L'acetatu di vinile (VAc), cunnisciutu ancu cum'è acetatu di vinile o acetatu di vinile, hè un liquidu trasparente incolore à temperatura è pressione nurmali, cù una formula moleculare di C4H6O2 è un pesu moleculare relativu di 86,9. U VAc, cum'è una di e materie prime organiche industriali più aduprate in u mondu, pò generà derivati ​​cum'è a resina di polivinil acetatu (PVAc), l'alcol polivinilicu (PVA) è u poliacrilonitrile (PAN) per via di l'autopolimerizazione o di a copolimerizazione cù altri monomeri. Quessi derivati ​​sò largamente aduprati in a custruzzione, i tessili, i macchinari, a medicina è l'ammendanti di u terrenu. A causa di u rapidu sviluppu di l'industria terminale in l'ultimi anni, a pruduzzione di acetatu di vinile hà mostratu una tendenza à cresce annu dopu annu, cù a pruduzzione tutale di acetatu di vinile chì hà righjuntu 1970kt in u 2018. Attualmente, per via di l'influenza di e materie prime è di i prucessi, e vie di pruduzzione di l'acetatu di vinile includenu principalmente u metudu di l'acetilene è u metudu di l'etilene.
1. Prucessu di l'acetilene
In u 1912, F. Klatte, un Canadianu, hà scupertu per a prima volta l'acetatu di vinile aduprendu un eccessu d'acetilene è d'acidu aceticu sottu pressione atmosferica, à temperature chì varianu da 60 à 100 ℃, è aduprendu sali di mercuriu cum'è catalizatori. In u 1921, a cumpagnia tedesca CEI hà sviluppatu una tecnulugia per a sintesi in fase vapore di l'acetatu di vinile da l'acetilene è l'acidu aceticu. Da tandu, i circadori di diversi paesi anu ottimizatu continuamente u prucessu è e cundizioni per a sintesi di l'acetatu di vinile da l'acetilene. In u 1928, a cumpagnia tedesca Hoechst hà stabilitu una unità di pruduzzione di acetatu di vinile di 12 kt/a, realizendu una pruduzzione industrializzata à grande scala di acetatu di vinile. L'equazione per a pruduzzione di acetatu di vinile cù u metudu di l'acetilene hè a seguente:
Reazione principale:

Effetti secundarii:

U metudu di l'acetilene hè divisu in metudu di fase liquida è metudu di fase gassosa.
U statu di fase reagente di u metudu di fase liquida di l'acetilene hè liquidu, è u reattore hè un tank di reazione cù un dispositivu di agitazione. A causa di i difetti di u metudu di fase liquida, cum'è a bassa selettività è i numerosi sottoprodotti, questu metudu hè statu rimpiazzatu da u metudu di fase gassosa di l'acetilene attualmente.
Sicondu e diverse fonti di preparazione di gas acetilene, u metudu di fase gas acetilene pò esse divisu in gas naturale acetilene metudu Borden è metudu Wacker carbure acetilene.
U prucessu Borden usa l'acidu aceticu cum'è adsorbente, ciò chì migliora assai u tassu d'utilizazione di l'acetilene. Tuttavia, sta via di prucessu hè tecnicamente difficiule è richiede costi elevati, dunque questu metudu occupa un vantaghju in e zone ricche di risorse di gas naturale.
U prucessu Wacker utilizza l'acetilene è l'acidu aceticu prudutti da u carburu di calciu cum'è materie prime, aduprendu un catalizatore cù carbone attivatu cum'è supportu è acetatu di zincu cum'è cumpunente attivu, per sintetizà VAc sottu pressione atmosferica è temperatura di reazione di 170 ~ 230 ℃. A tecnulugia di u prucessu hè relativamente simplice è hà bassi costi di pruduzzione, ma ci sò difetti cum'è a perdita faciule di cumpunenti attivi di u catalizatore, a scarsa stabilità, l'altu cunsumu energeticu è una grande inquinamentu.
2. Prucessu d'etilene
L'etilene, l'ossigenu è l'acidu aceticu glaciale sò trè materie prime aduprate in u prucessu di sintesi di l'etilene di l'acetatu di vinile. U principale cumpunente attivu di u catalizatore hè tipicamente l'elementu metallicu nobile di l'ottavu gruppu, chì reagisce à una certa temperatura è pressione di reazione. Dopu à u trattamentu successivu, si ottiene infine l'acetatu di vinile di u pruduttu previstu. L'equazione di reazione hè a seguente:
Reazione principale:

Effetti secundarii:

U prucessu di fase di vapore d'etilene hè statu sviluppatu per a prima volta da Bayer Corporation è hè statu messu in pruduzzione industriale per a pruduzzione d'acetatu di vinile in u 1968. E linee di pruduzzione sò state stabilite rispettivamente in Hearst è Bayer Corporation in Germania è National Distillers Corporation in i Stati Uniti. Si tratta principalmente di palladio o oru caricatu nantu à supporti resistenti à l'acidu, cum'è perle di gel di silice cù un raghju di 4-5 mm, è l'aghjunta di una certa quantità d'acetatu di potassiu, chì pò migliurà l'attività è a selettività di u catalizatore. U prucessu per a sintesi di l'acetatu di vinile utilizendu u metudu USI di fase di vapore d'etilene hè simile à u metudu Bayer, è hè divisu in duie parti: sintesi è distillazione. U prucessu USI hà ottenutu l'applicazione industriale in u 1969. I cumpunenti attivi di u catalizatore sò principalmente palladio è platinu, è l'agente ausiliariu hè l'acetatu di potassiu, chì hè supportatu nantu à un supportu d'alumina. E cundizioni di reazione sò relativamente moderate è u catalizatore hà una longa durata di serviziu, ma u rendimentu spaziu-tempurale hè bassu. In paragone cù u metudu di l'acetilene, u metudu di a fase vapore d'etilene hà migliuratu assai a tecnulugia, è i catalizatori utilizati in u metudu di l'etilene anu migliuratu continuamente in attività è selettività. Tuttavia, a cinetica di reazione è u mecanismu di disattivazione anu sempre bisognu di esse esplorati.
A pruduzzione di acetatu di vinile cù u metudu di l'etilene usa un reattore tubulare à lettu fissu pienu di catalizatore. U gasu d'alimentazione entra in u reattore da a cima, è quandu entra in cuntattu cù u lettu di catalizatore, si verificanu reazioni catalitiche per generà l'acetatu di vinile di u pruduttu previstu è una piccula quantità di diossidu di carbonu cum'è sottoproduttu. A causa di a natura esotermica di a reazione, l'acqua pressurizzata hè introdutta in u latu di u gusciu di u reattore per rimuovere u calore di reazione aduprendu a vaporizazione di l'acqua.
In paragone cù u metudu di l'acetilene, u metudu di l'etilene hà e caratteristiche di una struttura compatta di u dispusitivu, una grande pruduzzione, un bassu cunsumu energeticu è una bassa inquinazione, è u so costu di produttu hè più bassu chè quellu di u metudu di l'acetilene. A qualità di u produttu hè superiore è a situazione di currusione ùn hè micca seria. Dunque, u metudu di l'etilene hà gradualmente rimpiazzatu u metudu di l'acetilene dopu à l'anni 1970. Sicondu statistiche incomplete, circa u 70% di u VAc pruduttu da u metudu di l'etilene in u mondu hè diventatu u metudu principale di pruduzzione di VAc.
Attualmente, a tecnulugia di pruduzzione di VAc a più avanzata in u mondu hè u prucessu Leap di BP è u prucessu Vantage di Celanese. In paragone cù u prucessu tradiziunale di etilene in fase gassosa à lettu fissu, ste duie tecnulugie di prucessu anu migliuratu significativamente u reattore è u catalizatore à u core di l'unità, migliurendu l'ecunumia è a sicurezza di u funziunamentu di l'unità.
Celanese hà sviluppatu un novu prucessu Vantage à lettu fissu per risolve i prublemi di distribuzione irregulare di u lettu di catalizatore è di cunversione unidirezionale à bassa etilene in i reattori à lettu fissu. U reattore utilizatu in questu prucessu hè sempre un lettu fissu, ma sò stati fatti miglioramenti significativi à u sistema di catalizatore, è sò stati aghjunti dispositivi di recuperu di l'etilene in u gasu di coda, superendu i difetti di i prucessi tradiziunali à lettu fissu. U rendimentu di l'acetatu di vinile di u pruduttu hè significativamente più altu ch'è quellu di dispositivi simili. U catalizatore di u prucessu usa u platinu cum'è principale cumpunente attivu, u gel di silice cum'è supportu di catalizatore, u citratu di sodiu cum'è agente riduttore è altri metalli ausiliari cum'è elementi di terre rare lantanidi cum'è u praseodimiu è u neodimiu. In paragone cù i catalizatori tradiziunali, a selettività, l'attività è u rendimentu spazio-tempurale di u catalizatore sò migliorati.
BP Amoco hà sviluppatu un prucessu di fase gassosa d'etilene à lettu fluidizatu, cunnisciutu ancu cum'è u prucessu Leap Process, è hà custruitu una unità à lettu fluidizatu di 250 kt/a in Hull, Inghilterra. L'usu di stu prucessu per pruduce acetatu di vinile pò riduce u costu di pruduzzione di u 30%, è u rendimentu spazio-tempurale di u catalizatore (1858-2744 g/(L · h-1)) hè assai più altu ch'è quellu di u prucessu à lettu fissu (700-1200 g/(L · h-1)).
U prucessu LeapProcess usa per a prima volta un reattore à lettu fluidizatu, chì hà i seguenti vantaghji paragunatu à un reattore à lettu fissu:
1) In un reattore à lettu fluidizatu, u catalizatore hè mischiatu continuamente è uniformemente, cuntribuendu cusì à a diffusione uniforme di u promotore è assicurendu una cuncentrazione uniforme di u promotore in u reattore.
2) U reattore à lettu fluidizatu pò rimpiazzà continuamente u catalizatore disattivatu cù un catalizatore frescu in cundizioni operative.
3) A temperatura di reazione di u lettu fluidizatu hè costante, minimizendu a disattivazione di u catalizatore per via di u surriscaldamentu lucale, allungendu cusì a durata di vita di u catalizatore.
4) U metudu di rimuzione di u calore utilizatu in u reattore à lettu fluidizatu simplifica a struttura di u reattore è ne riduce u vulume. In altre parolle, un disignu di reattore unicu pò esse utilizatu per installazioni chimiche à grande scala, migliurendu significativamente l'efficienza di scala di u dispusitivu.