Metakrilati metil (MMA) është një lëndë e parë e rëndësishme kimike organike dhe monomer polimer, i përdorur kryesisht në prodhimin e qelqit organik, plastikës së derdhur, akrilikës, veshjeve dhe materialeve polimer funksionale farmaceutike, etj. Isshtë një material i lartë për hapësirën ajrore, elektronik Informacion, fibra optike, robotikë dhe fusha të tjera.

Si një monomer material, MMA përdoret kryesisht në prodhimin e metakrilatit polimetil (i njohur zakonisht si plexiglas, PMMA), dhe gjithashtu mund të kopolimerizohet me komponime të tjera vinyl për të marrë produkte me veti të ndryshme, siç është për prodhimin e polivinil klorur (PVC ) aditivë ACR, MBS dhe si një monomer i dytë në prodhimin e akrilikëve.

Aktualisht, ekzistojnë tre lloje të proceseve të pjekura për prodhimin e MMA brenda dhe jashtë vendit: Rruga e esterifikimit të hidrolizës metakrilamide (metoda e acetonit cianohidrin dhe metoda e metakrilonitrilit), rruga e oksidimit të izobutilenit (Rruga e Procesit Mitsubishi dhe procesi Asahi Kasei) dhe rruga e sintezës së etilenit (Rruga e Sintezës së Etilenit (Rruga Metoda BASF dhe metoda Lucite Alpha).

1 、 Rruga e esterifikimit të hidrolizës metakrilamide
Kjo rrugë është metoda tradicionale e prodhimit MMA, duke përfshirë metodën e cianohidrinës aceton dhe metodën e metakrilonitrilit, të dy pas hidrolizës së ndërmjetme të metakrilamidit, sintezën e esterifikimit të MMA.

(1) Metoda e cianohidrinës së acetonit (metoda ACH)

Metoda ACH, e zhvilluar për herë të parë nga SH.B.A. Lucite, është metoda më e hershme e prodhimit industrial të MMA, dhe është gjithashtu procesi kryesor i prodhimit MMA në botë aktualisht. Kjo metodë përdor aceton, acid hidrocianik, acid sulfurik dhe metanol si lëndë të para, dhe hapat e reagimit përfshijnë: reaksionin cianohidriminizues, reaksionin e amidimit dhe reaksionin e esterifikimit të hidrolizës.

Procesi ACH është teknikisht i pjekur, por ka disavantazhet serioze të mëposhtme:

○ Përdorimi i acidit hidrocyanik shumë toksik, i cili kërkon masa të rrepta mbrojtëse gjatë ruajtjes, transportit dhe përdorimit;

○ Nën-prodhimi i një sasie të madhe të mbetjeve të acidit (tretësirë ​​ujore me acid sulfurik dhe bisulfat amoniumi si përbërës kryesorë dhe që përmban një sasi të vogël të lëndës organike), sasia e së cilës është 2.5 ~ 3.5 herë më shumë se MMA, dhe është një serioze burimi i ndotjes së mjedisit;

o Për shkak të përdorimit të acidit sulfurik, kërkohet pajisje kundër korrozionit, dhe ndërtimi i pajisjes është i shtrenjtë.

(2) Metoda e metakrilonitrilit (metoda e njeriut)

Asahi Kasei ka zhvilluar procesin e metakrilonitrilit (njeriu) bazuar në rrugën ACH, d.m.th., izobutilen ose tert-butanol oksidohet nga amoniaku për të marrë njeri, i cili reagon me acid sulfurik për të prodhuar metakrilamid, i cili më pas reagon me acid sulfurik dhe metanol për të prodhuar MMA. Rruga e njeriut përfshin reaksionin e oksidimit të amoniakut, reaksionin e amidimit dhe reagimin e esterifikimit të hidrolizës, dhe mund të përdorë pjesën më të madhe të pajisjeve të bimës ACH. Reagimi i hidrolizës përdor acidin e tepërt sulfurik, dhe rendimenti i metakrilamidit të ndërmjetëm është pothuajse 100%. Sidoqoftë, metoda ka nënprodukte shumë toksike të acidit hidrocyanik, acidi hidrokianik dhe acidi sulfurik janë shumë gërryes, kërkesat e pajisjeve të reagimit janë shumë të larta, ndërsa rreziqet mjedisore janë shumë të larta.

