მეთილის მეტაკრილატი (MMA) არის მნიშვნელოვანი ორგანული ქიმიური ნედლეული და პოლიმერული მონომერი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება ორგანული შუშის, ჩამოსხმის პლასტმასის, აკრილის, საიზოლაციო და ფარმაცევტული ფუნქციური პოლიმერული მასალების და ა.შ., ეს არის მაღალი დონის მასალა საჰაერო სივრცისთვის, ელექტრონული ინფორმაციის, ოპტიკური ბოჭკოვანი, რობოტებისა და სხვა სფეროებისთვის.

როგორც მატერიალური მონომერი, MMA ძირითადად გამოიყენება პოლიმეთილის მეტაკრილატის წარმოებაში (საყოველთაოდ ცნობილია როგორც პლექსიგლასი, PMMA), და ასევე შეიძლება კოპოლიმერიზაცია მოახდინონ სხვა ვინილის ნაერთებთან ერთად, სხვადასხვა თვისებების მქონე პროდუქციის მისაღებად, მაგალითად, პოლიგინილის ქლორიდის (PVC) დანამატების და მეორე მონომერების წარმოებისთვის.

დღეისათვის, MMA- ს წარმოებისთვის არის სამი ტიპი, სახლში და მის ფარგლებს გარეთ: მეტაკრილამიდის ჰიდროლიზის ეთერიფიკაციის მარშრუტი (აცეტონის ციანოჰიდრინის მეთოდი და მეტაკრილონიტრილის მეთოდი), იზობუტილენის დაჟანგვის მარშრუტი (Mitsubishi პროცესი და Asahi Kasei პროცესი) და Lucite)

1 、 მეტაკრილამიდის ჰიდროლიზის ეთერიფიკაციის მარშრუტი
ეს მარშრუტი არის MMA წარმოების ტრადიციული მეთოდი, მათ შორის აცეტონის ციანოჰიდრინის მეთოდი და მეტაკრილონიტრილის მეთოდი, როგორც მეტაკრილამიდის შუალედური ჰიდროლიზის შემდეგ, MMA- ს ეთერიფიკაციის სინთეზის შემდეგ.

(1) აცეტონის ციანოჰიდრინის მეთოდი (ACH მეთოდი)

ACH მეთოდი, რომელიც პირველად შეიმუშავა აშშ -ს ლუციტის მიერ, არის MMA- ს ყველაზე ადრეული სამრეწველო წარმოების მეთოდი და ასევე არის MMA წარმოების მთავარი პროცესი მსოფლიოში ამჟამად. ამ მეთოდს იყენებს აცეტონი, ჰიდროციანინის მჟავა, გოგირდმჟავა და მეთანოლი, როგორც ნედლეული, ხოლო რეაქციის ნაბიჯები მოიცავს: ციანოჰიდრინიზაციის რეაქციას, ამიდაციის რეაქციას და ჰიდროლიზის ეთერიფიკაციის რეაქციას.

ACh პროცესი ტექნიკურად მომწიფებულია, მაგრამ აქვს შემდეგი სერიოზული უარყოფითი მხარეები:

The უაღრესად ტოქსიკური ჰიდროციანული მჟავის გამოყენება, რომელიც მოითხოვს მკაცრ დამცავ ზომებს შენახვის, ტრანსპორტირებისა და გამოყენების დროს;

○ დიდი რაოდენობით მჟავა ნარჩენების (წყლის ხსნარი გოგირდმჟავასთან და ამონიუმის ბისულფატთან ერთად, როგორც ძირითადი კომპონენტები და შეიცავს მცირე რაოდენობით ორგანულ ნივთიერებას), რომლის ოდენობა არის MMA– ს 2.5 ~ 3.5 ჯერ, და წარმოადგენს გარემოს დაბინძურების სერიოზულ წყაროს;

o გოგირდმჟავას გამოყენების გამო, საჭიროა კოროზიის საწინააღმდეგო მოწყობილობები, ხოლო მოწყობილობის მშენებლობა ძვირია.

