Metil metakrilat (MMA) se yon enpòtan matyè premyè chimik òganik ak yon monomè polimè, sitou itilize nan pwodiksyon vè òganik, bòdi plastik, akrilik, kouch ak materyèl polimè fonksyonèl famasetik, elatriye. Li se yon materyèl wo nivo pou ayewospasyal, enfòmasyon elektwonik, fib optik, robotik ak lòt domèn.

Kòm yon monomè materyèl, MMA sitou itilize nan pwodiksyon polimetil metakrilat (souvan ke yo rekonèt kòm plexiglass, PMMA), epi li kapab tou kopolimerize ak lòt konpoze vinil pou jwenn pwodwi ki gen diferan pwopriyete, tankou pou fabrike aditif polivinil klori (PVC) ACR, MBS ak kòm yon dezyèm monomè nan pwodiksyon akrilik.

Kounye a, gen twa kalite pwosesis ki byen devlope pou pwodiksyon MMA nan peyi a ak aletranje: wout esterifikasyon idwoliz metakrilamid (metòd asetòn siyanoidrin ak metòd metakrilonitril), wout oksidasyon izobutilèn (pwosesis Mitsubishi ak pwosesis Asahi Kasei) ak wout sentèz etilèn kabonil (metòd BASF ak metòd Lucite Alpha).

1. Wout esterifikasyon idwoliz metakrilamid
Wout sa a se metòd pwodiksyon MMA tradisyonèl la, ki gen ladan metòd asetòn siyanoidrin lan ak metòd metakrilonitril la, tou de apre idwoliz entèmedyè metakrilamid la, sentèz esterifikasyon MMA a.

(1) Metòd asetòn siyanidrin (metòd ACH)

Metòd ACH la, premye devlope pa konpayi ameriken Lucite, se premye metòd pwodiksyon endistriyèl MMA a, epi li se tou pwosesis pwodiksyon MMA prensipal nan mond lan kounye a. Metòd sa a itilize asetòn, asid siyanidrik, asid silfirik ak metanòl kòm matyè premyè, epi etap reyaksyon yo enkli: reyaksyon siyanoidrinizasyon, reyaksyon amidasyon ak reyaksyon esterifikasyon idwoliz.

Pwosesis ACH la gen matirite teknik, men li gen dezavantaj grav sa yo:

○ Itilizasyon asid idrosyanik ki trè toksik, ki mande mezi pwoteksyon strik pandan depo, transpò ak itilizasyon;

○ Pwodiksyon segondè yon gwo kantite rezidi asid (solisyon akeuz ak asid silfirik ak bisulfat amonyòm kòm konpozan prensipal yo epi ki gen yon ti kantite matyè òganik), kantite a se 2.5 ~ 3.5 fwa plis pase MMA, epi li se yon sous grav polisyon anviwònman an;

o Akòz itilizasyon asid silfirik, li nesesè pou gen ekipman anti-korozyon, epi konstriksyon aparèy la koute chè.

(2) Metòd metakrilonitril (metòd MAN)

Asahi Kasei devlope pwosesis metakrilonitril (MAN) ki baze sou wout ACH la, sa vle di, izobutilèn oswa tert-butanol okside pa amonyak pou jwenn MAN, ki reyaji avèk asid silfirik pou pwodui metakrilamid, ki Lè sa a, reyaji avèk asid silfirik ak metanol pou pwodui MMA. Wout MAN an gen ladan reyaksyon oksidasyon amonyak, reyaksyon amidasyon ak reyaksyon esterifikasyon idwoliz, epi li ka itilize pifò ekipman plant ACH la. Reyaksyon idwoliz la itilize asid silfirik anplis, epi sede metakrilamid entèmedyè a se prèske 100%. Sepandan, metòd la gen sou-pwodwi asid silanidrik trè toksik, asid silanidrik ak asid silfirik trè koroziv, kondisyon ekipman reyaksyon yo trè wo, pandan ke danje anviwònman yo trè wo.

2, wout oksidasyon izobutilèn
Oksidasyon izobutilèn te wout teknolojik pi pito pou gwo konpayi nan mond lan akòz gwo efikasite li ak pwoteksyon anviwònman an, men papòt teknik li wo, e se sèlman Japon ki te gen teknoloji sa a nan mond lan epi ki te bloke teknoloji a bay Lachin. Metòd la gen ladan de kalite pwosesis Mitsubishi ak pwosesis Asahi Kasei.

(1) Pwosesis Mitsubishi (metòd twa etap izobutilèn)

Konpayi Japonè Mitsubishi Rayon devlope yon nouvo pwosesis pou pwodui MMA apati izobutilèn oubyen tert-butanol kòm matyè premyè. Li itilize yon oksidasyon selektif an de etap pa lè pou jwenn asid metakrilik (MAA), epi answit li esterifye ak metanol. Apre endistriyalizasyon Mitsubishi Rayon, konpayi Japonè Asahi Kasei, konpayi Japonè Kyoto Monomer, konpayi Kore di Lucky, elatriye, reyalize endistriyalizasyon youn apre lòt. Konpayi lokal Shanghai Huayi Group la envesti anpil resous imen ak finansye, epi apre 15 ane efò kontinyèl ak san pran souf pandan de jenerasyon, li te devlope avèk siksè teknoloji pwodiksyon pwòp MMA oksidasyon ak esterifikasyon izobutilèn an de etap poukont li. An Desanm 2017, li te fini epi mete an fonksyonman yon plant endistriyèl MMA 50,000 tòn nan konpayi jwenti li Dongming Huayi Yuhuang ki sitiye nan Heze, nan pwovens Shandong. Sa te kraze monopoli teknoloji Japon an epi li te vin sèl konpayi ki gen teknoloji sa a nan Lachin. Sa te fè Lachin dezyèm peyi ki gen teknoloji endistriyalize pou pwodiksyon MAA ak MMA pa oksidasyon izobutilèn.

