વિનાઇલ એસિટેટ (VAc), જેને વિનાઇલ એસિટેટ અથવા વિનાઇલ એસિટેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સામાન્ય તાપમાન અને દબાણ પર રંગહીન પારદર્શક પ્રવાહી છે, જેમાં C4H6O2 નું મોલેક્યુલર સૂત્ર અને 86.9 નું સંબંધિત પરમાણુ વજન છે.VAc, વિશ્વમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ઔદ્યોગિક કાર્બનિક કાચી સામગ્રી તરીકે, અન્ય મોનોમર્સ સાથે સ્વ-પોલિમરાઇઝેશન અથવા કોપોલિમરાઇઝેશન દ્વારા પોલિવિનાઇલ એસિટેટ રેઝિન (PVAc), પોલિવિનાઇલ આલ્કોહોલ (PVA), અને પોલિએક્રાયલોનિટ્રિલ (PAN) જેવા ડેરિવેટિવ્ઝ પેદા કરી શકે છે.આ ડેરિવેટિવ્સનો વ્યાપકપણે બાંધકામ, કાપડ, મશીનરી, દવા અને માટી સુધારકોમાં ઉપયોગ થાય છે.તાજેતરના વર્ષોમાં ટર્મિનલ ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસને કારણે, વિનાઇલ એસિટેટના ઉત્પાદનમાં વર્ષ-દર-વર્ષે વધારો થવાનું વલણ જોવા મળ્યું છે, 2018માં વિનાઇલ એસિટેટનું કુલ ઉત્પાદન 1970kt સુધી પહોંચી ગયું છે. હાલમાં, કાચા માલના પ્રભાવને કારણે અને પ્રક્રિયાઓ, વિનાઇલ એસિટેટના ઉત્પાદન માર્ગોમાં મુખ્યત્વે એસિટિલીન પદ્ધતિ અને ઇથિલિન પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે.
1, એસીટીલીન પ્રક્રિયા
1912માં, કેનેડિયન એફ. ક્લેટે, 60 થી 100 ℃ સુધીના તાપમાને, વાતાવરણીય દબાણ હેઠળ વધારાના એસિટીલીન અને એસિટિક એસિડનો ઉપયોગ કરીને અને ઉત્પ્રેરક તરીકે પારાના ક્ષારનો ઉપયોગ કરીને સૌપ્રથમ વિનાઇલ એસીટેટની શોધ કરી.1921 માં, જર્મન CEI કંપનીએ એસિટીલીન અને એસિટિક એસિડમાંથી વિનાઇલ એસિટેટના બાષ્પ તબક્કાના સંશ્લેષણ માટે એક તકનીક વિકસાવી.ત્યારથી, વિવિધ દેશોના સંશોધકોએ એસીટીલીનમાંથી વિનાઇલ એસીટેટના સંશ્લેષણ માટેની પ્રક્રિયા અને શરતોને સતત ઑપ્ટિમાઇઝ કરી છે.1928 માં, જર્મનીની Hoechst કંપનીએ 12 kt/a વિનાઇલ એસીટેટ ઉત્પાદન એકમની સ્થાપના કરી, જે વિનાઇલ એસીટેટના ઔદ્યોગિક મોટા પાયે ઉત્પાદનને સાકાર કરે છે.એસિટિલીન પદ્ધતિ દ્વારા વિનાઇલ એસિટેટ ઉત્પન્ન કરવા માટેનું સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
મુખ્ય પ્રતિક્રિયા:

આડઅસરો:

એસીટીલીન પદ્ધતિને પ્રવાહી તબક્કા પદ્ધતિ અને ગેસ તબક્કા પદ્ધતિમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.
એસિટીલીન લિક્વિડ ફેઝ મેથડની રિએક્ટન્ટ ફેઝ સ્ટેટ લિક્વિડ છે અને રિએક્ટર એ સ્ટિરિંગ ડિવાઇસ સાથે રિએક્ટર ટાંકી છે.લિક્વિડ ફેઝ મેથડની ખામીઓ જેમ કે ઓછી પસંદગી અને ઘણી બાય-પ્રોડક્ટને કારણે, આ પદ્ધતિને હાલમાં એસિટિલીન ગેસ ફેઝ પદ્ધતિ દ્વારા બદલવામાં આવી છે.
