Metacrilatul de metil (MMA) este o importantă materie primă chimică organică și monomer polimeric, utilizat în principal la producerea de sticlă organică, materiale plastice de modelare, acrilice, acoperiri și materiale polimerice funcționale farmaceutice, etc. Informații, fibre optice, robotică și alte câmpuri.

Ca monomer material, MMA este utilizat în principal la producerea de polimetil metacrilat (cunoscut în mod obișnuit ca Plexiglass, PMMA) și poate fi, de asemenea, copolimerizat cu alți compuși de vinil pentru a obține produse cu proprietăți diferite, cum ar fi pentru fabricarea de polvinil (PVC PVC diferite ) aditivi ACR, MBS și ca al doilea monomer în producția de acrilici.

În prezent, există trei tipuri de procese mature pentru producerea de MMA la domiciliu și în străinătate: calea de esterificare a hidrolizei metacrilamidă (metoda de oxidare a acetonei și metoda de oxidare a izobutilenei (procesul Mitsubishi și Asahi Kasei Proces Metoda BASF și metoda Lucite Alpha).

1 、 Traseul de esterificare a hidrolizei metacrilamidă
Această rută este metoda tradițională de producție MMA, inclusiv metoda cianohidrinei acetonă și metoda metacrilonitrilului, ambele după hidroliza intermediară de metacrilamidă, sinteza de esterificare a MMA.

(1) Metoda de cianohidrină acetonă (metoda ACH)

Metoda ACH, dezvoltată pentru prima dată de SUA Lucite, este cea mai timpurie metodă de producție industrială a MMA și este, în prezent, procesul principal de producție MMA din lume. Această metodă folosește acetonă, acid hidrocianic, acid sulfuric și metanol ca materii prime, iar etapele de reacție includ: reacție de cianohidrinizare, reacție de amidare și reacție de esterificare a hidrolizei.

Procesul ACH este matur din punct de vedere tehnic, dar are următoarele dezavantaje grave:

○ Utilizarea acidului hidrocianic extrem de toxic, care necesită măsuri de protecție stricte în timpul depozitării, transportului și utilizării;

○ Subproducție a unei cantități mari de reziduuri de acid (soluție apoasă cu acid sulfuric și bisulfat de amoniu ca componente principale și care conține o cantitate mică de materie organică), a cărei cantitate este de 2,5 ~ 3,5 ori mai mare decât cea a MMA și este o gravă Sursa de poluare a mediului;

o Datorită utilizării acidului sulfuric, este necesară echipamentele anti-coroziune, iar construcția dispozitivului este scumpă.

(2) Metoda metacrilonitrilului (metoda omului)

Asahi kasei a dezvoltat procesul de metacrilonitril (MAN) bazat pe calea ACH, adică, izobutilena sau tert-butanolul este oxidat de amoniac pentru a obține un bărbat, care reacționează cu acid sulfuric pentru a produce metacrilamidă, care apoi reacționează cu acid sulfuric și metanol pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de produse pentru a produce producția pentru a produce producția pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de produse pentru a produce producerea de produse pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de produse pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de producție pentru a produce producerea de producție MMA. Traseul omului include reacția de oxidare a amoniacului, reacția de amidare și reacția de esterificare a hidrolizei și poate utiliza cea mai mare parte a echipamentelor instalației ACh. Reacția de hidroliză folosește excesul de acid sulfuric, iar randamentul metacrilamidei intermediare este de aproape 100%. Cu toate acestea, metoda are subproduse de acid hidrocianic extrem de toxice, acidul hidrocianic și acidul sulfuric sunt foarte corozive, cerințele echipamentelor de reacție sunt foarte mari, în timp ce pericolele de mediu sunt foarte mari.

2 、 Calea de oxidare a izobutilenei
Oxidarea izobutilenei a fost calea tehnologică preferată pentru marile companii din lume datorită eficienței ridicate și a protecției mediului, dar pragul tehnic este ridicat și doar Japonia a avut odată tehnologia în lume și a blocat tehnologia în China. Metoda include două tipuri de proces Mitsubishi și Asahi Kasei.

(1) Procesul Mitsubishi (metoda izobutilenei în trei etape)

Rayonul Mitsubishi din Japonia a dezvoltat un nou proces pentru a produce MMA din izobutilenă sau tert-butanol ca materie primă, oxidare selectivă în două etape de către aer pentru a obține acid metacrilic (MAA), apoi esterificat cu metanol. După industrializarea Mitsubishi Rayon, Japonia Asahi Kasei Company, Japonia Kyoto Monomer Company, Coreea Lucky Company, etc., au realizat industrializarea una după alta. Compania internă a grupului Shanghai Huayi a investit o mulțime de resurse umane și financiare, iar după 15 ani de eforturi continue și neîngrădite ale două generații, a dezvoltat cu succes în mod independent oxidarea în două etape și esterificarea tehnologiei MMA de producție cu curat de izobutilenă, iar în decembrie 2017 , a finalizat și a pus în funcțiune o fabrică industrială MMA de 50.000 de tone în compania sa de asociere comună Dongming Huayi Yuhuang, situată în Heze, provincia Shandong, rupând monopolul tehnologiei Japoniei și devenind singura companie cu această tehnologie din China. Tehnologie, făcând, de asemenea, China a doua țară să aibă tehnologia industrializată pentru producerea MAA și MMA prin oxidarea izobutilenei.

(2) Procesul Asahi Kasei (proces de izobutilenă în două etape)

Asahi Kasei Corporation din Japonia s-a angajat de mult timp pentru dezvoltarea metodei de esterificare directă pentru producția de MMA, care a fost dezvoltată și pusă în funcțiune în 1999, cu o fabrică industrială de 60.000 de tone în Kawasaki, Japonia, și ulterior s-a extins la 100.000 de tone. Traseul tehnic constă dintr-o reacție în două etape, adică oxidarea izobutilenei sau tert-butanolului în faza gazoasă sub acțiunea catalizatorului de oxid compozit Mo-BI pentru a produce metacroleină (MAL), urmată de esterificarea oxidativă a MAL în Faza lichidă sub acțiunea catalizatorului PD-PB pentru a produce MMA direct, unde esterificarea oxidativă a MAL este pasul cheie în această cale pentru a produce MMA. Metoda procesului Asahi Kasei este simplă, cu doar două etape de reacție și doar apă ca produs secundar, care este verde și ecologic, dar proiectarea și pregătirea catalizatorului este foarte solicitantă. Se raportează că catalizatorul de esterificare oxidativ al lui Asahi Kasei a fost modernizat de la prima generație de PD-PB până la noua generație de catalizator Au-Ni.

After the industrialization of Asahi Kasei technology, from 2003 to 2008, domestic research institutions started a research boom in this area, with several units such as Hebei Normal University, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Tianjin University and Harbin Engineering University focusing În ceea ce privește dezvoltarea și îmbunătățirea catalizatorilor PD-PB, etc. După 2015, cercetările interne asupra catalizatorilor Au-Ni au început o altă rundă de boom, reprezentativă a căreia este Dalian Institute of Chemical Engineering, Academia Chineză de Științe, a înregistrat un progres mare în Studiu pilot mic, a finalizat optimizarea procesului de pregătire a catalizatorului nano-a-axal, screeningul condițiilor de reacție și testul de evaluare a operației cu ciclu lung de actualizare verticală și acum cooperează activ cu întreprinderile pentru a dezvolta tehnologia de industrializare.

3 、 Ruta de sinteză a carbonilului etilenului
Tehnologia industrializării traseului de sinteză a carbonilului etilenului include procesul BASF și procesul de ester metilic de acid etilen-propionic.

(1) Metoda acidului etilen-propionic (procesul BASF)

Procesul este format din patru etape: etilena este hidroformilată pentru a obține propionaldehidă, propionaldehida este condensată cu formaldehidă pentru a produce mal, mal este oxidat de aer într-un reactor tubular cu pat fix pentru a produce MAA, iar MAA este separat și purificat pentru a produce MMA prin esterificarea cu esterificarea cu esterificarea cu metanol. Reacția este pasul cheie. Procesul necesită patru pași, ceea ce este relativ greoi și necesită echipamente ridicate și costuri mari de investiții, în timp ce avantajul este costul redus al materiilor prime.

De asemenea, s-au făcut descoperiri interne în dezvoltarea tehnologiei sintezei de etilen-propilen-formaldehidă a MMA. 2017, Shanghai Huayi Group Company, în cooperare cu Nanjing Noao New Materials Company și Universitatea Tianjin, a finalizat un test pilot de 1.000 de tone de condensare de propilen-formaldehidă cu formaldehidă la metacroleină și dezvoltarea unui pachet de proces pentru o plantă industrială de 90.000 de tone. În plus, Institutul de Inginerie de Proces al Academiei Chineze de Științe, în cooperare cu Henan Energy and Chemical Group, a finalizat o fabrică pilot industrială de 1.000 de tone și a obținut cu succes o funcționare stabilă în 2018.

(2) Procesul propionat de etilen-metil (procesul alfa Lucite)

Lucite Alpha Process Condițiile de operare sunt ușoare, randamentul produsului este ridicat, investițiile plantelor și costurile materiilor prime sunt scăzute, iar amploarea unei singure unități este ușor de făcut, în prezent doar Lucite are controlul exclusiv al acestei tehnologii în lume și nu este transferat în lumea exterioară.

Procesul alfa este împărțit în doi pași:

Primul pas este reacția etilenei cu CO și metanol pentru a produce propionat de metil

Utilizarea catalizatorului de carbonilare omogenă pe bază de paladiu, care are caracteristicile activității ridicate, selectivității ridicate (99,9%) și duratei de viață de serviciu îndelung ;

Al doilea pas este reacția propionatului metil cu formaldehida pentru a forma MMA

Se folosește un catalizator de proprietăți multifazic, care are o selectivitate MMA ridicată. În ultimii ani, întreprinderile interne au investit un mare entuziasm în dezvoltarea tehnologică a propionatului de metil și a condensării formaldehidă la MMA și au înregistrat progrese mari în dezvoltarea procesului de reacție de catalizator și de reacție fixă, dar viața catalizatorului nu a atins încă cerințele pentru industrial aplicații.