(2) Pwosesis Asahi Kasei (pwosesis izobutilèn an de etap)

Konpayi Japonè Asahi Kasei Corporation angaje depi lontan nan devlopman yon metòd esterifikasyon dirèk pou pwodiksyon MMA. Yo te devlope metòd sa a avèk siksè epi mete l an fonksyonman an 1999 avèk yon plant endistriyèl 60,000 tòn nan Kawasaki, Japon, epi pita yo te elaji li pou rive nan 100,000 tòn. Wout teknik la konsiste de yon reyaksyon an de etap, sa vle di oksidasyon izobutilèn oswa tert-butanol nan faz gaz anba aksyon yon katalis oksid konpoze Mo-Bi pou pwodui metakrolein (MAL), ki te swiv pa esterifikasyon oksidatif MAL nan faz likid anba aksyon yon katalis Pd-Pb pou pwodui MMA dirèkteman, kote esterifikasyon oksidatif MAL la se etap kle nan wout sa a pou pwodui MMA. Metòd pwosesis Asahi Kasei a senp, ak sèlman de etap reyaksyon epi sèlman dlo kòm yon sou-pwodwi, ki vèt e ki respekte anviwònman an, men konsepsyon ak preparasyon katalis la trè mande anpil. Yo rapòte ke katalis esterifikasyon oksidatif Asahi Kasei a te amelyore soti nan premye jenerasyon Pd-Pb pou rive nan nouvo jenerasyon katalis Au-Ni.

Apre endistriyalizasyon teknoloji Asahi Kasei a, soti 2003 rive 2008, enstitisyon rechèch lokal yo te kòmanse yon boom rechèch nan domèn sa a, ak plizyè inite tankou Hebei Normal University, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Tianjin University ak Harbin Engineering University ki konsantre sou devlopman ak amelyorasyon katalis Pd-Pb, elatriye. Apre 2015, rechèch lokal sou katalis Au-Ni te kòmanse yon lòt seri boom, ki reprezante pa Dalian Institute of Chemical Engineering, Chinese Academy of Sciences, te fè gwo pwogrè nan ti etid pilòt la, li te konplete optimize pwosesis preparasyon katalis nano-lò a, tès depistaj kondisyon reyaksyon an ak tès evalyasyon operasyon sik long amelyorasyon vètikal la, e kounye a li ap kolabore aktivman ak antrepriz yo pou devlope teknoloji endistriyalizasyon.

3, wout sentèz etilèn kabonil
Teknoloji endistriyalizasyon wout sentèz etilèn kabonil la gen ladan pwosesis BASF ak pwosesis etilèn-asid propionik metil estè.

(1) metòd etilèn-asid propionik (pwosesis BASF)

Pwosesis la gen kat etap: yo idroformile etilèn pou jwenn propionaldeyid, yo kondanse propionaldeyid avèk fòmaldeyid pou pwodui MAL, yo okside MAL nan lè nan yon reaktè tib fiks pou pwodui MAA, epi yo separe epi pirifye MAA pou pwodui MMA pa esterifikasyon avèk metanòl. Reyaksyon an se etap kle a. Pwosesis la mande kat etap, ki relativman konplike epi ki mande ekipman ki wo ak gwo pri envestisman, alòske avantaj la se pri ki ba nan matyè premyè yo.

Te gen avansman lokal tou nan devlopman teknoloji sentèz etilèn-propilèn-fòmaldeyid MMA. An 2017, Konpayi Shanghai Huayi Group, an kolaborasyon avèk Nanjing NOAO New Materials Company ak Inivèsite Tianjin, te konplete yon tès pilòt 1,000 tòn kondansasyon propilèn-fòmaldeyid ak fòmaldeyid pou rive nan metakrolein epi devlopman yon pake pwosesis pou yon plant endistriyèl 90,000 tòn. Anplis de sa, Enstiti Jeni Pwosesis Akademi Syans Chinwa a, an kolaborasyon avèk Henan Energy and Chemical Group, te konplete yon plant pilòt endistriyèl 1,000 tòn epi li te reyisi rive nan yon operasyon ki estab an 2018.

(2) Pwosesis etilèn-metil propionate (pwosesis Lucite Alpha)

Kondisyon fonksyònman pwosesis Lucite Alpha a modere, sede pwodwi a wo, envestisman nan plant ak pri matyè premyè yo ba, epi echèl yon sèl inite fasil pou fè gwo, kounye a se sèlman Lucite ki gen kontwòl eksklizif sou teknoloji sa a nan mond lan epi li pa transfere nan mond lan deyò.

Pwosesis Alpha a divize an de etap:

Premye etap la se reyaksyon etilèn avèk CO2 ak metanòl pou pwodui metil propionat.

lè l sèvi avèk katalis karbonilasyon omojèn ki baze sou paladyòm, ki gen karakteristik gwo aktivite, gwo selektivite (99.9%) ak lavi sèvis long, epi reyaksyon an fèt nan kondisyon modere, ki mwens koroziv pou aparèy la epi redwi envestisman kapital konstriksyon an;

Dezyèm etap la se reyaksyon metil propionat ak fòmaldeyid pou fòme MMA.

Yo itilize yon katalis milti-faz propriétaires, ki gen yon selektivite MMA ki wo. Nan dènye ane yo, antrepriz domestik yo te envesti anpil antouzyas nan devlopman teknoloji metil propionate ak kondansasyon fòmaldeyid pou fè MMA, epi yo te fè gwo pwogrè nan devlopman katalis ak pwosesis reyaksyon kabann fiks, men lavi katalis la poko rive nan egzijans pou aplikasyon endistriyèl yo.