Винил ацетат (ВАц), такође познат као винил ацетат или винил ацетат, је безбојна провидна течност на нормалној температури и притиску, са молекулском формулом Ц4Х6О2 и релативном молекулском тежином од 86,9.Вац, као једна од најчешће коришћених индустријских органских сировина у свету, може да генерише деривате као што су поливинил ацетатна смола (ПВАц), поливинил алкохол (ПВА) и полиакрилонитрил (ПАН) кроз самополимеризацију или кополимеризацију са другим мономерима.Ови деривати се широко користе у грађевинарству, текстилу, машинама, медицини и побољшивачима земљишта.Због брзог развоја индустрије терминала последњих година, производња винил ацетата показује тренд раста из године у годину, при чему је укупна производња винил ацетата достигла 1970кт у 2018. Тренутно, због утицаја сировина и процеси, путеви производње винил ацетата углавном укључују метод ацетилена и метод етилена.
1、Ацетиленски процес
Године 1912, Ф. Клатте, 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 катализатор.Немачка компанија ЦЕИ је 1921. године развила 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.1928. године, компанија Хоецхст из Немачке основала је јединицу за производњу винил ацетата од 12 кт/а, реализујући индустријализовану производњу винил ацетата великих размера.Једначина за производњу винил ацетата методом ацетилена је следећа:
Главна реакција:

Последице:

Метода ацетилена се дели на методу течне фазе и методу гасне фазе.
Стање реактантне фазе методе ацетилен течне фазе је течно, а реактор је реакциони резервоар са уређајем за мешање.Због недостатака методе течне фазе као што су ниска селективност и много нуспроизвода, ова метода је тренутно замењена методом у гасној фази ацетилена.
Према различитим изворима припреме гаса ацетилена, метода гасне фазе ацетилена може се поделити на методу природног гаса ацетилен Борден и карбид ацетилен Вацкер методу.
Борден процес користи сирћетну киселину као адсорбент, што у великој мери побољшава стопу искоришћења ацетилена.Међутим, овај процесни пут је технички тежак и захтева велике трошкове, тако да овај метод заузима предност у областима богатим ресурсима природног гаса.
Вацкер процес користи ацетилен и сирћетну киселину произведене од калцијум карбида као сировине, користећи катализатор са активним угљем као носачем и цинк ацетатом као активном компонентом, да би се синтетизовао ВАц под атмосферским притиском и реакционом температуром од 170~230 ℃.Процесна технологија 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、Процес етилена
Етилен, кисеоник и глацијална сирћетна киселина су три сировине које се користе у процесу синтезе етилена винил ацетата.Главна активна компонента катализатора је типично елемент племенитог метала осме групе, који реагује на одређеној реакционој температури и притиску.Након накнадне обраде, коначно се добија циљни производ винил ацетат.Једначина реакције је следећа:
Главна реакција:

Последице:

Процес парне фазе етилена је први развио Баиер Цорпоратион и пуштен је у индустријску производњу за производњу винил ацетата 1968. године. Производне линије су успостављене у Хеарсту и Баиер Цорпоратион у Немачкој и Натионал Дистиллерс Цорпоратион у Сједињеним Државама, респективно.То је углавном паладијум или злато напуњено на подлоге отпорне на киселине, као што су перле од силика гела са радијусом од 4-5 мм, и додавање одређене количине калијум ацетата, што може побољшати активност и селективност катализатора.Процес синтезе винил ацетата УСИ методом у парној фази етилена је сличан Бајеровом методу и подељен је на два дела: синтезу и дестилацију.УСИ процес је постигао индустријску примену 1969. Активне компоненте катализатора су углавном паладијум и платина, а помоћни агенс је калијум ацетат, који се налази на носачу алуминијума.Реакциони услови су релативно благи и катализатор има дуг радни век, али је просторно-временски принос мали.У поређењу са методом ацетилена, метода етиленске парне фазе је значајно побољшана у технологији, а катализатори који се користе у етиленској методи континуирано се побољшавају у активности и селективности.Међутим, кинетику реакције и механизам деактивације још треба истражити.
Производња винил ацетата методом етилена користи цевасти реактор са фиксним слојем напуњен катализатором.Напојни гас улази у реактор са врха, и када дође у контакт са слојем катализатора, долази до каталитичких реакција које стварају циљни производ винил ацетата и малу количину нуспроизвода угљен-диоксида.Због егзотермне природе реакције, вода под притиском се уводи у страну омотача реактора да би се уклонила реакциона топлота коришћењем испаравања воде.
У поређењу са методом ацетилена, метода етилена има карактеристике компактне структуре уређаја, великог излаза, ниске потрошње енергије и малог загађења, а цена производа је нижа од цене ацетиленске методе.Квалитет производа је супериоран, а ситуација корозије није озбиљна.Стога је етиленска метода постепено заменила методу ацетилена након 1970-их.Према непотпуним статистикама, око 70% Вац произведеног методом етилена у свету је постало главни ток метода производње Вац.
Тренутно, најнапреднија технологија производње Вац на свету је БП-ов Леап Процесс и Целанесе-ов Вантаге процес.У поређењу са традиционалним процесом етилена у гасној фази са фиксним слојем, ове две процесне технологије су значајно унапредиле реактор и катализатор у језгру јединице, побољшавајући економичност и безбедност рада јединице.
Целанесе је развио нови Вантаге процес са фиксним слојем за решавање проблема неравномерне дистрибуције слоја катализатора и ниске једносмерне конверзије етилена у реакторима са фиксним слојем.Реактор који се користи у овом процесу је још увек фиксни слој, али су направљена значајна побољшања у систему катализатора, а уређаји за рекуперацију етилена су додати у репни гас, превазилазећи недостатке традиционалних процеса са фиксним слојем.Принос производа винил ацетата је знатно већи од приноса 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 лантанидни елементи ретких земаља као што су празеодимијум и неодимијум.У поређењу са традиционалним катализаторима, селективност, активност и просторно-временски принос катализатора су побољшани.
БП Амоцо је развио процес гасне фазе етилена са флуидизованим слојем, такође познат као процес Леап Процесс, и изградио је јединицу са флуидизованим слојем од 250 кт/а у Халу, Енглеска.Коришћење овог процеса за производњу винил ацетата може смањити трошкове производње за 30%, а просторно-временски принос катализатора (1858-2744 г/(Л · х-1)) је много већи него код процеса са фиксним слојем (700 -1200 г/(Л · х-1)).
Процес ЛеапПроцесс по 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 непрекидно и равномерно меша, чиме се доприноси равномерној дифузији промотера и обезбеђује уједначена концентрација промотера у реактору.
2) Реактор са флуидизованим слојем може континуирано заменити деактивирани катализатор свежим катализатором у радним условима.
3) Температура реакције флуидизованог слоја је константна, минимизирајући деактивацију катализатора услед локалног прегревања, чиме се продужава век трајања катализатора.
4) Метода уклањања топлоте која се користи у реактору са флуидизованим слојем поједностављује структуру реактора и смањује његову запремину.Другим речима, дизајн једног реактора може се користити за велике хемијске инсталације, значајно побољшавајући ефикасност уређаја.