसिटिलिन प्रक्रिया
१९१२ मा, क्यानेडियन एफ. क्लाटले पहिलो पटक वायुमण्डलीय चापमा, ६० देखि १०० ℃ सम्मको तापक्रममा, अत्यधिक एसिटिलीन र एसिटिक एसिड प्रयोग गरेर र उत्प्रेरकको रूपमा पारा लवण प्रयोग गरेर भिनाइल एसिटेट पत्ता लगाए। १९२१ मा, जर्मन CEI कम्पनीले एसिटिलीन र एसिटिक एसिडबाट भिनाइल एसिटेटको वाष्प चरण संश्लेषणको लागि एक प्रविधि विकास गर्‍यो। त्यसबेलादेखि, विभिन्न देशका अनुसन्धानकर्ताहरूले एसिटिलीनबाट भिनाइल एसिटेटको संश्लेषणको लागि प्रक्रिया र अवस्थाहरूलाई निरन्तर अनुकूलित गर्दै आएका छन्। १९२८ मा, जर्मनीको होचस्ट कम्पनीले १२ kt/a भिनाइल एसिटेट उत्पादन एकाइ स्थापना गर्‍यो, जसले भिनाइल एसिटेटको औद्योगिक रूपमा ठूलो मात्रामा उत्पादनलाई साकार पार्‍यो। एसिटिलीन विधिद्वारा भिनाइल एसिटेट उत्पादन गर्ने समीकरण निम्नानुसार छ:
मुख्य प्रतिक्रिया:

साइड इफेक्टहरू:

एसिटिलीन विधिलाई तरल चरण विधि र ग्यास चरण विधिमा विभाजन गरिएको छ।
एसिटिलीन तरल चरण विधिको प्रतिक्रियाशील चरण अवस्था तरल हुन्छ, र रिएक्टर हलचल गर्ने उपकरण भएको प्रतिक्रिया ट्याङ्की हो। कम चयनशीलता र धेरै उप-उत्पादनहरू जस्ता तरल चरण विधिका कमजोरीहरूका कारण, यो विधि हाल एसिटिलीन ग्यास चरण विधिले प्रतिस्थापन गरिएको छ।
एसिटिलीन ग्यास तयारीका विभिन्न स्रोतहरू अनुसार, एसिटिलीन ग्यास चरण विधिलाई प्राकृतिक ग्यास एसिटिलीन बोर्डेन विधि र कार्बाइड एसिटिलीन वाकर विधिमा विभाजन गर्न सकिन्छ।
बोर्डेन प्रक्रियाले एसिटिक एसिडलाई सोख्ने पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्छ, जसले एसिटिलीनको उपयोग दरलाई धेरै सुधार गर्छ। यद्यपि, यो प्रक्रिया मार्ग प्राविधिक रूपमा गाह्रो छ र उच्च लागत चाहिन्छ, त्यसैले प्राकृतिक ग्यास स्रोतहरूले धनी क्षेत्रहरूमा यो विधिले फाइदा उठाउँछ।
वाकर प्रक्रियाले क्याल्सियम कार्बाइडबाट उत्पादित एसिटिलीन र एसिटिक एसिडलाई कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्दछ, सक्रिय कार्बनलाई वाहकको रूपमा र जिंक एसीटेटलाई सक्रिय घटकको रूपमा प्रयोग गर्दछ, वायुमण्डलीय चाप र १७० ~ २३० ℃ को प्रतिक्रिया तापक्रममा VAc संश्लेषण गर्न। प्रक्रिया प्रविधि अपेक्षाकृत सरल छ र कम उत्पादन लागत छ, तर उत्प्रेरक सक्रिय घटकहरूको सजिलै हानि, कमजोर स्थिरता, उच्च ऊर्जा खपत, र ठूलो प्रदूषण जस्ता कमजोरीहरू छन्।
२, इथाइलिन प्रक्रिया
भिनाइल एसीटेट प्रक्रियाको इथिलीन संश्लेषणमा प्रयोग हुने तीन कच्चा पदार्थहरू इथिलीन, अक्सिजन र हिमनदी एसिटिक एसिड हुन्। उत्प्रेरकको मुख्य सक्रिय घटक सामान्यतया आठौं समूह नोबल धातु तत्व हो, जुन निश्चित प्रतिक्रिया तापक्रम र दबाबमा प्रतिक्रिया गरिन्छ। पछिको प्रशोधन पछि, लक्षित उत्पादन भिनाइल एसीटेट अन्ततः प्राप्त हुन्छ। प्रतिक्रिया समीकरण निम्नानुसार छ:
मुख्य प्रतिक्रिया:

साइड इफेक्टहरू:

इथिलीन वाष्प चरण प्रक्रिया पहिलो पटक बायर कर्पोरेशन द्वारा विकसित गरिएको थियो र १९६८ मा भिनिल एसीटेट उत्पादनको लागि औद्योगिक उत्पादनमा राखिएको थियो। उत्पादन लाइनहरू क्रमशः जर्मनीको हर्स्ट र बायर कर्पोरेशन र संयुक्त राज्य अमेरिकाको राष्ट्रिय डिस्टिलर कर्पोरेशनमा स्थापना गरिएको थियो। यो मुख्यतया प्यालेडियम वा सुन हो जुन एसिड प्रतिरोधी समर्थनहरूमा लोड गरिएको हुन्छ, जस्तै ४-५ मिमीको त्रिज्या भएको सिलिका जेल मोतीहरू, र निश्चित मात्रामा पोटासियम एसीटेट थपिएको हुन्छ, जसले उत्प्रेरकको गतिविधि र चयनशीलता सुधार गर्न सक्छ। इथिलीन वाष्प चरण USI विधि प्रयोग गरेर भिनिल एसीटेटको संश्लेषणको प्रक्रिया बायर विधि जस्तै छ, र दुई भागमा विभाजित छ: संश्लेषण र आसवन। USI प्रक्रियाले १९६९ मा औद्योगिक प्रयोग हासिल गर्यो। उत्प्रेरकका सक्रिय घटकहरू मुख्यतया प्यालेडियम र प्लेटिनम हुन्, र सहायक एजेन्ट पोटासियम एसीटेट हो, जुन एल्युमिना वाहकमा समर्थित छ। प्रतिक्रिया अवस्थाहरू अपेक्षाकृत हल्का छन् र उत्प्रेरकको लामो सेवा जीवन छ, तर अन्तरिक्ष-समय उपज कम छ। एसिटिलीन विधिको तुलनामा, इथिलीन वाष्प चरण विधिको प्रविधिमा धेरै सुधार भएको छ, र इथिलीन विधिमा प्रयोग हुने उत्प्रेरकहरूको गतिविधि र चयनशीलतामा निरन्तर सुधार भएको छ। यद्यपि, प्रतिक्रिया गतिविज्ञान र निष्क्रियकरण संयन्त्रको अझै पनि अन्वेषण गर्न आवश्यक छ।
इथिलीन विधि प्रयोग गरेर भिनाइल एसीटेटको उत्पादनमा उत्प्रेरकले भरिएको ट्युबुलर फिक्स्ड बेड रिएक्टर प्रयोग गरिन्छ। फिड ग्यास माथिबाट रिएक्टरमा प्रवेश गर्छ, र जब यो उत्प्रेरक बेडमा सम्पर्क गर्छ, उत्प्रेरक प्रतिक्रियाहरू हुन्छन् जसले लक्षित उत्पादन भिनाइल एसीटेट र थोरै मात्रामा उप-उत्पादन कार्बन डाइअक्साइड उत्पन्न गर्दछ। प्रतिक्रियाको एक्जोथर्मिक प्रकृतिको कारणले गर्दा, पानीको वाष्पीकरण प्रयोग गरेर प्रतिक्रिया ताप हटाउन दबाबयुक्त पानी रिएक्टरको खोल छेउमा प्रवेश गरिन्छ।
एसिटिलीन विधिको तुलनामा, इथिलीन विधिमा कम्प्याक्ट उपकरण संरचना, ठूलो उत्पादन, कम ऊर्जा खपत, र कम प्रदूषण जस्ता विशेषताहरू छन्, र यसको उत्पादन लागत एसिटिलीन विधिको भन्दा कम छ। उत्पादनको गुणस्तर उच्च छ, र क्षरणको अवस्था गम्भीर छैन। त्यसैले, १९७० को दशक पछि इथिलीन विधिले बिस्तारै एसिटिलीन विधिलाई प्रतिस्थापन गर्यो। अपूर्ण तथ्याङ्कका अनुसार, विश्वमा इथिलीन विधिद्वारा उत्पादित लगभग ७०% VAc उत्पादन विधिहरूको मुख्यधारा बनेको छ।
