Mae Methyl Methacrylate (MMA) yn ddeunydd crai cemegol organig pwysig a monomer polymer, a ddefnyddir yn bennaf wrth gynhyrchu gwydr organig, mowldio plastigau, acryligau, haenau a deunyddiau polymer swyddogaethol fferyllol, ac ati. Mae'n ddeunydd pen uchel ar gyfer eryr, electronig gwybodaeth, ffibr optegol, roboteg a meysydd eraill.

Fel monomer materol, defnyddir MMA yn bennaf wrth gynhyrchu methacrylate polymethyl (a elwir yn gyffredin fel plexiglass, PMMA), a gellir ei gopio hefyd â chyfansoddion finyl eraill i gael cynhyrchion â gwahanol briodweddau, megis ar gyfer cynhyrchu clorid polyvinyl (PVC ) ychwanegion ACR, MBS ac fel ail fonomer wrth gynhyrchu acryligau.

Ar hyn o bryd, mae tri math o brosesau aeddfed ar gyfer cynhyrchu MMA gartref a thramor: llwybr esterification hydrolysis methacrylamid (dull aseton cyanohydrin a dull methacrylonitrile), llwybr ocsideiddio isobutylene (proses mitsubishi a phroses synylene (kase) carw Dull BASF a dull alffa lucite).

1 、 Llwybr Esterification Hydrolysis Methacrylamid
Y llwybr hwn yw'r dull cynhyrchu MMA traddodiadol, gan gynnwys y dull aseton cyanohydrin a'r dull methacrylonitrile, y ddau ar ôl hydrolysis canolradd methacrylamid, synthesis esterification MMA.

(1) Dull cyanohydrin aseton (dull ACH)

Y dull ACH, a ddatblygwyd gyntaf gan Lucite yr UD, yw dull cynhyrchu diwydiannol cynharaf MMA, a dyma hefyd y broses gynhyrchu MMA prif ffrwd yn y byd ar hyn o bryd. Mae'r dull hwn yn defnyddio aseton, asid hydrocyanig, asid sylffwrig a methanol fel deunyddiau crai, ac mae'r camau adweithio yn cynnwys: adwaith cyanohydrinization, adwaith yng nghanol ac adwaith esterification hydrolysis.

Mae'r broses ACH yn aeddfed yn dechnegol, ond mae ganddo'r anfanteision difrifol canlynol:

○ defnyddio asid hydrocyanig gwenwynig iawn, sy'n gofyn am fesurau amddiffynnol llym wrth storio, cludo a defnyddio;

○ Trwy-gynhyrchu llawer iawn o weddillion asid (toddiant dyfrllyd gydag asid sylffwrig ac amoniwm bisulfate fel prif gydrannau ac sy'n cynnwys ychydig bach o ddeunydd organig), y mae ei swm yn 2.5 ~ 3.5 gwaith MMA, ac mae'n MMA, ac mae'n ddifrifol ffynhonnell llygredd amgylcheddol;

o Oherwydd defnyddio asid sylffwrig, mae angen offer gwrth-cyrydiad, ac mae adeiladu'r ddyfais yn ddrud.

(2) Dull Methacrylonitrile (dull dyn)

Mae Asahi Kasei wedi datblygu'r broses Methacrylonitrile (dyn) yn seiliedig ar lwybr ACH, hy, isobutylene neu tert-butanol yn cael ei ocsidio gan amonia i gael dyn, sy'n adweithio ag asid sylffwrig i gynhyrchu methacrylamid, sydd wedyn yn ymateb gydag asid sylffwrig a methanol MMA. Mae'r llwybr dyn yn cynnwys adwaith ocsideiddio amonia, adwaith yng nghanol ac adwaith esterification hydrolysis, a gall ddefnyddio'r rhan fwyaf o offer y planhigyn ACH. Mae'r adwaith hydrolysis yn defnyddio gormod o asid sylffwrig, ac mae cynnyrch methacrylamid canolradd bron yn 100%. Fodd bynnag, mae gan y dull sgil-gynhyrchion asid hydrocyanig gwenwynig iawn, asid hydrocyanig ac asid sylffwrig yn gyrydol iawn, mae'r gofynion offer adweithio yn uchel iawn, tra bod y peryglon amgylcheddol yn uchel iawn.

2 、 llwybr ocsideiddio isobutylene
Ocsidiad Isobutylene fu'r llwybr technoleg a ffefrir ar gyfer cwmnïau mawr yn y byd oherwydd ei effeithlonrwydd uchel a'i ddiogelwch i'r amgylchedd, ond mae ei drothwy technegol yn uchel, a dim ond Japan oedd â'r dechnoleg yn y byd ar un adeg a rhwystro'r dechnoleg i China. Mae'r dull yn cynnwys dau fath o broses Mitsubishi a phroses Asahi Kasei.

(1) Proses Mitsubishi (dull tri cham isobutylene)

Datblygodd Mitsubishi Rayon Japan broses newydd i gynhyrchu MMA o isobutylene neu tert-butanol fel deunydd crai, ocsidiad dethol dau gam mewn aer i gael asid methacrylig (MAA), ac yna ei esterio â methanol. Ar ôl diwydiannu Mitsubishi Rayon, mae Cwmni Japan Asahi Kasei, Cwmni Japan Kyoto Monomer, Cwmni Lwcus Korea, ac ati wedi gwireddu diwydiannu un ar ôl y llall. Buddsoddodd Cwmni Grŵp Domestig Shanghai Huayi lawer o adnoddau dynol ac ariannol, ac ar ôl 15 mlynedd o ymdrechion parhaus a di-baid dwy genhedlaeth, llwyddodd i ddatblygu’n annibynnol yn annibynnol ar ocsidiad dau gam ac esterification technoleg MMA cynhyrchu glân isobutylene, ac ym mis Rhagfyr 2017 . technoleg, gan wneud China hefyd yn ail wlad i gael y dechnoleg ddiwydiannol ar gyfer cynhyrchu MAA ac MMA trwy ocsideiddio isobutylene.

(2) Proses Asahi Kasei (proses dau gam isobutylene)

Mae Corfforaeth Asahi Kasei Japan wedi ymrwymo ers amser maith i ddatblygu dull esterification uniongyrchol ar gyfer cynhyrchu MMA, a ddatblygwyd yn llwyddiannus a'i roi ar waith ym 1999 gyda ffatri ddiwydiannol 60,000 tunnell yn Kawasaki, Japan, ac a ehangodd yn ddiweddarach i 100,000 tunnell. The technical route consists of a two-step reaction, ie the oxidation of isobutylene or tert-butanol in the gas phase under the action of Mo-Bi composite oxide catalyst to produce methacrolein (MAL), followed by the oxidative esterification of MAL in the Cyfnod hylif o dan weithred catalydd PD-PB i gynhyrchu MMA yn uniongyrchol, lle mae esterification ocsideiddiol MAL yn gam allweddol ar y llwybr hwn i gynhyrchu MMA. Mae dull proses Asahi Kasei yn syml, gyda dim ond dau gam o adweithio a dim ond dŵr fel sgil-gynnyrch, sy'n wyrdd ac yn gyfeillgar i'r amgylchedd, ond mae dyluniad a pharatoi'r catalydd yn feichus iawn. Adroddir bod catalydd esterification ocsideiddiol Asahi Kasei wedi'i uwchraddio o'r genhedlaeth gyntaf o PD-PB i'r genhedlaeth newydd o gatalydd Au-Ni.

Ar ôl diwydiannu technoleg Asahi Kasei, rhwng 2003 a 2008, cychwynnodd sefydliadau ymchwil domestig ffyniant ymchwil yn y maes hwn, gyda sawl uned fel Prifysgol Normal Hebei, Sefydliad Peirianneg Proses, Academi Wyddorau Tsieineaidd, Prifysgol Tianjin a Phrifysgol Peirianneg Harbin yn canolbwyntio O ran datblygu a gwella catalyddion PD-PB, ac ati. Ar ôl 2015, cychwynnodd ymchwil ddomestig ar gatalyddion Au-Ni rownd arall o ffyniant, y mae Sefydliad Peirianneg Cemegol Dalian, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, wedi gwneud cynnydd mawr yn y Dalian yn y Dalian yn y Astudiaeth beilot fach, wedi cwblhau optimeiddio proses baratoi catalydd nano-aur, sgrinio cyflwr adweithio ac uwchraddio Prawf Gwerthuso Gweithredu Cycle Hir, ac mae bellach yn mynd ati i gydweithredu â mentrau i ddatblygu technoleg diwydiannu.

3 、 Llwybr Synthesis Carbonyl Ethylene
Mae technoleg diwydiannu llwybr synthesis carbonyl ethylen yn cynnwys proses BASF a phroses ester methyl asid ethylen-propionig.

(1) Dull asid ethylen-propionig (proses BASF)

Mae'r broses yn cynnwys pedwar cam: mae ethylen yn hydrofformylated i gael propionaldehyde, mae propionaldehyde yn cael ei gyddwyso â fformaldehyd i gynhyrchu mal, mae mal yn cael ei ocsidio aer mewn adweithydd gwely sefydlog tiwbaidd i gynhyrchu mAA, ac mae mAA wedi'i wahanu a'i buro i gynhyrchu MMA trwy estyniad gyda hetterification â methanol. Yr adwaith yw'r cam allweddol. Mae'r broses yn gofyn am bedwar cam, sy'n gymharol feichus ac sydd angen offer uchel a chost buddsoddi uchel, tra mai'r fantais yw cost isel deunyddiau crai.

Gwnaed datblygiadau domestig hefyd yn natblygiad technoleg synthesis ethylen-propylen-formaldehyde o MMA. Cwblhaodd 2017, Cwmni Grŵp Shanghai Huayi, mewn cydweithrediad â Chwmni Deunyddiau Newydd Nanjing NOAO a Phrifysgol Tianjin, brawf peilot o 1,000 tunnell o anwedd propylen-formaldehyde gyda fformaldehyd i fethacrolein a datblygu pecyn proses 90,000 tun ar gyfer planhigyn diwydiannol 90,000 tun. Yn ogystal, cwblhaodd Sefydliad Peirianneg Proses Academi Gwyddorau Tsieineaidd, mewn cydweithrediad â Henan Energy and Chemical Group, ffatri beilot diwydiannol 1,000 tunnell a chyflawnodd weithrediad sefydlog yn llwyddiannus yn 2018.

(2) Proses propionate ethylen-methyl (proses alffa lucite)

Mae amodau gweithredu proses alffa lucite yn ysgafn, mae'r cynnyrch cynnyrch yn uchel, mae buddsoddiad planhigion a chostau deunydd crai yn isel, ac mae graddfa un uned yn hawdd ei gwneud yn fawr, ar hyn o bryd dim ond lucite sydd â rheolaeth unigryw ar y dechnoleg hon yn y byd trosglwyddo i'r byd y tu allan.

Rhennir y broses alffa yn ddau gam:

Y cam cyntaf yw ymateb ethylen gyda CO a methanol i gynhyrchu methyl propionate

Gan ddefnyddio catalydd carbonylation homogenaidd wedi'i seilio ar palladium, sydd â nodweddion gweithgaredd uchel, detholusrwydd uchel (99.9%) a bywyd gwasanaeth hir, a chynhelir yr adwaith o dan amodau ysgafn, sy'n llai cyrydol i'r ddyfais ac yn lleihau'r buddsoddiad cyfalaf adeiladu ;

Yr ail gam yw ymateb methyl propionate gyda fformaldehyd i ffurfio MMA

Defnyddir catalydd aml-gam perchnogol, sydd â detholusrwydd MMA uchel. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae mentrau domestig wedi buddsoddi brwdfrydedd mawr yn natblygiad technoleg anwedd methyl propionate a fformaldehyd i MMA, ac wedi gwneud cynnydd mawr yn natblygiad proses ymateb catalydd a gwely gwely sefydlog, ond nid yw'r bywyd catalydd wedi cyrraedd y gofynion ar gyfer diwydiannol eto ceisiadau.