એસીટીલીન ગેસની તૈયારીના વિવિધ સ્ત્રોતો અનુસાર, એસીટીલીન ગેસ તબક્કાની પદ્ધતિને કુદરતી ગેસ એસીટીલીન બોર્ડેન પદ્ધતિ અને કાર્બાઈડ એસીટીલીન વેકર પદ્ધતિમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
બોર્ડેન પ્રક્રિયા એસિટિક એસિડનો ઉપયોગ શોષક તરીકે કરે છે, જે એસિટીલિનના ઉપયોગ દરમાં ઘણો સુધારો કરે છે.જો કે, આ પ્રક્રિયાનો માર્ગ તકનીકી રીતે મુશ્કેલ છે અને તેના માટે ઊંચા ખર્ચની જરૂર છે, તેથી આ પદ્ધતિ કુદરતી ગેસના સંસાધનોથી સમૃદ્ધ વિસ્તારોમાં લાભ ધરાવે છે.
વેકર પ્રક્રિયા કેલ્શિયમ કાર્બાઇડમાંથી ઉત્પાદિત એસિટીલીન અને એસિટિક એસિડનો કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ કરે છે, વાહક તરીકે સક્રિય કાર્બન સાથે ઉત્પ્રેરક અને સક્રિય ઘટક તરીકે ઝિંક એસિટેટનો ઉપયોગ કરે છે, વાતાવરણીય દબાણ અને 170~230 ℃ પ્રતિક્રિયા તાપમાન હેઠળ VAc ને સંશ્લેષણ કરવા માટે.પ્રક્રિયા તકનીક પ્રમાણમાં સરળ છે અને તેની ઉત્પાદન કિંમત ઓછી છે, પરંતુ તેમાં ખામીઓ છે જેમ કે ઉત્પ્રેરક સક્રિય ઘટકોનું સરળ નુકશાન, નબળી સ્થિરતા, ઉચ્ચ ઊર્જા વપરાશ અને મોટા પ્રદૂષણ.
2, ઇથિલિન પ્રક્રિયા
ઇથિલિન, ઓક્સિજન અને ગ્લેશિયલ એસિટિક એસિડ એ ત્રણ કાચી સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ વિનાઇલ એસિટેટ પ્રક્રિયાના ઇથિલિન સંશ્લેષણમાં થાય છે.ઉત્પ્રેરકનું મુખ્ય સક્રિય ઘટક સામાન્ય રીતે આઠમું જૂથ ઉમદા ધાતુ તત્વ છે, જે ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા તાપમાન અને દબાણ પર પ્રતિક્રિયા આપે છે.અનુગામી પ્રક્રિયા પછી, લક્ષ્ય ઉત્પાદન વિનાઇલ એસિટેટ આખરે મેળવવામાં આવે છે.પ્રતિક્રિયા સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
મુખ્ય પ્રતિક્રિયા:

આડઅસરો:

ઇથિલિન વરાળ તબક્કાની પ્રક્રિયા સૌપ્રથમ બાયર કોર્પોરેશન દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી અને તેને 1968માં વિનાઇલ એસીટેટના ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં મૂકવામાં આવી હતી. જર્મનીમાં હર્સ્ટ અને બેયર કોર્પોરેશન અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નેશનલ ડિસ્ટિલર્સ કોર્પોરેશનમાં અનુક્રમે ઉત્પાદન લાઇનની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી.તે મુખ્યત્વે પેલેડિયમ અથવા સોનું છે જે એસિડ પ્રતિરોધક આધારો પર લોડ થયેલ છે, જેમ કે 4-5 મીમીની ત્રિજ્યા સાથે સિલિકા જેલ મણકા, અને પોટેશિયમ એસીટેટની ચોક્કસ માત્રાનો ઉમેરો, જે ઉત્પ્રેરકની પ્રવૃત્તિ અને પસંદગીને સુધારી શકે છે.