ไวนิลอะซิเตท (VAc) หรือที่เรียกว่าไวนิลอะซิเตทหรือไวนิลอะซิเตทเป็นของเหลวใสไม่มีสีที่อุณหภูมิและความดันปกติโดยมีสูตรโมเลกุลของ C4H6O2 และน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของ 86.9 VAc เป็นหนึ่งในวัตถุดิบอินทรีย์ทางอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลกสามารถสร้างอนุพันธ์เช่นเรซินโพลีไวนิลอะซิเตท (PVAc) โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) และโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) ผ่านการโพลีเมอไรเซชันด้วยตนเองหรือการโคพอลิเมอไรเซชันกับโมโนเมอร์อื่น ๆ อนุพันธ์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง สิ่งทอ เครื่องจักร ยา และสารปรับปรุงดิน เนื่องจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมปลายทางในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการผลิตไวนิลอะซิเตทจึงแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของการเพิ่มขึ้นทุกปีโดยการผลิตไวนิลอะซิเตททั้งหมดจะถึง 1970,000 ตันในปี 2018 ปัจจุบันเนื่องจากอิทธิพลของวัตถุดิบและกระบวนการเส้นทางการผลิตไวนิลอะซิเตทส่วนใหญ่ประกอบด้วยวิธีอะเซทิลีนและวิธีเอทิลีน
1、กระบวนการอะเซทิลีน
ในปี 1912 F. Klatte ชาวแคนาดา เป็นผู้ค้นพบไวนิลอะซิเตทเป็นครั้งแรกโดยใช้อะเซทิลีนและกรดอะซิติกส่วนเกินภายใต้ความดันบรรยากาศ ที่อุณหภูมิระหว่าง 60 ถึง 100 ℃ และใช้เกลือปรอทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในปี 1921 บริษัท CEI ของเยอรมนีได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการสังเคราะห์ไวนิลอะซิเตทจากอะเซทิลีนและกรดอะซิติกในเฟสไอ นับแต่นั้นมา นักวิจัยจากหลายประเทศได้ปรับปรุงกระบวนการและเงื่อนไขในการสังเคราะห์ไวนิลอะซิเตทจากอะเซทิลีนอย่างต่อเนื่อง ในปี 1928 บริษัท Hoechst ของเยอรมนีได้ก่อตั้งหน่วยผลิตไวนิลอะซิเตท 12 kt/a ซึ่งทำให้สามารถผลิตไวนิลอะซิเตทในปริมาณมากในระดับอุตสาหกรรมได้ สมการสำหรับการผลิตไวนิลอะซิเตทโดยใช้วิธีอะเซทิลีนมีดังนี้:
ปฏิกิริยาหลัก:

ผลข้างเคียง:

วิธีอะเซทิลีนแบ่งออกเป็นวิธีเฟสของเหลวและวิธีเฟสก๊าซ
สถานะเฟสของสารตั้งต้นของวิธีเฟสของเหลวอะเซทิลีนคือของเหลว และเครื่องปฏิกรณ์คือถังปฏิกิริยาที่มีอุปกรณ์กวน เนื่องจากวิธีเฟสของเหลวมีข้อบกพร่อง เช่น การเลือกต่ำและผลพลอยได้จำนวนมาก วิธีนี้จึงถูกแทนที่ด้วยวิธีเฟสก๊าซอะเซทิลีนในปัจจุบัน
วิธีเตรียมก๊าซอะเซทิลีนตามแหล่งที่มาที่แตกต่างกันสามารถแบ่งได้เป็นวิธีเตรียมก๊าซอะเซทิลีนบอร์เดนของก๊าซธรรมชาติและวิธีเตรียมก๊าซอะเซทิลีนคาร์ไบด์แว็กเกอร์
กระบวนการ Borden ใช้กรดอะซิติกเป็นตัวดูดซับ ซึ่งช่วยปรับปรุงอัตราการใช้อะเซทิลีนได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้มีความยากลำบากทางเทคนิคและต้องใช้ต้นทุนสูง ดังนั้น วิธีการนี้จึงมีข้อได้เปรียบในพื้นที่ที่มีทรัพยากรก๊าซธรรมชาติอุดมสมบูรณ์
กระบวนการ Wacker ใช้อะเซทิลีนและกรดอะซิติกที่ผลิตจากแคลเซียมคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคาร์บอนกัมมันต์เป็นตัวพาและสังกะสีอะซิเตทเป็นส่วนประกอบที่ใช้งาน เพื่อสังเคราะห์ VAc ภายใต้ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิปฏิกิริยา 170~230 ℃ เทคโนโลยีกระบวนการค่อนข้างเรียบง่ายและมีต้นทุนการผลิตต่ำ แต่มีข้อบกพร่อง เช่น สูญเสียส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ง่าย มีเสถียรภาพต่ำ ใช้พลังงานสูง และมลพิษสูง
2、กระบวนการเอทิลีน