हाल, विश्वको सबैभन्दा उन्नत VAc उत्पादन प्रविधि BP को Leap Process र Celanese को Vantage Process हो। परम्परागत फिक्स्ड बेड ग्यास फेज इथिलीन प्रक्रियाको तुलनामा, यी दुई प्रक्रिया प्रविधिहरूले युनिटको मूलमा रहेको रिएक्टर र उत्प्रेरकमा उल्लेखनीय सुधार गरेका छन्, जसले युनिट सञ्चालनको अर्थतन्त्र र सुरक्षामा सुधार ल्याएको छ।
सेलानीजले असमान उत्प्रेरक बेड वितरण र फिक्स्ड बेड रिएक्टरहरूमा कम इथिलीन एकतर्फी रूपान्तरणको समस्यालाई सम्बोधन गर्न नयाँ फिक्स्ड बेड भ्यान्टेज प्रक्रिया विकास गरेको छ। यस प्रक्रियामा प्रयोग हुने रिएक्टर अझै पनि फिक्स्ड बेड हो, तर उत्प्रेरक प्रणालीमा उल्लेखनीय सुधारहरू गरिएको छ, र परम्परागत फिक्स्ड बेड प्रक्रियाहरूको कमजोरीहरूलाई पार गर्दै टेल ग्यासमा इथिलीन रिकभरी उपकरणहरू थपिएका छन्। उत्पादन भिनिल एसीटेटको उपज समान उपकरणहरूको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा बढी छ। प्रक्रिया उत्प्रेरकले मुख्य सक्रिय घटकको रूपमा प्लेटिनम, उत्प्रेरक वाहकको रूपमा सिलिका जेल, घटाउने एजेन्टको रूपमा सोडियम साइट्रेट, र अन्य सहायक धातुहरू जस्तै ल्यान्थानाइड दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू जस्तै प्रासोडाइमियम र नियोडाइमियम प्रयोग गर्दछ। परम्परागत उत्प्रेरकहरूको तुलनामा, उत्प्रेरकको चयनशीलता, गतिविधि, र अन्तरिक्ष-समय उपज सुधारिएको छ।
बीपी अमोकोले फ्लुइडाइज्ड बेड इथिलीन ग्यास फेज प्रक्रिया विकास गरेको छ, जसलाई लिप प्रोसेस प्रोसेस पनि भनिन्छ, र हल, इङ्गल्याण्डमा २५० केटी/एक फ्लुइडाइज्ड बेड युनिट निर्माण गरेको छ। भिनिल एसीटेट उत्पादन गर्न यो प्रक्रिया प्रयोग गर्नाले उत्पादन लागत ३०% ले घटाउन सकिन्छ, र उत्प्रेरकको स्पेस टाइम उपज (१८५८-२७४४ g/(L · h-१)) निश्चित बेड प्रोसेस (७००-१२०० g/(L · h-१)) भन्दा धेरै बढी हुन्छ।
LeapProcess प्रक्रियाले पहिलो पटक फ्लुइडाइज्ड बेड रिएक्टर प्रयोग गर्दछ, जसमा फिक्स्ड बेड रिएक्टरको तुलनामा निम्न फाइदाहरू छन्:
१) तरलतायुक्त बेड रिएक्टरमा, उत्प्रेरक निरन्तर र एकरूपतामा मिसिन्छ, जसले गर्दा प्रमोटरको एकरूप प्रसारमा योगदान पुग्छ र रिएक्टरमा प्रमोटरको एकरूपता सुनिश्चित हुन्छ।
२) फ्लुइडाइज्ड बेड रिएक्टरले सञ्चालन अवस्थाहरूमा निष्क्रिय उत्प्रेरकलाई ताजा उत्प्रेरकले निरन्तर प्रतिस्थापन गर्न सक्छ।
३) तरल पदार्थयुक्त ओछ्यानको प्रतिक्रिया तापक्रम स्थिर रहन्छ, जसले स्थानीय अत्यधिक तापका कारण उत्प्रेरकको निष्क्रियतालाई कम गर्छ, जसले गर्दा उत्प्रेरकको सेवा जीवन विस्तार हुन्छ।
४) फ्लुइडाइज्ड बेड रिएक्टरमा प्रयोग हुने ताप हटाउने विधिले रिएक्टर संरचनालाई सरल बनाउँछ र यसको आयतन घटाउँछ। अर्को शब्दमा, ठूलो मात्रामा रासायनिक स्थापनाहरूको लागि एकल रिएक्टर डिजाइन प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले उपकरणको स्केल दक्षतामा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ।