Винил ацетат (VAc), такође познат као винил ацетат или винил ацетат, је безбојна провидна течност на нормалној температури и притиску, са молекулском формулом C4H6O2 и релативном молекулском тежином од 86,9. VAc, као једна од најчешће коришћених индустријских органских сировина на свету, може генерисати деривате као што су поливинил ацетатна смола (PVAc), поливинил алкохол (PVA) и полиакрилонитрил (PAN) путем самополимеризације или кополимеризације са другим мономерима. Ови деривати се широко користе у грађевинарству, текстилу, машинама, медицини и побољшачима земљишта. Због брзог развоја индустрије терминала последњих година, производња винил ацетата показује тренд раста из године у годину, а укупна производња винил ацетата достигла је 1970 кт у 2018. години. Тренутно, због утицаја сировина и процеса, производни путеви винил ацетата углавном укључују ацетиленску методу и етиленску методу.
1, Ацетиленски процес
Године 1912, Ф. Клате, Канађанин, први је открио винил ацетат користећи вишак ацетилена и сирћетне киселине под атмосферским притиском, на температурама у распону од 60 до 100 ℃, и користећи соли живе као катализаторе. Године 1921, немачка компанија CEI развила је технологију за синтезу винил ацетата у парној фази из ацетилена и сирћетне киселине. Од тада, истраживачи из разних земаља континуирано оптимизују процес и услове за синтезу винил ацетата из ацетилена. Године 1928, компанија Hoechst из Немачке основала је производну јединицу винил ацетата капацитета 12 кт/год, остварујући индустријализовану производњу винил ацетата великих размера. Једначина за производњу винил ацетата ацетиленском методом је следећа:
Главна реакција:

Нежељени ефекти:

Ацетиленска метода је подељена на методу течне фазе и методу гасне фазе.
Фазно стање реактанта методе течне фазе ацетилена је течност, а реактор је реакциони резервоар са уређајем за мешање. Због недостатака методе течне фазе, као што су ниска селективност и многи нуспроизводи, ова метода је тренутно замењена методом гасне фазе ацетилена.
Према различитим изворима припреме ацетиленског гаса, метода гасне фазе ацетилена може се поделити на Борденову методу са природним гасом и Вакерову методу са карбидним ацетиленом.
Борденов процес користи сирћетну киселину као адсорбент, што значајно побољшава стопу искоришћења ацетилена. Међутим, овај процес је технички тежак и захтева високе трошкове, тако да ова метода има предност у подручјима богатим ресурсима природног гаса.
Вакеров процес користи ацетилен и сирћетну киселину произведене из калцијум карбида као сировине, користећи катализатор са активним угљем као носачем и цинк ацетатом као активном компонентом, за синтезу VAc под атмосферским притиском и температуром реакције од 170~230 ℃. Технологија процеса је релативно једноставна и има ниске трошкове производње, али постоје недостаци као што су лак губитак активних компоненти катализатора, лоша стабилност, велика потрошња енергије и велико загађење.
2, Етиленски процес
Етилен, кисеоник и глацијална сирћетна киселина су три сировине које се користе у процесу синтезе етилена у винил ацетату. Главна активна компонента катализатора је обично племенити метал осме групе, који реагује на одређеној температури и притиску реакције. Након накнадне обраде, коначно се добија циљни производ винил ацетат. Једначина реакције је следећа:
Главна реакција:

Нежељени ефекти:

Процес етиленске парне фазе први пут је развила корпорација Бајер и пуштен је у индустријску производњу за производњу винил ацетата 1968. године. Производне линије су успостављене у корпорацијама Херст и Бајер у Немачкој и Националној корпорацији дестилатора у Сједињеним Државама, респективно. Углавном се ради о паладијуму или злату нанесеном на носаче отпорне на киселине, као што су куглице силика гела радијуса 4-5 мм, и додатку одређене количине калијум ацетата, што може побољшати активност и селективност катализатора. Процес синтезе винил ацетата коришћењем USI методе етиленске парне фазе сличан је Бајеровој методи и подељен је на два дела: синтезу и дестилацију. USI процес је достигао индустријску примену 1969. године. Активне компоненте катализатора су углавном паладијум и платина, а помоћно средство је калијум ацетат, који је нанесен на носач од алуминијума. Реакциони услови су релативно благи и катализатор има дуг век трајања, али је просторно-временски принос низак. У поређењу са ацетиленском методом, метода парне фазе етилена је значајно технолошки унапређена, а катализатори који се користе у етиленској методи су континуирано побољшани у активности и селективности. Међутим, кинетика реакције и механизам деактивације још увек треба да се истраже.
Производња винил ацетата етиленском методом користи цевасти реактор са фиксним слојем напуњен катализатором. Гас који се уводи у реактор одозго, и када дође у контакт са слојем катализатора, дешавају се каталитичке реакције које генеришу циљни производ винил ацетат и малу количину нуспроизвода угљен-диоксида. Због егзотермне природе реакције, вода под притиском се уводи у омотач реактора како би се уклонила топлота реакције испаравањем воде.
У поређењу са ацетиленском методом, етиленска метода има карактеристике компактне структуре уређаја, великог учинка, ниске потрошње енергије и ниског загађења, а трошкови производа су нижи од трошкова ацетиленске методе. Квалитет производа је супериорнији, а корозивна ситуација није озбиљна. Стога је етиленска метода постепено заменила ацетиленску методу након 1970-их. Према непотпуним статистикама, око 70% ВИАЦ произведеног етиленском методом у свету постало је главни ток производних метода ВИАЦ.
Тренутно, најнапреднија технологија производње VAc на свету је BP-јев Leap процес и Celanese-ов Vantage процес. У поређењу са традиционалним процесом производње етилена у гасној фази са фиксним слојем, ове две процесне технологије су значајно побољшале реактор и катализатор у језгру јединице, побољшавајући економичност и безбедност рада јединице.
Компанија Celanese је развила нови Vantage процес са фиксним слојем како би решила проблеме неравномерне расподеле каталитичког слоја и једносмерне конверзије ниског садржаја етилена у реакторима са фиксним слојем. Реактор који се користи у овом процесу је и даље фиксни слој, али су направљена значајна побољшања каталитичког система, а у отпадни гас су додати уређаји за опоравак етилена, чиме су превазиђени недостаци традиционалних процеса са фиксним слојем. Принос производа винил ацетата је знатно већи него код сличних уређаја. Процесни катализатор користи платину као главну активну компоненту, силика гел као носач катализатора, натријум цитрат као редукционо средство и друге помоћне метале као што су лантаниди и реткоземни елементи као што су празеодимијум и неодимијум. У поређењу са традиционалним катализаторима, селективност, активност и просторно-временски принос катализатора су побољшани.
БП Амоко је развио процес гасне фазе етилена у флуидизованом слоју, познат и као Липов процес, и изградио је јединицу са флуидизованим слојем капацитета 250 кт/год у Халу, у Енглеској. Коришћење овог процеса за производњу винил ацетата може смањити трошкове производње за 30%, а принос катализатора у просторно-временском периоду (1858-2744 г/(Л · х-1)) је много већи него код процеса са фиксним слојем (700-1200 г/(Л · х-1)).
Процес LeapProcess први пут користи реактор са флуидизованим слојем, који има следеће предности у поређењу са реактором са фиксним слојем:
1) У реактору са флуидизованим слојем, катализатор се континуирано и равномерно меша, чиме доприноси равномерној дифузији промотора и обезбеђује равномерну концентрацију промотора у реактору.
2) Реактор са флуидизованим слојем може континуирано замењивати деактивирани катализатор свежим катализатором под радним условима.
3) Температура реакције флуидизованог слоја је константна, што минимизира деактивацију катализатора услед локалног прегревања, чиме се продужава век трајања катализатора.
4) Метода одвођења топлоте која се користи у реактору са флуидизованим слојем поједностављује структуру реактора и смањује његову запремину. Другим речима, дизајн са једним реактором може се користити за велике хемијске инсталације, значајно побољшавајући ефикасност уређаја.