เอทิลีน ออกซิเจน และกรดอะซิติกบริสุทธิ์เป็นวัตถุดิบสามชนิดที่ใช้ในการสังเคราะห์เอทิลีนของกระบวนการไวนิลอะซิเตท ส่วนประกอบที่ใช้งานหลักของตัวเร่งปฏิกิริยาโดยทั่วไปคือธาตุโลหะมีค่ากลุ่มที่แปด ซึ่งจะทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันปฏิกิริยาที่กำหนด หลังจากการประมวลผลในภายหลัง จะได้ไวนิลอะซิเตทซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมายในที่สุด สมการปฏิกิริยามีดังนี้:
ปฏิกิริยาหลัก:

ผลข้างเคียง:

กระบวนการเฟสไอเอทิลีนได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Bayer Corporation และนำไปใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตไวนิลอะซิเตทในปี 1968 สายการผลิตได้รับการจัดตั้งที่ Hearst และ Bayer Corporation ในเยอรมนีและ National Distillers Corporation ในสหรัฐอเมริกาตามลำดับ โดยส่วนใหญ่แล้วกระบวนการนี้ใช้แพลเลเดียมหรือทองคำที่บรรจุบนตัวรองรับที่ทนกรด เช่น ลูกปัดซิลิกาเจลที่มีรัศมี 4-5 มม. และมีการเติมโพแทสเซียมอะซิเตทในปริมาณหนึ่ง ซึ่งสามารถปรับปรุงกิจกรรมและการคัดเลือกของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ กระบวนการสังเคราะห์ไวนิลอะซิเตทโดยใช้เฟสไอเอทิลีน USI นั้นคล้ายคลึงกับวิธีของ Bayer และแบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่ การสังเคราะห์และการกลั่น กระบวนการ USI ได้รับการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในปี 1969 ส่วนประกอบที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่เป็นแพลเลเดียมและแพลตตินัม และตัวแทนเสริมคือโพแทสเซียมอะซิเตท ซึ่งรองรับบนตัวพาอะลูมินา สภาวะปฏิกิริยาค่อนข้างอ่อนโยนและตัวเร่งปฏิกิริยามีอายุการใช้งานยาวนาน แต่ผลผลิตในเชิงพื้นที่-เวลาต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอะเซทิลีน วิธีเฟสไอเอทิลีนมีการพัฒนาทางเทคโนโลยีอย่างมาก และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในวิธีเอทิลีนก็มีการปรับปรุงกิจกรรมและการคัดเลือกอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาและกลไกการทำให้ไม่ทำงานยังคงต้องมีการสำรวจ
การผลิตไวนิลอะซิเตทโดยใช้กรรมวิธีเอทิลีนนั้นจะใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบท่อที่มีชั้นคงที่ซึ่งบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยา ก๊าซป้อนจะเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์จากด้านบน และเมื่อสัมผัสกับชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเพื่อสร้างไวนิลอะซิเตทซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมายและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลพลอยได้ในปริมาณเล็กน้อย เนื่องจากปฏิกิริยามีลักษณะคายความร้อน น้ำที่มีแรงดันจึงถูกนำเข้าไปในด้านเปลือกของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อกำจัดความร้อนจากปฏิกิริยาโดยใช้การระเหยของน้ำ
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอะเซทิลีน วิธีเอทิลีนมีลักษณะโครงสร้างอุปกรณ์ที่กะทัดรัด ผลผลิตสูง ใช้พลังงานต่ำ มลพิษต่ำ และต้นทุนผลิตภัณฑ์ต่ำกว่าวิธีอะเซทิลีน คุณภาพของผลิตภัณฑ์เหนือกว่า และไม่เกิดการกัดกร่อนรุนแรง ดังนั้น วิธีเอทิลีนจึงค่อยๆ เข้ามาแทนที่วิธีอะเซทิลีนหลังจากทศวรรษ 1970 ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ ประมาณ 70% ของ VAc ที่ผลิตโดยวิธีเอทิลีนทั่วโลกได้กลายเป็นกระแสหลักของวิธีการผลิต VAc