2 、 Rruga e oksidimit të izobutilenit
Oksidimi i izobutilenit ka qenë rruga e preferuar e teknologjisë për kompanitë kryesore në botë për shkak të efikasitetit të lartë dhe mbrojtjes së mjedisit, por pragu i tij teknik është i lartë, dhe vetëm Japonia dikur kishte teknologjinë në botë dhe bllokoi teknologjinë në Kinë. Metoda përfshin dy lloje të procesit të Mitsubishi dhe procesin Asahi Kasei.

(1) Procesi i Mitsubishi (metoda i izobutilenit me tre hapa)

Mitsubishi Rayon i Japonisë zhvilloi një proces të ri për të prodhuar MMA nga izobutileni ose Tert-butanol si lëndë e parë, oksidimi selektiv me dy hapa nga ajri për të marrë acid metakrilik (MAA), dhe më pas esterifikuar me metanol. Pas industrializimit të Mitsubishi Rayon, Japoni Asahi Kasei Company, Japonia Kioto Monomer Company, Korea Lucky Company, etj kanë realizuar industrializimin njëra pas tjetrës. Kompania e Grupit të Brendshëm Shanghai Huayi investoi shumë burime njerëzore dhe financiare, dhe pas 15 vjetësh përpjekjesh të vazhdueshme dhe të paqëndrueshme të dy brezave, ajo zhvilloi me sukses në mënyrë të pavarur oksidimin dhe esterifikimin me dy hapa të teknologjisë MMA të prodhimit të pastër të izobutilenit, dhe në dhjetor 2017 , ajo përfundoi dhe vuri në veprim një fabrikë industriale 50,000 ton MMA në kompaninë e saj të ndërmarrjeve të përbashkëta Dongming Huayi Yuhuang e vendosur në Provincën Heze, Shandong, duke thyer monopolin e teknologjisë së Japonisë dhe duke u bërë e vetmja kompani me këtë teknologji në Kinë. Teknologjia, duke e bërë gjithashtu Kinën vendin e dytë që të ketë teknologjinë e industrializuar për prodhimin e MAA dhe MMA me oksidimin e izobutilenit.

(2) Procesi Asahi Kasei (procesi i izobutilenit me dy hapa)

Korporata Asahi Kasei e Japonisë ka qenë prej kohësh e angazhuar për zhvillimin e metodës së esterifikimit të drejtpërdrejtë për prodhimin e MMA, e cila u zhvillua me sukses dhe u vu në veprim në 1999 me një fabrikë industriale 60,000 ton në Kawasaki, Japoni, dhe më vonë u zgjerua në 100,000 ton. Rruga teknike përbëhet nga një reaksion me dy hapa, d.m.th oksidimi i izobutilenit ose TERT-butanolit në fazën e gazit nën veprimin e katalizatorit të oksidit të përbërë MO-BI për të prodhuar metakroleinë (MAL), e ndjekur nga esterifikimi oksidues i MAL në MAL në Faza e lëngshme nën veprimin e katalizatorit PD-PB për të prodhuar drejtpërdrejt MMA, ku esterifikimi oksidativ i MAL është hapi kryesor në këtë rrugë për të prodhuar MMA. Metoda e procesit Asahi Kasei është e thjeshtë, me vetëm dy hapa reagimi dhe vetëm uji si një nënprodukt, i cili është i gjelbër dhe miqësor ndaj mjedisit, por hartimi dhe përgatitja e katalizatorit është shumë e kërkuar. Raportohet se katalizatori i esterifikimit oksidues të Asahi Kasei është përmirësuar nga gjenerata e parë e PD-PB në gjeneratën e re të katalizatorit Au-Ni.

Pas industrializimit të teknologjisë Asahi Kasei, nga 2003 deri në 2008, institucionet e kërkimit vendas filluan një bum kërkimi në këtë fushë, me disa njësi të tilla si Universiteti Hebei Normal, Instituti i Inxhinierisë së Procesit, Akademia Kineze e Shkencave, Universiteti Tianjin dhe Universiteti Inxhinieri Harbin Fokusues Mbi zhvillimin dhe përmirësimin e katalizatorëve PD-PB, etj. Pas vitit 2015, hulumtimi i brendshëm mbi katalizatorët AU-NI filloi një raund tjetër të bumit, përfaqësuesi i të cilit është Instituti Dalian i Inxhinierisë Kimike, Akademia Kineze e Shkencave, ka bërë përparim të madh në Studimi i vogël pilot, përfundoi optimizimin e procesit të përgatitjes së katalizatorit nano-ari, kontrollin e kontrollit të gjendjes së reagimit dhe testin e vlerësimit të funksionimit të ciklit të gjatë të ciklit të gjatë, dhe tani po bashkëpunon në mënyrë aktive me ndërmarrjet për të zhvilluar teknologjinë e industrializimit.

3 、 Rruga e sintezës së karbonil etilenit
Teknologjia e industrializimit të sintezës së karbonil etilenit, industrializimi i rrugës përfshin procesin e BASF dhe procesin e metil esterit të acidit etilen-propionik.

(1) Metoda e acidit etilen-propionik (procesi BASF)

Procesi përbëhet nga katër hapa: etileni hidroformilizohet për të marrë propionaldehid, propionaldehid është kondensuar me formaldehid për të prodhuar mal, Mal është oksiduar ajri në një reaktor të shtratit fiks për të prodhuar MAA, dhe MAA është e ndarë dhe e pastruar për të prodhuar MMA me anë metanol Reagimi është hapi kryesor. Procesi kërkon katër hapa, i cili është relativisht i rëndë dhe kërkon pajisje të larta dhe kosto të lartë investimesh, ndërsa avantazhi është kostoja e ulët e lëndëve të para.

Përparime të brendshme janë bërë gjithashtu në zhvillimin e teknologjisë së sintezës etilen-propilen-formaldehid të MMA. 2017, Shanghai Huayi Group Company, në bashkëpunim me Nanjing Noao New Material Company dhe Universitetin Tianjin, përfundoi një test pilot prej 1.000 tonë kondensim propilen-formaldehid me formaldehidin në metakroleinë dhe zhvillimin e një pakete procesi për një bimë industriale 90,000 ton. Për më tepër, Instituti i Inxhinierisë së Procesit të Akademisë së Shkencave Kineze, në bashkëpunim me Henan Energy and Chemical Group, përfundoi një fabrikë pilot industriale 1.000-ton dhe arriti me sukses një operacion të qëndrueshëm në 2018.

(2) Procesi propionat etilen-metil (procesi i Lucite Alpha)

Kushtet e funksionimit të procesit Lucite Alpha janë të buta, rendimenti i produktit është i lartë, investimet e bimëve dhe kostot e lëndës së parë janë të ulëta, dhe shkalla e një njësie të vetme është e lehtë për tu bërë e madhe, aktualisht vetëm Lucite ka kontroll ekskluziv të kësaj teknologjie në botë dhe nuk është transferuar në botën e jashtme.

Procesi alfa është i ndarë në dy hapa:

Hapi i parë është reagimi i etilenit me CO dhe metanol për të prodhuar metil propionat

duke përdorur katalizatorin e karbonilimit homogjen të bazuar në palladium, i cili ka karakteristikat e aktivitetit të lartë, selektivitetit të lartë (99.9%) dhe jetës së gjatë të shërbimit, dhe reagimi kryhet në kushte të buta, e cila është më pak korrozive për pajisjen dhe zvogëlon investimet e kapitalit të ndërtimit të ndërtimit ;

Hapi i dytë është reagimi i metil propionate me formaldehid për të formuar MMA

Përdoret një katalizator shumëfazor i pronarit, i cili ka selektivitet të lartë MMA. Vitet e fundit, ndërmarrjet vendase kanë investuar një entuziazëm të madh në zhvillimin e teknologjisë së kondensimit metil propionat dhe formaldehidit në MMA, dhe kanë bërë përparim të madh në zhvillimin e procesit të reagimit katalizator dhe shtretërve fikse, por jeta katalizator nuk ka arritur ende kërkesat për industriale Aplikimet.