ઇથિલિન વરાળ તબક્કા યુએસઆઈ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વિનાઇલ એસિટેટના સંશ્લેષણ માટેની પ્રક્રિયા બેયર પદ્ધતિ જેવી જ છે, અને તેને બે ભાગોમાં વહેંચવામાં આવી છે: સંશ્લેષણ અને નિસ્યંદન.યુએસઆઈ પ્રક્રિયાએ 1969 માં ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન પ્રાપ્ત કરી. ઉત્પ્રેરકના સક્રિય ઘટકો મુખ્યત્વે પેલેડિયમ અને પ્લેટિનમ છે, અને સહાયક એજન્ટ પોટેશિયમ એસિટેટ છે, જે એલ્યુમિના કેરિયર પર આધારભૂત છે.પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ પ્રમાણમાં હળવી હોય છે અને ઉત્પ્રેરકનું સેવા જીવન લાંબુ હોય છે, પરંતુ અવકાશ-સમયની ઉપજ ઓછી હોય છે.એસિટિલીન પદ્ધતિની તુલનામાં, ઇથિલિન વરાળ તબક્કા પદ્ધતિમાં ટેક્નોલોજીમાં ઘણો સુધારો થયો છે, અને ઇથિલિન પદ્ધતિમાં વપરાતા ઉત્પ્રેરકોની પ્રવૃત્તિ અને પસંદગીમાં સતત સુધારો થયો છે.જો કે, પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્ર અને નિષ્ક્રિયકરણ પદ્ધતિ હજુ પણ અન્વેષણ કરવાની જરૂર છે.
ઇથિલિન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વિનાઇલ એસિટેટનું ઉત્પાદન ઉત્પ્રેરકથી ભરેલા ટ્યુબ્યુલર ફિક્સ્ડ બેડ રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરે છે.ફીડ ગેસ ઉપરથી રિએક્ટરમાં પ્રવેશે છે, અને જ્યારે તે ઉત્પ્રેરક પથારીનો સંપર્ક કરે છે, ત્યારે ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓ લક્ષ્ય ઉત્પાદન વિનાઇલ એસિટેટ અને આડપેદાશ કાર્બન ડાયોક્સાઇડની થોડી માત્રા ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે.પ્રતિક્રિયાની એક્ઝોથર્મિક પ્રકૃતિને લીધે, પાણીના બાષ્પીભવનનો ઉપયોગ કરીને પ્રતિક્રિયા ગરમીને દૂર કરવા માટે રિએક્ટરની શેલ બાજુમાં દબાણયુક્ત પાણી દાખલ કરવામાં આવે છે.
એસીટીલીન પદ્ધતિની તુલનામાં, ઇથિલીન પદ્ધતિમાં કોમ્પેક્ટ ઉપકરણ માળખું, મોટા ઉત્પાદન, ઓછી ઉર્જા વપરાશ અને ઓછા પ્રદૂષણની લાક્ષણિકતાઓ છે અને તેની ઉત્પાદન કિંમત એસીટીલીન પદ્ધતિ કરતાં ઓછી છે.ઉત્પાદન ગુણવત્તા શ્રેષ્ઠ છે, અને કાટ પરિસ્થિતિ ગંભીર નથી.તેથી, 1970 પછી ધીમે ધીમે ઇથિલિન પદ્ધતિએ એસિટીલીન પદ્ધતિનું સ્થાન લીધું.અપૂર્ણ આંકડા અનુસાર, વિશ્વમાં ઇથિલિન પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત VAc માંથી લગભગ 70% VAc ઉત્પાદન પદ્ધતિઓનો મુખ્ય પ્રવાહ બની ગયો છે.
હાલમાં, વિશ્વની સૌથી અદ્યતન VAc ઉત્પાદન તકનીક એ બીપીની લીપ પ્રક્રિયા અને સેલેનીઝની વેન્ટેજ પ્રક્રિયા છે.પરંપરાગત ફિક્સ્ડ બેડ ગેસ ફેઝ ઇથિલિન પ્રક્રિયાની તુલનામાં, આ બે પ્રક્રિયા તકનીકોએ એકમના મૂળમાં રિએક્ટર અને ઉત્પ્રેરકમાં નોંધપાત્ર સુધારો કર્યો છે, એકમના સંચાલનની અર્થવ્યવસ્થા અને સલામતીમાં સુધારો કર્યો છે.
