Vinyl Acetate Monomer (VAM): Quy Trình Sản Xuất Và Tiềm Năng Phát Triển Trong Tương Lai

Vinyl Acetate Monomer (VAM) là một nguyên liệu quan trọng trong chuỗi cung ứng toàn cầu, đặc biệt trong các ngành như bao bì, dệt may, xây dựng và công nghệ polymer tiên tiến. Với đặc tính hóa học độc đáo cùng khả năng ứng dụng đa dạng, VAM không chỉ đóng vai trò nền tảng trong sản xuất các loại polymer hiện đại mà còn mở ra nhiều cơ hội phát triển bền vững cho các doanh nghiệp. Vậy VAM là gì, quy trình sản xuất ra sao và thị trường đang phát triển như thế nào? Cùng Aroma tìm hiểu nhé!

1. Vinyl Acetate Monomer là gì?

Vinyl Acetate Monomer (VAM) là một loại monomer hóa học, thuộc nhóm vinyl ester, có công thức phân tử là CH₃COOCH=CH₂. Đây là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, có mùi ngọt nhẹ, ít tan trong nước và có khả năng phản ứng cao – rất phù hợp để tổng hợp các polymer và copolymer với nhiều ứng dụng trong công nghiệp.

Tuy không được sử dụng trực tiếp trong thực phẩm, nhưng VAM là nguyên liệu nền trong sản xuất:

• Polyvinyl Acetate (PVAc): dùng trong sản xuất keo dán thực phẩm, chất kết dính dùng cho đóng gói bao bì thực phẩm, dệt may…

• Polyvinyl Alcohol (PVOH): dùng trong màng bao bì phân hủy sinh học, lớp phủ thực phẩm, viên nén tan trong nước, màng đóng gói thuốc.

• Ethylene Vinyl Acetate (EVA): dùng trong màng co thực phẩm, tấm nhựa định hình, lớp đệm chống sốc, bao bì y tế, ống dẫn khí.

Nói cách khác, VAM là nguồn gốc của nhiều loại polymer hiện đại đang góp phần làm thay đổi ngành công nghiệp sản xuất.

2. Quy trình sản xuất Vinyl Acetate Monomer

Vinyl Acetate Monomer (VAM) hiện được tổng hợp chủ yếu thông qua phản ứng pha hơi giữa ethylene, acid acetic và oxy trong môi trường có mặt chất xúc tác kim loại quý, thường sử dụng palladium.

Phương trình hóa học tổng quát có thể mô tả như sau:

Quá trình sản xuất này diễn ra ở điều kiện nhiệt độ từ 175 đến 200°C và áp suất trong khoảng 5 đến 9 bar. Các công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất bao gồm:

- Thực hiện phản ứng pha hơi giữa ethylene, acid acetic và oxy.

- Thu hồi sản phẩm Vinyl Acetate Monomer thông qua quá trình ngưng tụ kết hợp với rửa.

- Tinh lọc VAM bằng phương pháp chưng cất.

Gần đây, một công nghệ mới mang tên Leap đã được phát triển nhằm nâng cao hiệu suất vận hành và tối ưu chi phí sản xuất. Phương pháp này thay thế giường xúc tác cố định truyền thống bằng giường tầng chất lỏng, giúp tăng hiệu quả phản ứng.

Các phương pháp sản xuất trước đây

Trước kia, VAM được điều chế bằng cách cộng acid acetic vào acetylene trong điều kiện có xúc tác thủy ngân

Tuy nhiên, phương pháp này hiện đã không còn phổ biến do chi phí sản xuất cao và các rủi ro về an toàn liên quan đến việc sử dụng thủy ngân làm xúc tác.

3. Lưu trữ và vận chuyển

Vinyl Acetate Monomer thường được lưu trữ trong các bồn hoặc thùng thép – có thể là loại mới hoặc đã qua sử dụng – và được vận chuyển bằng tàu hoặc xe bồn chuyên dụng. Chất này có tỷ trọng khoảng 0.933 và điểm chớp cháy là -8°C (đo theo phương pháp cốc kín), thể hiện tính dễ cháy cao. Vì vậy, VAM cần được bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng khí và tránh xa nguồn lửa.

Khi vận chuyển, Vinyl Acetate Monomer được xếp vào nhóm đóng gói loại II và thuộc phân loại nguy hiểm cấp 3, đồng thời được xác định là một chất có khả năng gây kích ứng

 

4. An toàn và bảo vệ môi trường khi sử dụng VAM

Việc vận hành, bảo quản và xử lý Vinyl Acetate Monomer cần được thực hiện nghiêm ngặt nhằm đảm bảo an toàn lao động và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. 

4.1 Hướng dẫn an toàn trong quá trình sử dụng Vinyl Acetate Monomer

• Nguy cơ cháy nổ: Vinyl Acetate Monomer là một hợp chất có khả năng bắt cháy cao, dễ phản ứng với nhiệt, tia lửa hoặc ngọn lửa. Do đó, việc bảo quản và vận hành cần đảm bảo cách ly nguồn nhiệt, sử dụng hệ thống phòng cháy phù hợp để hạn chế nguy cơ hỏa hoạn.
• An toàn lao động trong công nghiệp: Những người làm việc trực tiếp trong dây chuyền sản xuất Vinyl Acetate Monomer phải được trang bị đầy đủ phương tiện bảo hộ cá nhân (PPE) như khẩu trang chống hơi khí, kính chắn bảo vệ và găng tay chuyên dụng. Theo quy định của Cục An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Hoa Kỳ (OSHA), mức tiếp xúc tối đa cho phép đã được thiết lập nhằm bảo vệ người lao động khỏi tác hại lâu dài.
• Tiếp xúc trong đời sống hàng ngày: Người tiêu dùng có thể tiếp xúc với VAM qua các sản phẩm như keo và sơn, vì hàm lượng VAM rất thấp và nằm trong ngưỡng an toàn. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã cho phép sử dụng VAM trong vật liệu đóng gói thực phẩm và làm chất điều chỉnh tinh bột thực phẩm.
• Xử lý khi tiếp xúc khẩn cấp: Khi xảy ra tình huống tiếp xúc ngẫu nhiên, cần đưa nạn nhân ra khỏi khu vực nguy hiểm càng sớm càng tốt và hỗ trợ hô hấp nếu cần. Trường hợp dính Vinyl Acetate Monomer vào mắt hoặc da, phải rửa ngay với nước sạch trong vòng ít nhất 15 phút và thay quần áo nếu bị nhiễm hóa chất.

4.2 Tác động đến môi trường và các biện pháp ứng phó

Giảm thiểu ô nhiễm môi trường: Các hoạt động xử lý và thải bỏ VAM phải tuân theo những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về quản lý chất thải nguy hại. Cần triển khai hệ thống thông gió phù hợp, xử lý khí thải hiệu quả và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định môi trường để tránh phát tán hóa chất độc hại ra bên ngoài.