(2) მეტაკრილონიტრილის მეთოდი (კაცის მეთოდი)

Asahi Kasei- მა შეიმუშავა მეტაკრილონიტრილის (MAN) პროცესი ACh მარშრუტის საფუძველზე, IE, იზობუტილენი ან ტერტ-ბუტანოლი, ამიაკის მიერ ჟანგბადია, რომ მიიღოთ ადამიანი, რომელიც რეაგირებს გოგირდმჟავასთან, რაც შემდეგ რეაგირებს მეტაკრილამიდთან, რომელიც რეაგირებს გოგირდის მჟავასთან და მეტანოლთან, რათა წარმოქმნას MMA. ადამიანის მარშრუტი მოიცავს ამიაკის დაჟანგვის რეაქციას, ამიდაციის რეაქციას და ჰიდროლიზის ეთერიფიკაციის რეაქციას და შეუძლია გამოიყენოს ACH მცენარის აღჭურვილობის უმეტესი ნაწილი. ჰიდროლიზის რეაქცია იყენებს გოგირდმჟავას ჭარბი, ხოლო შუალედური მეტაკრილამიდის მოსავლიანობა თითქმის 100%. ამასთან, მეთოდს აქვს უაღრესად ტოქსიკური ჰიდროციანინის მჟავების ქვეპროდუქტები, ჰიდროციანული მჟავა და გოგირდმჟავა ძალიან კოროზიულია, რეაქციის აღჭურვილობის მოთხოვნები ძალიან მაღალია, ხოლო გარემოსდაცვითი საფრთხეები ძალიან მაღალია.

2 、 იზობუტილენის დაჟანგვის მარშრუტი
იზობუტილენის დაჟანგვა იყო სასურველი ტექნოლოგიის მარშრუტი მსოფლიოს ძირითადი კომპანიებისთვის, მისი მაღალი ეფექტურობისა და გარემოს დაცვის გამო, მაგრამ მისი ტექნიკური ბარიერი მაღალია და მხოლოდ ერთხელ იაპონიას ჰქონდა ტექნოლოგია მსოფლიოში და დაბლოკა ტექნოლოგია ჩინეთში. მეთოდი მოიცავს Mitsubishi პროცესის ორ ტიპს და ასაჰი კასეის პროცესს.

(1) Mitsubishi პროცესი (იზობუტილენის სამსაფეხურიანი მეთოდი)

იაპონიის Mitsubishi Rayon– მა შეიმუშავა ახალი პროცესი MMA– ს წარმოქმნა იზობუტილენიდან ან ტერტ-ბუტანოლიდან, როგორც ნედლეული, ჰაერში ორსაფეხურიანი შერჩევითი დაჟანგვა, რომ მიიღოთ მეტაკრილის მჟავა (MAA), შემდეგ კი მეთანოლით. Mitsubishi Rayon– ის ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, იაპონიის ასაჰ კასეიმ, იაპონიის კიოტო მონომერმა კომპანიამ, კორეამ იღბლიანმა კომპანიამ და ა.შ. გააცნობიერა ინდუსტრიალიზაცია ერთმანეთის მიყოლებით. შიდა შანხაი ჰუაიის ჯგუფმა კომპანიამ ინვესტიცია მოახდინა უამრავი ადამიანის და ფინანსური რესურსით, ხოლო 15 წლის უწყვეტი და უწყვეტი ძალისხმევის შემდეგ, მან წარმატებით განუვითარდა დამოუკიდებლად, ორსაფეხურიანი დაჟანგვა და ესტრიფიკაცია Isobutylene სუფთა წარმოების MMA ტექნოლოგია, ხოლო 2017 წლის დეკემბერში, მან დაასრულა და ექსპლუატაციაში შეასრულა 50,000 ტონიანი ინდუსტრიული საწარმო, რომელიც განთავსებულია სახსრის საწარმოში. ჰეზი, შანდონგის პროვინცია, დაარღვია იაპონიის ტექნოლოგიის მონოპოლია და გახდეს ერთადერთი კომპანია, რომელსაც აქვს ამ ტექნოლოგიით ჩინეთში. ტექნოლოგია, რომელიც ასევე გახდის ჩინეთს მეორე ქვეყანას, რომელსაც აქვს ინდუსტრიული ტექნოლოგია MAA და MMA წარმოებისთვის იზობუტილენის დაჟანგვით.

(2) Asahi Kasei პროცესი (იზობუტილენის ორსაფეხურიანი პროცესი)

იაპონიის Asahi Kasei Corporation უკვე დიდი ხანია ერთგულია MMA- ს წარმოების პირდაპირი ეთერიფიკაციის მეთოდის შემუშავებაში, რომელიც წარმატებით შეიქმნა და ექსპლუატაციაში 1999 წელს ექსპლუატაციაში შეიქმნა იაპონიის კავასაკში 60,000 ტონიანი ინდუსტრიული ქარხნით, შემდეგ კი გაფართოვდა 100,000 ტონამდე. ტექნიკური მარშრუტი შედგება ორსაფეხურიანი რეაქციისგან, ანუ გაზის ფაზაში იზობუტილენის ან ტერტ-ბუტანოლის დაჟანგვა Mo-bi კომპოზიტური ოქსიდის კატალიზატორი, მეტაკროლეინის (MAL) წარმოქმნის მიზნით, რასაც მოჰყვება MAL- ის ჟანგვითი გამტარიანობა თხევადი ფაზაში, PD-PB კატალიზის წარმოების მიზნით, MMA– სთვის, სადაც MMA– ს უშუალოდ აწარმოებს MMA– ს, სადაც MMA– ს უშუალოდ აწარმოებს MMA– ს, სადაც MMA– ს უშუალოდ აწარმოებს MMA– ს. Asahi Kasei პროცესის მეთოდი მარტივია, მხოლოდ ორი ნაბიჯის რეაქციით და მხოლოდ წყლით, როგორც ქვეპროდუქტი, რომელიც მწვანე და ეკოლოგიურად კეთილგანწყობილია, მაგრამ კატალიზატორის დიზაინი და მომზადება ძალიან მომთხოვნია. გავრცელებულია ინფორმაცია, რომ ასაჰი კასეის ჟანგვითი ეთერიფიკაციის კატალიზატორი განახლდა PD-PB– ის პირველი თაობიდან Au-Ni კატალიზატორი.

Asahi Kasei ტექნოლოგიის ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, 2003 წლიდან 2008 წლამდე, საშინაო კვლევითი ინსტიტუტებმა დაიწყეს კვლევითი ბუმი ამ სფეროში, სადაც რამდენიმე ერთეულია, როგორიცაა Hebei Normal University, პროცესების ინჟინერიის ინსტიტუტი, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემია, Tianjin University და Harbin Engineering University, რომელიც ფოკუსირებულია PD-PB კატალიზატების განვითარებასა და გაუმჯობესებაზე და ა.შ. რომლის წარმომადგენელი, რომლის წარმომადგენელია დალიანის ქიმიური ინჟინერიის ინსტიტუტმა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიამ, დიდი პროგრესი განიცადა მცირე საპილოტე კვლევაში, დაასრულა ნანო-ოქროს კატალიზატორის მომზადების პროცესის ოპტიმიზაცია, რეაქციის მდგომარეობის სკრინინგი და ვერტიკალური განახლების ხანგრძლივი ციკლის ოპერაციის შეფასების ტესტის ტესტი და ახლა აქტიურად თანამშრომლობს საწარმოთა ინდუსტრიალიზაციის ტექნოლოგიის შემუშავების მიზნით.

3 、 ეთილენის კარბონილის სინთეზის მარშრუტი
ეთილენის კარბონილის სინთეზის მარშრუტის ტექნოლოგია მოიცავს BASF პროცესს და ეთილენ-პროპიონინის მჟავას მეთილის ეთერის პროცესს.

