వినైల్ అసిటేట్ (VAC), వినైల్ అసిటేట్ లేదా వినైల్ అసిటేట్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది సాధారణ ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం వద్ద రంగులేని పారదర్శక ద్రవం, C4H6O2 యొక్క పరమాణు సూత్రం మరియు 86.9 సాపేక్ష పరమాణు బరువు కలిగి ఉంటుంది. ప్రపంచంలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే పారిశ్రామిక సేంద్రీయ ముడి పదార్థాలలో ఒకటిగా VAc, ఇతర మోనోమర్‌లతో స్వీయ పాలిమరైజేషన్ లేదా కోపాలిమరైజేషన్ ద్వారా పాలీ వినైల్ అసిటేట్ రెసిన్ (PVAc), పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్ (PVA) మరియు పాలీ యాక్రిలోనిట్రైల్ (PAN) వంటి ఉత్పన్నాలను ఉత్పత్తి చేయగలదు. ఈ ఉత్పన్నాలు నిర్మాణం, వస్త్రాలు, యంత్రాలు, ఔషధం మరియు నేల మెరుగుదలలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో టెర్మినల్ పరిశ్రమ యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధి కారణంగా, వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి పెరుగుతున్న ధోరణిని చూపించింది, 2018లో వినైల్ అసిటేట్ మొత్తం ఉత్పత్తి 1970ktకి చేరుకుంది. ప్రస్తుతం, ముడి పదార్థాలు మరియు ప్రక్రియల ప్రభావం కారణంగా, వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తి మార్గాల్లో ప్రధానంగా ఎసిటిలీన్ పద్ధతి మరియు ఇథిలీన్ పద్ధతి ఉన్నాయి.
1、ఎసిటిలీన్ ప్రక్రియ
1912లో, కెనడియన్ అయిన F. క్లాట్, 60 నుండి 100 ℃ వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, వాతావరణ పీడనం కింద అదనపు ఎసిటిలీన్ మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లాన్ని ఉపయోగించి మరియు పాదరసం లవణాలను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించి వినైల్ అసిటేట్‌ను మొదటిసారి కనుగొన్నాడు. 1921లో, జర్మన్ CEI కంపెనీ ఎసిటిలీన్ మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లం నుండి వినైల్ అసిటేట్ యొక్క ఆవిరి దశ సంశ్లేషణ కోసం ఒక సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసింది. అప్పటి నుండి, వివిధ దేశాల పరిశోధకులు ఎసిటిలీన్ నుండి వినైల్ అసిటేట్ సంశ్లేషణ కోసం ప్రక్రియ మరియు పరిస్థితులను నిరంతరం ఆప్టిమైజ్ చేశారు. 1928లో, జర్మనీకి చెందిన హోచ్స్ట్ కంపెనీ 12 kt/a వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తి యూనిట్‌ను స్థాపించింది, ఇది పారిశ్రామికంగా పెద్ద ఎత్తున వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తిని గ్రహించింది. ఎసిటిలీన్ పద్ధతి ద్వారా వినైల్ అసిటేట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి సమీకరణం క్రింది విధంగా ఉంది:
ప్రధాన ప్రతిచర్య:

దుష్ప్రభావాలు:

ఎసిటిలీన్ పద్ధతిని ద్రవ దశ పద్ధతి మరియు వాయు దశ పద్ధతిగా విభజించారు.
ఎసిటిలీన్ ద్రవ దశ పద్ధతి యొక్క రియాక్టెంట్ దశ స్థితి ద్రవంగా ఉంటుంది మరియు రియాక్టర్ అనేది కదిలించే పరికరంతో కూడిన ప్రతిచర్య ట్యాంక్. తక్కువ ఎంపిక మరియు అనేక ఉప-ఉత్పత్తులు వంటి ద్రవ దశ పద్ధతి యొక్క లోపాల కారణంగా, ఈ పద్ధతి ప్రస్తుతం ఎసిటిలీన్ గ్యాస్ దశ పద్ధతి ద్వారా భర్తీ చేయబడింది.
