Acetati i vinilit (VAc), i njohur gjithashtu si acetat vinili ose acetat vinili, është një lëng transparent pa ngjyrë në temperaturë dhe presion normal, me një formulë molekulare C4H6O2 dhe një peshë molekulare relative prej 86.9. VAc, si një nga lëndët e para organike industriale më të përdorura në botë, mund të gjenerojë derivate të tilla si rrëshira e acetatit të polivinilit (PVAc), alkooli polivinil (PVA) dhe poliakrilonitrili (PAN) përmes vetëpolimerizimit ose kopolimerizimit me monomere të tjera. Këto derivate përdoren gjerësisht në ndërtim, tekstile, makineri, mjekësi dhe përmirësues të tokës. Për shkak të zhvillimit të shpejtë të industrisë së terminalit në vitet e fundit, prodhimi i acetatit të vinilit ka treguar një trend rritjeje vit pas viti, me prodhimin total të acetatit të vinilit që arriti në 1970kt në vitin 2018. Aktualisht, për shkak të ndikimit të lëndëve të para dhe proceseve, rrugët e prodhimit të acetatit të vinilit përfshijnë kryesisht metodën e acetilenit dhe metodën e etilenit.
1, Procesi i acetilenit
Në vitin 1912, F. Klatte, një kanadez, zbuloi për herë të parë acetatin e vinilit duke përdorur acetilen të tepërt dhe acid acetik nën presion atmosferik, në temperatura që varionin nga 60 deri në 100 ℃, dhe duke përdorur kripëra merkur si katalizatorë. Në vitin 1921, kompania gjermane CEI zhvilloi një teknologji për sintezën në fazën e avullit të acetatit të vinilit nga acetileni dhe acidi acetik. Që atëherë, studiues nga vende të ndryshme kanë optimizuar vazhdimisht procesin dhe kushtet për sintezën e acetatit të vinilit nga acetileni. Në vitin 1928, kompania Hoechst e Gjermanisë krijoi një njësi prodhimi të acetatit të vinilit 12 kt/a, duke realizuar prodhim industrial në shkallë të gjerë të acetatit të vinilit. Ekuacioni për prodhimin e acetatit të vinilit me metodën e acetilenit është si më poshtë:
Reagimi kryesor:

Efektet anësore:

Metoda e acetilenit ndahet në metodën e fazës së lëngshme dhe metodën e fazës së gaztë.
Gjendja e fazës reaktante e metodës së fazës së lëngshme të acetilenit është e lëngshme, dhe reaktori është një rezervuar reagimi me një pajisje përzierëse. Për shkak të mangësive të metodës së fazës së lëngshme, siç janë selektiviteti i ulët dhe shumë nënprodukte, kjo metodë aktualisht është zëvendësuar nga metoda e fazës së gaztë e acetilenit.
Sipas burimeve të ndryshme të përgatitjes së gazit acetilen, metoda e fazës së gazit acetilen mund të ndahet në metodën Borden të acetilenit të gazit natyror dhe metodën Wacker të acetilenit të karbidit.
Procesi Borden përdor acid acetik si një adsorbent, i cili përmirëson shumë shkallën e shfrytëzimit të acetilenit. Megjithatë, kjo rrugë procesi është teknikisht e vështirë dhe kërkon kosto të larta, kështu që kjo metodë zë një avantazh në zonat e pasura me burime të gazit natyror.
Procesi Wacker përdor acetilenin dhe acidin acetik të prodhuar nga karbidi i kalciumit si lëndë të para, duke përdorur një katalizator me karbon të aktivizuar si bartës dhe acetat zinku si përbërës aktiv, për të sintetizuar VAc nën presion atmosferik dhe temperaturë reagimi prej 170~230 ℃. Teknologjia e procesit është relativisht e thjeshtë dhe ka kosto të ulët prodhimi, por ka mangësi të tilla si humbja e lehtë e përbërësve aktivë të katalizatorit, stabiliteti i dobët, konsumi i lartë i energjisë dhe ndotja e madhe.
2, Procesi i etilenit
Etileni, oksigjeni dhe acidi acetik akullnajor janë tre lëndë të para të përdorura në procesin e sintezës së etilenit të acetatit të vinilit. Komponenti kryesor aktiv i katalizatorit është zakonisht elementi i metalit fisnik të grupit të tetë, i cili reagon në një temperaturë dhe presion të caktuar të reagimit. Pas përpunimit të mëvonshëm, në fund merret produkti i synuar, acetati i vinilit. Ekuacioni i reagimit është si më poshtë:
Reagimi kryesor:

Efektet anësore:

Procesi i fazës së avullit të etilenit u zhvillua për herë të parë nga Bayer Corporation dhe u vu në prodhim industrial për prodhimin e acetatit të vinilit në vitin 1968. Linjat e prodhimit u krijuan përkatësisht në Hearst dhe Bayer Corporation në Gjermani dhe në National Distillers Corporation në Shtetet e Bashkuara. Kryesisht është paladium ose ar i ngarkuar në mbështetëse rezistente ndaj acidit, siç janë sferat e xhelit të silicës me një rreze prej 4-5 mm, dhe shtimi i një sasie të caktuar të acetatit të kaliumit, i cili mund të përmirësojë aktivitetin dhe selektivitetin e katalizatorit. Procesi për sintezën e acetatit të vinilit duke përdorur metodën USI të fazës së avullit të etilenit është i ngjashëm me metodën Bayer dhe është i ndarë në dy pjesë: sintezë dhe distilim. Procesi USI arriti aplikimin industrial në vitin 1969. Komponentët aktivë të katalizatorit janë kryesisht paladium dhe platin, dhe agjenti ndihmës është acetat kaliumi, i cili mbështetet në një bartës alumini. Kushtet e reagimit janë relativisht të buta dhe katalizatori ka një jetëgjatësi të gjatë shërbimi, por rendimenti hapësirë-kohë është i ulët. Krahasuar me metodën e acetilenit, metoda e fazës së avullit të etilenit është përmirësuar shumë në teknologji, dhe katalizatorët e përdorur në metodën e etilenit janë përmirësuar vazhdimisht në aktivitet dhe selektivitet. Megjithatë, kinetika e reagimit dhe mekanizmi i çaktivizimit ende duhen eksploruar.
Prodhimi i acetatit të vinilit duke përdorur metodën e etilenit përdor një reaktor tubular me shtrat të fiksuar të mbushur me katalizator. Gazi ushqyes hyn në reaktor nga lart dhe, kur bie në kontakt me shtratin e katalizatorit, ndodhin reaksione katalitike për të gjeneruar produktin e synuar, acetatin e vinilit dhe një sasi të vogël të nënproduktit dioksid karboni. Për shkak të natyrës ekzotermike të reaksionit, uji nën presion futet në anën e guaskës së reaktorit për të hequr nxehtësinë e reaksionit duke përdorur avullimin e ujit.
Krahasuar me metodën e acetilenit, metoda e etilenit ka karakteristikat e strukturës kompakte të pajisjes, prodhimit të madh, konsumit të ulët të energjisë dhe ndotjes së ulët, dhe kostoja e produktit të saj është më e ulët se ajo e metodës së acetilenit. Cilësia e produktit është superiore dhe situata e korrozionit nuk është serioze. Prandaj, metoda e etilenit zëvendësoi gradualisht metodën e acetilenit pas viteve 1970. Sipas statistikave të paplota, rreth 70% e VAc të prodhuar me metodën e etilenit në botë është bërë metoda kryesore e prodhimit të VAc.
Aktualisht, teknologjia më e përparuar e prodhimit të VAc në botë është Procesi Leap i BP dhe Procesi Vantage i Celanese. Krahasuar me procesin tradicional të etilenit me shtrat të fiksuar në fazën e gazit, këto dy teknologji procesi kanë përmirësuar ndjeshëm reaktorin dhe katalizatorin në thelbin e njësisë, duke përmirësuar ekonominë dhe sigurinë e funksionimit të njësisë.
Celanese ka zhvilluar një proces të ri Vantage me shtrat të fiksuar për të adresuar problemet e shpërndarjes së pabarabartë të shtratit të katalizatorit dhe konvertimit të ulët të etilenit në një drejtim në reaktorët me shtrat të fiksuar. Reaktori i përdorur në këtë proces është ende një shtrat i fiksuar, por janë bërë përmirësime të konsiderueshme në sistemin e katalizatorit dhe janë shtuar pajisje për rikuperimin e etilenit në gazin e bishtit, duke kapërcyer mangësitë e proceseve tradicionale me shtrat të fiksuar. Rendimenti i produktit acetat vinili është dukshëm më i lartë se ai i pajisjeve të ngjashme. Katalizatori i procesit përdor platinin si përbërësin kryesor aktiv, xhelin e silicës si bartësin e katalizatorit, citrat natriumi si agjent reduktues dhe metale të tjera ndihmëse si elementë të rrallë lantanidësh si praseodimi dhe neodimi. Krahasuar me katalizatorët tradicionalë, selektiviteti, aktiviteti dhe rendimenti hapësirë-kohë i katalizatorit janë përmirësuar.
BP Amoco ka zhvilluar një proces të fazës së gazit të etilenit me shtrat të fluidizuar, i njohur edhe si procesi i Procesit Leap, dhe ka ndërtuar një njësi të shtratit të fluidizuar 250 kt/a në Hull, Angli. Përdorimi i këtij procesi për të prodhuar acetat vinili mund të ulë koston e prodhimit me 30%, dhe rendimenti hapësirë-kohë i katalizatorit (1858-2744 g/(L · h-1)) është shumë më i lartë se ai i procesit me shtrat të fiksuar (700-1200 g/(L · h-1)).
Procesi LeapProcess përdor për herë të parë një reaktor me shtrat të fluidizuar, i cili ka avantazhet e mëposhtme krahasuar me një reaktor me shtrat të fiksuar:
1) Në një reaktor me shtrat të fluidizuar, katalizatori përzihet vazhdimisht dhe në mënyrë uniforme, duke kontribuar kështu në përhapjen uniforme të promotorit dhe duke siguruar një përqendrim uniform të promotorit në reaktor.
2) Reaktori me shtrat të fluidizuar mund ta zëvendësojë vazhdimisht katalizatorin e çaktivizuar me katalizator të freskët në kushte operimi.
3) Temperatura e reaksionit të shtratit të fluidizuar është konstante, duke minimizuar çaktivizimin e katalizatorit për shkak të mbinxehjes lokale, duke zgjatur kështu jetëgjatësinë e katalizatorit.
4) Metoda e heqjes së nxehtësisë e përdorur në reaktorin me shtrat të fluidizuar thjeshton strukturën e reaktorit dhe zvogëlon vëllimin e tij. Me fjalë të tjera, një dizajn i një reaktori të vetëm mund të përdoret për instalime kimike në shkallë të gjerë, duke përmirësuar ndjeshëm efikasitetin në shkallë të pajisjes.