ફિક્સ બેડ રિએક્ટર્સમાં અસમાન ઉત્પ્રેરક બેડ વિતરણ અને ઓછી ઇથિલિન વન-વે કન્વર્ઝનની સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે સેલેનીસે નવી ફિક્સ્ડ બેડ વેન્ટેજ પ્રક્રિયા વિકસાવી છે.આ પ્રક્રિયામાં વપરાતું રિએક્ટર હજુ પણ એક નિશ્ચિત પથારી છે, પરંતુ ઉત્પ્રેરક પ્રણાલીમાં નોંધપાત્ર સુધારા કરવામાં આવ્યા છે, અને પરંપરાગત નિશ્ચિત બેડ પ્રક્રિયાઓની ખામીઓને દૂર કરીને, ટેઈલ ગેસમાં ઇથિલિન પુનઃપ્રાપ્તિ ઉપકરણો ઉમેરવામાં આવ્યા છે.ઉત્પાદન વિનાઇલ એસિટેટની ઉપજ સમાન ઉપકરણો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.પ્રક્રિયા ઉત્પ્રેરક મુખ્ય સક્રિય ઘટક તરીકે પ્લેટિનમનો ઉપયોગ કરે છે, ઉત્પ્રેરક વાહક તરીકે સિલિકા જેલ, ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે સોડિયમ સાઇટ્રેટ અને અન્ય સહાયક ધાતુઓ જેમ કે લેન્થેનાઇડ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો જેમ કે પ્રાસોડીમિયમ અને નિયોડીમિયમનો ઉપયોગ કરે છે.પરંપરાગત ઉત્પ્રેરકની તુલનામાં, ઉત્પ્રેરકની પસંદગી, પ્રવૃત્તિ અને અવકાશ-સમય ઉપજમાં સુધારો થાય છે.
બીપી એમોકોએ ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ ઇથિલિન ગેસ ફેઝ પ્રક્રિયા વિકસાવી છે, જેને લીપ પ્રોસેસ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, અને હલ, ઇંગ્લેન્ડમાં 250 kt/a ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ યુનિટ બનાવ્યું છે.વિનાઇલ એસીટેટ બનાવવા માટે આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવાથી ઉત્પાદન ખર્ચ 30% ઘટાડી શકાય છે, અને ઉત્પ્રેરકની અવકાશ સમય ઉપજ (1858-2744 g/(L · h-1)) નિશ્ચિત બેડ પ્રક્રિયા (700) કરતા ઘણી વધારે છે. -1200 ગ્રામ/(L · h-1)).
લીપપ્રોસેસ પ્રક્રિયા પ્રથમ વખત પ્રવાહીયુક્ત બેડ રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં નિશ્ચિત બેડ રિએક્ટરની સરખામણીમાં નીચેના ફાયદા છે:
1) ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ રિએક્ટરમાં, ઉત્પ્રેરક સતત અને સમાન રીતે મિશ્રિત થાય છે, જેનાથી પ્રમોટરના એકસમાન પ્રસારમાં ફાળો આપે છે અને રિએક્ટરમાં પ્રમોટરની સમાન સાંદ્રતા સુનિશ્ચિત કરે છે.
2) પ્રવાહીયુક્ત બેડ રિએક્ટર ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં નિષ્ક્રિય ઉત્પ્રેરકને તાજા ઉત્પ્રેરક સાથે સતત બદલી શકે છે.
3) પ્રવાહીયુક્ત પથારીની પ્રતિક્રિયા તાપમાન સતત છે, સ્થાનિક ઓવરહિટીંગને કારણે ઉત્પ્રેરકના નિષ્ક્રિયકરણને ઘટાડે છે, તેથી ઉત્પ્રેરકની સેવા જીવન લંબાય છે.
4) પ્રવાહીયુક્ત બેડ રિએક્ટરમાં વપરાતી ગરમી દૂર કરવાની પદ્ધતિ રિએક્ટરની રચનાને સરળ બનાવે છે અને તેનું પ્રમાણ ઘટાડે છે.બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, મોટા પાયે રાસાયણિક સ્થાપનો માટે સિંગલ રિએક્ટર ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે ઉપકરણની સ્કેલ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર રીતે સુધારો કરે છે.