ปัจจุบัน เทคโนโลยีการผลิต VAc ที่ล้ำหน้าที่สุดในโลกคือกระบวนการ Leap ของ BP และกระบวนการ Vantage ของ Celanese เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเอทิลีนแบบเฟสก๊าซคงที่แบบดั้งเดิม เทคโนโลยีกระบวนการทั้งสองนี้ได้ปรับปรุงเครื่องปฏิกรณ์และตัวเร่งปฏิกิริยาที่แกนกลางของหน่วยได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งช่วยปรับปรุงความประหยัดและความปลอดภัยของการทำงานของหน่วย
Celanese ได้พัฒนากระบวนการ Vantage แบบเตียงคงที่ใหม่เพื่อแก้ไขปัญหาการกระจายตัวของเตียงเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เท่ากันและการแปลงทางเดียวที่มีเอทิลีนต่ำในเครื่องปฏิกรณ์แบบเตียงคงที่ เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการนี้ยังคงเป็นเตียงคงที่ แต่มีการปรับปรุงที่สำคัญในระบบตัวเร่งปฏิกิริยา และได้เพิ่มอุปกรณ์กู้คืนเอทิลีนในก๊าซไอเสีย ซึ่งช่วยแก้ไขข้อบกพร่องของกระบวนการเตียงคงที่แบบเดิมได้ ผลผลิตของไวนิลอะซิเตทของผลิตภัณฑ์นั้นสูงกว่าอุปกรณ์ที่คล้ายกันอย่างเห็นได้ชัด ตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการนี้ใช้แพลตตินัมเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานหลัก ซิลิกาเจลเป็นตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา โซเดียมซิเตรตเป็นตัวรีดักชัน และโลหะเสริมอื่นๆ เช่น แลนทาไนด์ ธาตุหายาก เช่น เพรซีโอไดเมียมและนีโอไดเมียม เมื่อเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาแบบดั้งเดิม การคัดเลือก การทำงาน และผลผลิตของเวลา-อวกาศของตัวเร่งปฏิกิริยานั้นได้รับการปรับปรุง
BP Amoco ได้พัฒนาขั้นตอนการผลิตเอทิลีนแบบฟลูอิไดซ์เบด ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าขั้นตอนการผลิตแบบ Leap Process และได้สร้างหน่วยการผลิตแบบฟลูอิไดซ์เบดที่มีกำลังการผลิต 250 kt/a ในเมืองฮัลล์ ประเทศอังกฤษ การใช้ขั้นตอนการผลิตนี้เพื่อผลิตไวนิลอะซิเตทสามารถลดต้นทุนการผลิตได้ 30% และผลผลิตของตัวเร่งปฏิกิริยา (1858-2744 g/(L · h-1)) มีค่าสูงกว่าขั้นตอนการผลิตแบบเบดคงที่ (700-1200 g/(L · h-1)) มาก
กระบวนการ LeapProcess ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดเป็นครั้งแรก ซึ่งมีข้อได้เปรียบดังต่อไปนี้เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดคงที่:
1) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบด ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกผสมอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยให้โปรโมเตอร์แพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอ และทำให้โปรโมเตอร์มีความเข้มข้นสม่ำเสมอในเครื่องปฏิกรณ์
2) เครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดสามารถเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกปิดการใช้งานด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ได้อย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะการทำงาน
3) อุณหภูมิปฏิกิริยาของชั้นของเหลวจะคงที่ ช่วยลดการหยุดการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาอันเนื่องมาจากความร้อนในบริเวณนั้นให้น้อยที่สุด จึงยืดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาได้
4) วิธีการระบายความร้อนที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบฟลูอิไดซ์เบดช่วยลดความซับซ้อนของโครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์และลดปริมาตร กล่าวอีกนัยหนึ่ง การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เพียงเครื่องเดียวสามารถใช้กับการติดตั้งสารเคมีขนาดใหญ่ได้ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างมาก