מתיל מתקרילט (MMA) הוא חומר גלם כימי אורגני חשוב ומונומר פולימר, המשמש בעיקר בייצור זכוכית אורגנית, פלסטיקה של יציקה, אקריליק, ציפויים וחומרים פולימריים תפקודיים פרמצבטיים וכו '. מידע, סיבים אופטיים, רובוטיקה ושדות אחרים.

כמונומר חומרי, MMA משמש בעיקר בייצור של פולימתיל מתקרילט (הידוע בדרך כלל בשם Plexiglass, PMMA), וניתן גם הוא לקופולימר עם תרכובות ויניל אחרות כדי להשיג מוצרים עם תכונות שונות, כמו לייצור פוליוויניל כלוריד (PVC ) תוספים ACR, MBS וכמונומר שני בייצור אקריליק.

נכון לעכשיו, ישנם שלושה סוגים של תהליכים בוגרים לייצור MMA בבית ומחוצה לה: מסלול אסתריזציה הידרוליזה של מתקרילאמיד (שיטת אצטון ציאנה -הידרין ושיטת Methacrylonitrile), מסלול חמצון איזובוטילן (תהליך מיצובישי ותהליך Asahi Kasei) ונתיב סינטילן סינטילין (מסלול סינטילן (מסלול אתילן ((, תוואי אתילין (Ethylenyl, (Asahi Karbonylenylenylenylenylenylenylenylenylenylenylenylenylenylenylen, שיטת BASF ושיטת אלפא לוסיט).

1 、 מסלול אסתריזציה של Methacrylamide Hydrolysis
מסלול זה הוא שיטת הייצור המסורתית של MMA, כולל שיטת Cyanohydrin Acetone ושיטת Methacrylonitrile, הן לאחר הידרוליזה ביניים של מתקרילאמיד, סינתזת אסתפיזציה של MMA.

(1) שיטת אצטון cyanohydrin (שיטת ACH)

שיטת ACH, שפותחה לראשונה על ידי לוסיט ארה"ב, היא שיטת הייצור התעשייתית המוקדמת ביותר של MMA, והיא גם תהליך הייצור MMA המיינסטרימי בעולם כרגע. שיטה זו משתמשת באצטון, חומצה הידרוציאנית, חומצה גופרתית ומתנול כחומרי גלם, ושלבי התגובה כוללים: תגובת ציאנה -הידריניזציה, תגובת אמידה ותגובת אסתריזציה של הידרוליזה.

תהליך ה- ACH בוגר טכנית, אך יש את החסרונות הרציניים הבאים:

○ השימוש בחומצה הידרוציאנית רעילה ביותר, הדורשת אמצעי הגנה קפדניים במהלך אחסון, הובלה ושימוש;

Protroduct מקור זיהום סביבתי;

o עקב השימוש בחומצה גופרתית, נדרש ציוד נגד קורוזיה, ובניית המכשיר יקרה.

(2) שיטת Methacrylonitrile (שיטת האדם)

Asahi Kasei פיתח את תהליך Methacrylonitrile (MAN) המבוסס על מסלול ACH, כלומר איזובוטילן או טרט-בוטנול מתחמצן על ידי אמוניה כדי להשיג אדם, המגיב עם חומצה גופרתית לייצור מתקרילאמיד, אשר אז מגיב עם חומצה גופרית ומתנול כדי לייצר לייצור MMA. מסלול הגבר כולל תגובת חמצון אמוניה, תגובת אמידה ותגובת אסתריזציה של הידרוליזה ויכולים להשתמש ברוב הציוד של צמח ACH. תגובת ההידרוליזה משתמשת בחומצה גופרתית עודפת, והתשואה של מתקרילאמיד ביניים היא כמעט 100%. עם זאת, בשיטה יש תוצרי לוואי חומצה הידרוציאנית רעילה ביותר, חומצה הידרוציאנית וחומצה גופרתית הם מאכלים מאוד, דרישות ציוד התגובה גבוהות מאוד, בעוד שהסכנות הסביבתיות גבוהות מאוד.