ఎసిటిలీన్ వాయువు తయారీ యొక్క వివిధ వనరుల ప్రకారం, ఎసిటిలీన్ వాయు దశ పద్ధతిని సహజ వాయువు ఎసిటిలీన్ బోర్డెన్ పద్ధతి మరియు కార్బైడ్ ఎసిటిలీన్ వాకర్ పద్ధతిగా విభజించవచ్చు.
బోర్డెన్ ప్రక్రియ ఎసిటిక్ ఆమ్లాన్ని శోషక పదార్థంగా ఉపయోగిస్తుంది, ఇది ఎసిటిలీన్ వినియోగ రేటును బాగా మెరుగుపరుస్తుంది. అయితే, ఈ ప్రక్రియ మార్గం సాంకేతికంగా కష్టం మరియు అధిక ఖర్చులు అవసరం, కాబట్టి సహజ వాయువు వనరులు అధికంగా ఉన్న ప్రాంతాలలో ఈ పద్ధతి ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది.
వాకర్ ప్రక్రియలో కాల్షియం కార్బైడ్ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన ఎసిటిలీన్ మరియు ఎసిటిక్ ఆమ్లం ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించబడతాయి, ఉత్తేజిత కార్బన్ క్యారియర్‌గా మరియు జింక్ అసిటేట్ క్రియాశీలక అంశంగా ఉన్న ఉత్ప్రేరకాన్ని ఉపయోగించి, వాతావరణ పీడనం మరియు 170~230 ℃ ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత కింద VACని సంశ్లేషణ చేస్తారు. ప్రక్రియ సాంకేతికత సాపేక్షంగా సరళమైనది మరియు తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చులను కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఉత్ప్రేరక క్రియాశీల భాగాలను సులభంగా కోల్పోవడం, పేలవమైన స్థిరత్వం, అధిక శక్తి వినియోగం మరియు పెద్ద కాలుష్యం వంటి లోపాలు ఉన్నాయి.
2、ఇథిలీన్ ప్రక్రియ
ఇథిలీన్, ఆక్సిజన్ మరియు గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ ఆమ్లం అనేవి వినైల్ అసిటేట్ ప్రక్రియ యొక్క ఇథిలీన్ సంశ్లేషణలో ఉపయోగించే మూడు ముడి పదార్థాలు. ఉత్ప్రేరకం యొక్క ప్రధాన క్రియాశీలక భాగం సాధారణంగా ఎనిమిదవ సమూహం నోబుల్ మెటల్ మూలకం, ఇది ఒక నిర్దిష్ట ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం వద్ద చర్య జరుపుతుంది. తదుపరి ప్రాసెసింగ్ తర్వాత, లక్ష్య ఉత్పత్తి వినైల్ అసిటేట్ చివరకు పొందబడుతుంది. ప్రతిచర్య సమీకరణం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
ప్రధాన ప్రతిచర్య:

దుష్ప్రభావాలు:

ఇథిలీన్ ఆవిరి దశ ప్రక్రియను మొదట బేయర్ కార్పొరేషన్ అభివృద్ధి చేసింది మరియు 1968లో వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తి కోసం పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో ఉంచబడింది. జర్మనీలోని హర్స్ట్ మరియు బేయర్ కార్పొరేషన్‌లో మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని నేషనల్ డిస్టిలర్స్ కార్పొరేషన్‌లో ఉత్పత్తి లైన్లు వరుసగా స్థాపించబడ్డాయి. ఇది ప్రధానంగా 4-5mm వ్యాసార్థం కలిగిన సిలికా జెల్ పూసలు వంటి యాసిడ్ రెసిస్టెంట్ సపోర్ట్‌లపై లోడ్ చేయబడిన పల్లాడియం లేదా బంగారం మరియు కొంత మొత్తంలో పొటాషియం అసిటేట్ జోడించడం ద్వారా ఉత్ప్రేరకం యొక్క కార్యాచరణ మరియు ఎంపికను మెరుగుపరుస్తుంది. ఇథిలీన్ ఆవిరి దశ USI పద్ధతిని ఉపయోగించి వినైల్ అసిటేట్ సంశ్లేషణ ప్రక్రియ బేయర్ పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది మరియు దీనిని రెండు భాగాలుగా విభజించారు: సంశ్లేషణ మరియు స్వేదనం. USI ప్రక్రియ 1969లో పారిశ్రామిక అనువర్తనాన్ని సాధించింది. ఉత్ప్రేరకం యొక్క క్రియాశీల భాగాలు ప్రధానంగా పల్లాడియం మరియు ప్లాటినం, మరియు సహాయక ఏజెంట్ పొటాషియం అసిటేట్, ఇది అల్యూమినా క్యారియర్‌పై మద్దతు ఇస్తుంది. ప్రతిచర్య పరిస్థితులు సాపేక్షంగా తేలికపాటివి మరియు ఉత్ప్రేరకం సుదీర్ఘ సేవా జీవితాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ స్థల-సమయ దిగుబడి తక్కువగా ఉంటుంది. ఎసిటిలీన్ పద్ధతితో పోలిస్తే, ఇథిలీన్ ఆవిరి దశ పద్ధతి సాంకేతికతలో బాగా మెరుగుపడింది మరియు ఇథిలీన్ పద్ధతిలో ఉపయోగించే ఉత్ప్రేరకాలు కార్యాచరణ మరియు ఎంపికలో నిరంతరం మెరుగుపడ్డాయి. అయితే, ప్రతిచర్య గతిశాస్త్రం మరియు నిష్క్రియాత్మక విధానం ఇంకా అన్వేషించాల్సిన అవసరం ఉంది.
ఇథిలీన్ పద్ధతిని ఉపయోగించి వినైల్ అసిటేట్ ఉత్పత్తి ఉత్ప్రేరకంతో నిండిన గొట్టపు స్థిర బెడ్ రియాక్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఫీడ్ వాయువు పై నుండి రియాక్టర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు అది ఉత్ప్రేరక బెడ్‌ను తాకినప్పుడు, లక్ష్య ఉత్పత్తి వినైల్ అసిటేట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో ఉప-ఉత్పత్తి కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి. ప్రతిచర్య యొక్క బాహ్య ఉష్ణ స్వభావం కారణంగా, నీటి బాష్పీభవనాన్ని ఉపయోగించి ప్రతిచర్య వేడిని తొలగించడానికి పీడన నీటిని రియాక్టర్ యొక్క షెల్ వైపుకు ప్రవేశపెడతారు.
ఎసిటిలీన్ పద్ధతితో పోలిస్తే, ఇథిలీన్ పద్ధతి కాంపాక్ట్ పరికర నిర్మాణం, పెద్ద ఉత్పత్తి, తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు తక్కువ కాలుష్యం వంటి లక్షణాలను కలిగి ఉంది మరియు దాని ఉత్పత్తి ఖర్చు ఎసిటిలీన్ పద్ధతి కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఉత్పత్తి నాణ్యత ఉన్నతమైనది మరియు తుప్పు పరిస్థితి తీవ్రంగా లేదు. అందువల్ల, 1970ల తర్వాత ఇథిలీన్ పద్ధతి క్రమంగా ఎసిటిలీన్ పద్ధతిని భర్తీ చేసింది. అసంపూర్ణ గణాంకాల ప్రకారం, ప్రపంచంలో ఇథిలీన్ పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన VAcలో దాదాపు 70% VAc ఉత్పత్తి పద్ధతుల యొక్క ప్రధాన స్రవంతిలోకి మారింది.
ప్రస్తుతం, ప్రపంచంలో అత్యంత అధునాతన VAc ఉత్పత్తి సాంకేతికత BP యొక్క లీప్ ప్రాసెస్ మరియు సెలానీస్ యొక్క వాంటేజ్ ప్రాసెస్. సాంప్రదాయ స్థిర బెడ్ గ్యాస్ దశ ఇథిలీన్ ప్రక్రియతో పోలిస్తే, ఈ రెండు ప్రక్రియ సాంకేతికతలు యూనిట్ యొక్క ప్రధాన భాగంలో రియాక్టర్ మరియు ఉత్ప్రేరకాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరిచాయి, యూనిట్ ఆపరేషన్ యొక్క ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు భద్రతను మెరుగుపరిచాయి.
