Metakrilat tal-metil (MMA) huwa materja prima kimika organika importanti u monomeru polimeru, prinċipalment użat fil-produzzjoni ta 'ħġieġ organiku, plastiks tal-iffurmar, akriliċi, kisjiet u materjali polimeri funzjonali farmaċewtiċi, eċċ Huwa materjal high-end għall-ajruspazju, elettroniku informazzjoni, fibra ottika, robotika u oqsma oħra.

Bħala monomeru materjali, l-MMA jintuża prinċipalment fil-produzzjoni tal-metakrilat tal-polimetil (magħruf komunement bħala plexiglass, PMMA), u jista 'wkoll jiġi kopolimerizzat ma' komposti oħra tal-vinil biex jinkisbu prodotti bi proprjetajiet differenti, bħalma huma għall-manifattura ta 'polyvinyl chloride (PVC). ) addittivi ACR, MBS u bħala t-tieni monomeru fil-produzzjoni tal-akriliċi.

Fil-preżent, hemm tliet tipi ta 'proċessi maturi għall-produzzjoni ta' MMA fid-dar u barra: rotta ta 'esterifikazzjoni tal-idroliżi tal-metacrilamide (metodu ta' acetone cyanohydrin u metodu ta 'metacrilonitrile), rotta ta' ossidazzjoni tal-isobutilene (proċess ta 'Mitsubishi u proċess Asahi Kasei) u rotta ta' sinteżi tal-karbonil tal-etilene ( metodu BASF u metodu Lucite Alpha).

1、Methacrylamide hydrolysis esterifikazzjoni rotta
Din ir-rotta hija l-metodu ta 'produzzjoni MMA tradizzjonali, inkluż il-metodu ta' acetone cyanohydrin u l-metodu ta 'metakrilonitrile, it-tnejn wara l-idroliżi intermedja tal-metacrilamide, sinteżi ta' esterifikazzjoni ta 'MMA.

(1) Metodu acetone cyanohydrin (metodu ACH)

Il-metodu ACH, żviluppat l-ewwel mill-US Lucite, huwa l-aktar metodu ta 'produzzjoni industrijali bikri tal-MMA, u huwa wkoll il-proċess ta' produzzjoni MMA mainstream fid-dinja fil-preżent.Dan il-metodu juża aċetun, aċidu idroċjaniku, aċidu sulfuriku u metanol bħala materja prima, u l-passi ta 'reazzjoni jinkludu: reazzjoni ta' cyanohydrinization, reazzjoni ta 'amidazzjoni u reazzjoni ta' esterifikazzjoni ta 'idroliżi.

Il-proċess ACH huwa teknikament matur, iżda għandu l-iżvantaġġi serji li ġejjin:

○ L-użu ta 'aċidu idroċjaniku tossiku ħafna, li jeħtieġ miżuri protettivi stretti waqt il-ħażna, it-trasport u l-użu;

○ Produzzjoni sekondarja ta 'ammont kbir ta' residwu ta 'aċidu (soluzzjoni milwiema b'aċidu sulfuriku u bisulfat ta' l-ammonju bħala komponenti ewlenin u li fih ammont żgħir ta 'materja organika), li l-ammont tiegħu huwa 2.5 ~ 3.5 darbiet dak ta' MMA, u huwa serju sors ta' tniġġis ambjentali;

o Minħabba l-użu ta 'aċidu sulfuriku, huwa meħtieġ tagħmir kontra l-korrużjoni, u l-kostruzzjoni tal-apparat hija għalja.

(2) Metodu tal-metakrilonitrile (metodu MAN)

Asahi Kasei żviluppat il-proċess tal-metakrilonitrile (MAN) ibbażat fuq ir-rotta ACH, jiġifieri, isobutylene jew tert-butanol huwa ossidizzat mill-ammonja biex jikseb MAN, li jirreaġixxi mal-aċidu sulfuriku biex jipproduċi metakrilammid, li mbagħad jirreaġixxi mal-aċidu sulfuriku u l-metanol biex jipproduċi MMA.ir-rotta MAN tinkludi reazzjoni ta 'ossidazzjoni ta' l-ammonja, reazzjoni ta 'amidazzjoni u reazzjoni ta' esterifikazzjoni ta 'idroliżi, u tista' tuża l-biċċa l-kbira tat-tagħmir ta 'l-impjant ACH.Ir-reazzjoni ta 'l-idroliżi tuża aċidu sulfuriku żejjed, u r-rendiment ta' metakrilamid intermedju huwa kważi 100%.Madankollu, il-metodu għandu prodotti sekondarji ta 'l-aċidu idroċjaniku tossiċi ħafna, l-aċidu idroċjaniku u l-aċidu sulfuriku huma korrużivi ħafna, ir-rekwiżiti tat-tagħmir ta' reazzjoni huma għoljin ħafna, filwaqt li l-perikli ambjentali huma għoljin ħafna.

2、 Rotta ta ' ossidazzjoni tal-isobutilene
L-ossidazzjoni tal-isobutilene kienet ir-rotta tat-teknoloġija preferuta għal kumpaniji ewlenin fid-dinja minħabba l-effiċjenza għolja u l-protezzjoni ambjentali tagħha, iżda l-limitu tekniku tiegħu huwa għoli, u l-Ġappun biss darba kellu t-teknoloġija fid-dinja u bblokka t-teknoloġija lejn iċ-Ċina.Il-metodu jinkludi żewġ tipi ta 'proċess Mitsubishi u proċess Asahi Kasei.

(1) Proċess Mitsubishi (metodu ta 'tliet stadji ta' isobutilene)

Mitsubishi Rayon tal-Ġappun żviluppat proċess ġdid biex jipproduċi MMA minn isobutylene jew tert-butanol bħala materja prima, ossidazzjoni selettiva f'żewġ stadji bl-arja biex tikseb aċidu metakriliku (MAA), u mbagħad esterifikat bil-metanol.Wara l-industrijalizzazzjoni ta 'Mitsubishi Rayon, Japan Asahi Kasei Company, Japan Kyoto Monomer Company, Korea Lucky Company, eċċ rrealizzaw l-industrijalizzazzjoni waħda wara l-oħra.Il-Kumpanija domestika ta 'Shanghai Huayi Group investiet ħafna riżorsi umani u finanzjarji, u wara 15-il sena ta' sforzi kontinwi u bla waqfien ta 'żewġ ġenerazzjonijiet, żviluppat b'suċċess b'mod indipendenti l-ossidazzjoni u l-esterifikazzjoni f'żewġ stadji tat-teknoloġija MMA tal-produzzjoni nadifa tal-isobutilene, u f'Diċembru 2017 , temm u poġġiet fis-seħħ impjant industrijali MMA ta '50,000 tunnellata fil-kumpanija ta' joint venture Dongming Huayi Yuhuang li tinsab f'Heze, Provinċja ta 'Shandong, kiser il-monopolju tat-teknoloġija tal-Ġappun u saret l-unika kumpanija b'din it-teknoloġija fiċ-Ċina.teknoloġija, li tagħmel iċ-Ċina wkoll it-tieni pajjiż li jkollha t-teknoloġija industrijalizzata għall-produzzjoni ta 'MAA u MMA bl-ossidazzjoni ta' isobutilene.

(2) Proċess Asahi Kasei (proċess f'żewġ stadji tal-isobutilene)

Il-Korporazzjoni Asahi Kasei tal-Ġappun ilha impenjata għall-iżvilupp ta 'metodu ta' esterifikazzjoni diretta għall-produzzjoni ta 'MMA, li ġiet żviluppata b'suċċess u bdiet topera fl-1999 b'impjant industrijali ta' 60,000 tunnellata f'Kawasaki, il-Ġappun, u aktar tard estiża għal 100,000 tunnellata.Ir-rotta teknika tikkonsisti f'reazzjoni f'żewġ stadji, jiġifieri l-ossidazzjoni tal-isobutilene jew it-tert-butanol fil-fażi tal-gass taħt l-azzjoni tal-katalizzatur tal-ossidu kompost Mo-Bi biex jipproduċi methacrolein (MAL), segwita mill-esterifikazzjoni ossidattiva tal-MAL fil- fażi likwida taħt l-azzjoni tal-katalizzatur Pd-Pb biex tipproduċi MMA direttament, fejn l-esterifikazzjoni ossidattiva ta 'MAL hija l-pass ewlieni f'din ir-rotta biex tipproduċi MMA.Il-metodu tal-proċess Asahi Kasei huwa sempliċi, b'żewġ passi biss ta 'reazzjoni u ilma biss bħala prodott sekondarju, li huwa aħdar u favur l-ambjent, iżda d-disinn u l-preparazzjoni tal-katalizzatur huma impenjattivi ħafna.Huwa rrappurtat li l-katalizzatur ta 'esterifikazzjoni ossidattiva ta' Asahi Kasei ġie aġġornat mill-ewwel ġenerazzjoni ta 'Pd-Pb għall-ġenerazzjoni l-ġdida ta' katalizzatur Au-Ni.

Wara l-industrijalizzazzjoni tat-teknoloġija Asahi Kasei, mill-2003 sal-2008, istituzzjonijiet ta 'riċerka domestiċi bdew boom ta' riċerka f'dan il-qasam, b'diversi unitajiet bħall-Università Normali ta 'Hebei, Istitut tal-Inġinerija tal-Proċess, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, Università ta' Tianjin u Università tal-Inġinerija Harbin li jiffokaw dwar l-iżvilupp u t-titjib tal-katalizzaturi Pd-Pb, eċċ Wara l-2015, ir-riċerka domestika fuq il-katalizzaturi Au-Ni bdiet Rawnd ieħor ta 'boom, rappreżentant tiegħu huwa Dalian Istitut tal-Inġinerija Kimika, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, għamlet progress kbir fil- studju pilota żgħir, temm l-ottimizzazzjoni tal-proċess ta 'preparazzjoni ta' katalizzatur nano-deheb, screening tal-kundizzjoni ta 'reazzjoni u test ta' evalwazzjoni ta 'tħaddim ta' ċiklu twil ta 'aġġornament vertikali, u issa qed jikkoopera b'mod attiv ma' intrapriżi biex jiżviluppaw teknoloġija ta 'industrijalizzazzjoni.

3、Ethylene carbonyl sinteżi rotta
It-teknoloġija ta 'l-industrijalizzazzjoni tar-rotta ta' sinteżi ta 'ethylene carbonyl tinkludi proċess BASF u proċess ta' ethylene-propionic acid methyl ester.

(1) metodu ethylene-propionic acid (proċess BASF)

Il-proċess jikkonsisti f'erba 'passi: l-etilene huwa idroformilat biex jikseb propionaldehyde, propionaldehyde huwa kkondensat mal-formaldehyde biex jipproduċi MAL, MAL huwa ossidizzat bl-arja f'reattur tubulari fis-sodda biex jipproduċi MAA, u MAA huwa separat u purifikat biex jipproduċi MMA permezz ta' esterifikazzjoni b' metanol.Ir-reazzjoni hija l-pass ewlieni.Il-proċess jeħtieġ erba 'passi, li huwa relattivament ingombranti u jeħtieġ tagħmir għoli u spiża għolja ta' investiment, filwaqt li l-vantaġġ huwa l-ispiża baxxa tal-materja prima.

Saru wkoll skoperti domestiċi fl-iżvilupp tat-teknoloġija tas-sinteżi ta 'ethylene-propylene-formaldehyde ta' MMA.2017, Shanghai Huayi Group Company, f'kooperazzjoni ma 'Nanjing NOAO New Materials Company u Tianjin University, lestiet test pilota ta' 1,000 tunnellata ta 'kondensazzjoni ta' propylene-formaldehyde b'formaldehyde għal methacrolein u l-iżvilupp ta 'pakkett ta' proċess għal impjant industrijali ta '90,000 tunnellata.Barra minn hekk, l-Istitut tal-Inġinerija tal-Proċess tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, f'kooperazzjoni ma 'Henan Energy and Chemical Group, temm impjant pilota industrijali ta' 1,000 tunnellata u kiseb b'suċċess operazzjoni stabbli fl-2018.

(2) Proċess ta 'ethylene-methyl propionate (proċess Lucite Alpha)

Il-kundizzjonijiet operattivi tal-proċess ta 'Lucite Alpha huma ħfief, ir-rendiment tal-prodott huwa għoli, l-investiment tal-pjanti u l-ispejjeż tal-materja prima huma baxxi, u l-iskala ta' unità waħda hija faċli biex tagħmel kbira, bħalissa Lucite biss għandha kontroll esklussiv ta 'din it-teknoloġija fid-dinja u mhix trasferiti għad-dinja ta’ barra.

Il-proċess Alpha huwa maqsum f'żewġ passi:

L-ewwel pass huwa r-reazzjoni ta 'l-etilene ma' CO u metanol biex jipproduċi metil propionate

bl-użu ta 'katalizzatur tal-karbonilazzjoni omoġenju bbażat fuq il-palladju, li għandu l-karatteristiċi ta' attività għolja, selettività għolja (99.9%) u ħajja twila ta 'servizz, u r-reazzjoni titwettaq taħt kundizzjonijiet ħfief, li hija inqas korrużiva għall-apparat u tnaqqas l-investiment kapitali tal-kostruzzjoni ;

It-tieni pass huwa r-reazzjoni ta 'methyl propionate mal-formaldehyde biex jiffurmaw MMA

Jintuża katalizzatur multi-fażi proprjetarju, li għandu selettività MMA għolja.F'dawn l-aħħar snin, intrapriżi domestiċi investew entużjażmu kbir fl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-propionate tal-metil u l-kondensazzjoni tal-formaldehyde għal MMA, u għamlu progress kbir fl-iżvilupp tal-proċess ta 'reazzjoni ta' katalizzatur u sodda fissa, iżda l-ħajja tal-katalizzatur għadha ma laħqitx ir-rekwiżiti għall-industrijali applikazzjonijiet.