2 、 מסלול חמצון איזובוטילן
חמצון איזובוטילן היה מסלול הטכנולוגיה המועדף על חברות גדולות בעולם בגלל היעילות הגבוהה והגנת הסביבה שלו, אך הסף הטכני שלה גבוה, ורק יפן הייתה בעבר הטכנולוגיה בעולם וחסמה את הטכנולוגיה לסין. השיטה כוללת שני סוגים של תהליך מיצובישי ותהליך Asahi Kasei.

(1) תהליך מיצובישי (שיטת תלת-שלבים של איזובוטילן)

מיצובישי רייון היפני פיתח תהליך חדש לייצור MMA מאיזובוטילן או טרט-בוטנול כחומר גלם, חמצון סלקטיבי דו-שלבי באוויר כדי להשיג חומצה מתקרילית (MAA), ואז מוערך עם מתנול. לאחר התיעוש של מיצובישי רייון, חברת יפן אסאחי קאסי, חברת המונומר של יפן קיוטו, חברת לאקי קוריאה וכו ', הבינה תיעוש בזה אחר זה. חברת קבוצת שנחאי הויאי המקומית השקיעה הרבה משאבים אנושיים וכלכליים, ואחרי 15 שנה של מאמצים מתמשכים ובלתי פוסקים של שני דורות, היא פיתחה בהצלחה את החמצון וההתרחשות הדו-שלבית של טכנולוגיית MMA של איזובוטילן, ובדצמבר 2017, ובדצמבר 2017 , היא השלימה והביאה למפעל תעשייתי MMA של 50,000 טון בחברת המיזמים המשותפת שלה דונגמינג הואיי יוחואנג הממוקם בחז, מחוז שנדונג, ושבר את המונופול הטכנולוגי של יפן והפך לחברה היחידה עם טכנולוגיה זו בסין. טכנולוגיה, מה שהופך את סין למדינה השנייה שיש לה את הטכנולוגיה המתועשת לייצור MAA ו- MMA על ידי חמצון של איזובוטילן.

(2) תהליך Asahi Kasei (תהליך דו-שלבי של איזובוטילן)

תאגיד Asahi Kasei של יפן מחויב זה מכבר לפיתוח שיטת האסטריקציה הישירה לייצור MMA, אשר פותחה בהצלחה והוצגה בפעולה בשנת 1999 עם מפעל תעשייתי של 60,000 טון בקוואסאקי, יפן, ובהמשך התרחב ל 100,000 טון. המסלול הטכני מורכב מתגובה דו-שלבית, כלומר חמצון של איזובוטילן או טרט-בוטנול בשלב הגז בפעולה של זרז תחמוצת מורכבת של MO-BI לייצור מתקרולין (MAL), ואחריו האסיפה החמצונית של MAL ב- שלב נוזלי בפעולה של זרז PD-PB לייצור MMA ישירות, כאשר האסיפה החמצונית של MAL היא שלב המפתח במסלול זה לייצור MMA. שיטת התהליך של Asahi Kasei היא פשוטה, עם שני שלבי תגובה בלבד ורק מים כתוצר לוואי, שהוא ירוק וידידותי לסביבה, אך העיצוב וההכנה של הזרז הוא תובעני מאוד. דווח כי זרז האסטריקציה החמצוני של אסאחי קאסי שודרג מהדור הראשון של PD-PB לדור החדש של זרז Au-Ni.

לאחר התיעוש של טכנולוגיית Asahi Kasei, בין השנים 2003-2008, מוסדות מחקר מקומיים החלו תנופה מחקרית בתחום זה, עם כמה יחידות כמו אוניברסיטת הביי נורמלית, המכון להנדסת תהליכים, האקדמיה הסינית למדעים, אוניברסיטת טיאנג'ין ואוניברסיטת הרבין הנדסה על פיתוח ושיפור זרזים PD-PB וכו '. לאחר 2015, המחקר המקומי על זרזים Au-Ni החל סבב בום נוסף, אשר נציג המכון לדאליאן להנדסה כימית, האקדמיה הסינית למדעים, התקדמה מאוד ב מחקר פיילוט קטן, השלים את האופטימיזציה של תהליך הכנת הזרזים של ננו-זהב, בדיקת מצב תנאי תגובה ושדרוג אנכי מבחן הערכת פעולת מחזור ארוך, וכעת הוא משתף פעולה באופן פעיל עם ארגונים לפיתוח טכנולוגיית התיעוש.