స్థిర రియాక్టర్లలో అసమాన ఉత్ప్రేరక పరుపు పంపిణీ మరియు తక్కువ ఇథిలీన్ వన్-వే మార్పిడి సమస్యలను పరిష్కరించడానికి సెలనీస్ కొత్త స్థిర పరుపు వాన్టేజ్ ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే రియాక్టర్ ఇప్పటికీ స్థిర పరుపు, కానీ ఉత్ప్రేరక వ్యవస్థకు గణనీయమైన మెరుగుదలలు చేయబడ్డాయి మరియు సాంప్రదాయ స్థిర పరుపు ప్రక్రియల లోపాలను అధిగమించి టెయిల్ గ్యాస్‌లో ఇథిలీన్ రికవరీ పరికరాలు జోడించబడ్డాయి. ఉత్పత్తి వినైల్ అసిటేట్ యొక్క దిగుబడి ఇలాంటి పరికరాల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ప్రక్రియ ఉత్ప్రేరకం ప్లాటినంను ప్రధాన క్రియాశీలక భాగంగా, సిలికా జెల్‌ను ఉత్ప్రేరక వాహకంగా, సోడియం సిట్రేట్‌ను తగ్గించే ఏజెంట్‌గా మరియు లాంతనైడ్ అరుదైన భూమి మూలకాల వంటి ఇతర సహాయక లోహాలను ప్రాసోడైమియం మరియు నియోడైమియం వంటి ఉపయోగిస్తుంది. సాంప్రదాయ ఉత్ప్రేరకాలతో పోలిస్తే, ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఎంపిక, కార్యాచరణ మరియు స్థల-సమయ దిగుబడి మెరుగుపడతాయి.
బిపి అమోకో ఫ్లూయిడైజ్డ్ బెడ్ ఇథిలీన్ గ్యాస్ ఫేజ్ ప్రాసెస్‌ను అభివృద్ధి చేసింది, దీనిని లీప్ ప్రాసెస్ ప్రాసెస్ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు ఇంగ్లాండ్‌లోని హల్‌లో 250 kt/a ఫ్లూయిడైజ్డ్ బెడ్ యూనిట్‌ను నిర్మించింది. వినైల్ అసిటేట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఈ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం వల్ల ఉత్పత్తి ఖర్చు 30% తగ్గుతుంది మరియు ఉత్ప్రేరకం (1858-2744 g/(L · h-1)) యొక్క స్పేస్ టైమ్ దిగుబడి స్థిర బెడ్ ప్రాసెస్ (700-1200 g/(L · h-1)) కంటే చాలా ఎక్కువ.
లీప్‌ప్రాసెస్ ప్రక్రియ మొదటిసారిగా ద్రవీకృత బెడ్ రియాక్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది స్థిర బెడ్ రియాక్టర్‌తో పోలిస్తే ఈ క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:
1) ద్రవీకృత బెడ్ రియాక్టర్‌లో, ఉత్ప్రేరకం నిరంతరం మరియు ఏకరీతిలో మిశ్రమంగా ఉంటుంది, తద్వారా ప్రమోటర్ యొక్క ఏకరీతి వ్యాప్తికి దోహదం చేస్తుంది మరియు రియాక్టర్‌లో ప్రమోటర్ యొక్క ఏకరీతి సాంద్రతను నిర్ధారిస్తుంది.
2) ద్రవీకృత బెడ్ రియాక్టర్ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల్లో నిష్క్రియం చేయబడిన ఉత్ప్రేరకాన్ని తాజా ఉత్ప్రేరకంతో నిరంతరం భర్తీ చేయగలదు.
3) ద్రవీకృత బెడ్ ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంటుంది, స్థానిక వేడెక్కడం వల్ల ఉత్ప్రేరకం నిష్క్రియం కావడాన్ని తగ్గిస్తుంది, తద్వారా ఉత్ప్రేరకం యొక్క సేవా జీవితాన్ని పొడిగిస్తుంది.
4) ద్రవీకృత బెడ్ రియాక్టర్‌లో ఉపయోగించే వేడి తొలగింపు పద్ధతి రియాక్టర్ నిర్మాణాన్ని సులభతరం చేస్తుంది మరియు దాని వాల్యూమ్‌ను తగ్గిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పెద్ద-స్థాయి రసాయన సంస్థాపనలకు ఒకే రియాక్టర్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, ఇది పరికరం యొక్క స్కేల్ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.