(1) ეთილენ-პროპიონის მჟავის მეთოდი (BASF პროცესი)

პროცესი შედგება ოთხი ნაბიჯისგან: ეთილენი ჰიდროფორმირებულია პროპონალდეჰიდის მისაღებად, პროპონალდეჰიდი შედის ფორმალდეჰიდით, რათა წარმოქმნას MAL, MAL არის ჰაერის დაჟანგვა ტუბულარული ფიქსირებული საწოლით, რათა წარმოიქმნას MAA, ხოლო MAA განცალკევებულია და გაწმენდილია MMA- ს წარმოქმნით MMA- ით მეთოდით. რეაქცია არის მთავარი ნაბიჯი. პროცესს ოთხი ნაბიჯი სჭირდება, რაც შედარებით რთულია და მოითხოვს მაღალი აღჭურვილობას და მაღალი ინვესტიციის ღირებულებას, ხოლო უპირატესობა ნედლეულის დაბალი ღირებულებაა.

საშინაო მიღწევები ასევე გაკეთდა MMA- ს ეთილენ-პროპილენ-ფორმალდეჰიდის სინთეზის ტექნოლოგიის განვითარებაში. 2017 წელს, შანხაი ჰუაიის ჯგუფმა კომპანიამ, Nanjing Noao New Material Company- სა და Tianjin University- სთან თანამშრომლობით, დაასრულა საპილოტე ტესტი 1000 ტონა პროპილენ-ფორმალდეჰიდის კონდენსაციით ფორმალდეჰიდთან მეთაკროლეინთან და 90,000 ტონიანი ინდუსტრიული ქარხნისთვის პროცესის პაკეტის შემუშავება. გარდა ამისა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის პროცესების ინჟინერიის ინსტიტუტმა, ჰენან ენერგეტიკისა და ქიმიური ჯგუფის თანამშრომლობით, დაასრულა 1000 ტონიანი სამრეწველო საპილოტე ქარხანა და წარმატებით მიაღწია სტაბილურ ოპერაციას 2018 წელს.

(2) ეთილენ-მეთილის პროპიონატის პროცესი (ლუციტის ალფა პროცესი)

ლუციტი ალფა პროცესის ოპერაციული პირობები რბილია, პროდუქტის მოსავლიანობა მაღალია, მცენარეთა ინვესტიცია და ნედლეულის ხარჯები დაბალია, ხოლო ერთი ერთეულის მასშტაბები ადვილია დიდია, ამჟამად მხოლოდ ლუციტს აქვს ამ ტექნოლოგიის ექსკლუზიური კონტროლი მსოფლიოში და არ გადაეცემა გარე სამყაროში.

ალფა პროცესი იყოფა ორ ნაბიჯად:

პირველი ნაბიჯი არის ეთილენის რეაქცია CO და მეთანოლთან, რათა წარმოქმნას მეთილის პროპონატი

პალადიუმზე დაფუძნებული ჰომოგენური კარბონილაციის კატალიზატორი, რომელსაც აქვს მაღალი აქტივობის მახასიათებლები, მაღალი სელექციურობა (99.9%) და გრძელი მომსახურების სიცოცხლე, ხოლო რეაქცია ხორციელდება ზომიერ პირობებში, რაც ნაკლებად კოროზიულია მოწყობილობისთვის და ამცირებს სამშენებლო კაპიტალის ინვესტიციას;

მეორე ნაბიჯი არის მეთილის პროპიონატის რეაქცია ფორმალდეჰიდთან, რომ შექმნას MMA

გამოიყენება საკუთრების მრავალფაზიანი კატალიზატორი, რომელსაც აქვს მაღალი MMA სელექციურობა. ბოლო წლების განმავლობაში, შიდა საწარმოებმა დიდი ენთუზიაზმი ჩაიდინეს MMA– ს მეთილის პროპონატისა და ფორმალდეჰიდის კონდენსაციის ტექნოლოგიის შემუშავებაში და დიდი პროგრესი განიცადეს კატალიზატორისა და ფიქსირებული საწოლების რეაქციის პროცესის შემუშავებაში, მაგრამ კატალიზატორის ცხოვრებამ ჯერ არ მიაღწია სამრეწველო პროგრამების მოთხოვნებს.