3 、 מסלול סינתזת אתילן קרבוניל
הטכנולוגיה של תיעוש מסלול אתילן קרבוניל מסלול כוללת תהליך BASF ותהליך מתיל אסטר חומצה אתילן-פרופיוני.

(1) שיטת חומצה אתילן-פרופיוניה (תהליך BASF)

התהליך מורכב מארבעה שלבים: אתילן הוא הידרפורמילילציה כדי להשיג פרופונלדהיד, פרופיונלדהיד מעובה בפורמלדהיד לייצור MAL, MAL הוא מחומצן באוויר בכור מיטה קבועה צינורית כדי לייצר MAA, ו- MAA מופרדים ומטהר לייצור MMA על ידי אכזבה עם האחידה עם התהילה עם האחוזה עם התנחלויות עם האחוזה עם התעללות עם התנור עם התוצאה עם התוצאה עם התנור עם. מתנול. התגובה היא שלב המפתח. התהליך דורש ארבעה שלבים, שהוא מסורבל יחסית ודורש ציוד גבוה ועלות השקעה גבוהה, ואילו היתרון הוא העלות הנמוכה של חומרי גלם.

פריצות דרך ביתיות נעשו גם בפיתוח הטכנולוגי של סינתזת אתילן-פרופילן-פורמלדהיד של MMA. 2017, חברת קבוצת שנחאי הויאי, בשיתוף עם חברת חומרים חדשים של נאנג'ינג נואו ואוניברסיטת טיאנג'ין, סיימה מבחן פיילוט של 1,000 טון של עיבוי פרופילן-פורמלדהיד עם פורמלדהיד למתקרולין ופיתוח חבילת תהליכים למתחל תעשייתי 90,000 טון. בנוסף, המכון להנדסת תהליכים של האקדמיה הסינית למדעים, בשיתוף עם הנאן אנרגיה וקבוצת כימיקלים, סיים מפעל פיילוט תעשייתי בן 1,000 טון והשיג בהצלחה פעולה יציבה בשנת 2018.

(2) תהליך אתילן-מתיל פרופיונאט (תהליך אלפא לוסיט)

תנאי ההפעלה של תהליכי אלפא של לוסטיט הם קלים, תשואת המוצר גבוהה, עלויות השקעות מפעלים וחומרי גלם נמוכים, והיקף של יחידה יחידה קל לעשות זאת גדול, נכון לעכשיו רק ללוסט יש שליטה בלעדית על טכנולוגיה זו בעולם ואינו הועבר לעולם החיצון.

תהליך האלפא מחולק לשני שלבים:

הצעד הראשון הוא התגובה של אתילן עם CO ומתנול לייצור מתיל פרפיונאט

באמצעות זרז קרבונילציה הומוגני מבוסס פלדיום, שיש לו את המאפיינים של פעילות גבוהה, סלקטיביות גבוהה (99.9%) וחיי שירות ארוכים, והתגובה מתבצעת בתנאים קלים, וזה פחות מאכל למכשיר ומפחית את השקעות ההון המבנה ;

השלב השני הוא התגובה של מתיל פרפיונאט עם פורמלדהיד ליצירת MMA

משתמשים בזרז רב-פאזי קנייני, בעל סלקטיביות גבוהה של MMA. בשנים האחרונות השקיעו מפעלים מקומיים התלהבות רבה בפיתוח הטכנולוגי של עיבוי מתיל פרפיונאט ועיבוי פורמלדהיד ל- MMA, והתקדמו מאוד בזרז ובפיתוח תהליכי תגובה מיטות קבועות, אך חיי הזרז טרם הגיעו לדרישות לתעשייה יישומים.