მეთილის მეტაკრილატი (MMA) არის მნიშვნელოვანი ორგანული ქიმიური ნედლეული და პოლიმერული მონომერი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება ორგანული მინის, ჩამოსხმის პლასტმასის, აკრილის, საიზოლაციო და ფარმაცევტული ფუნქციური პოლიმერული მასალების და ა.შ. ინფორმაცია, ოპტიკური ბოჭკოვანი, რობოტები და სხვა სფეროები.

როგორც მატერიალური მონომერი, MMA ძირითადად გამოიყენება პოლიმეთილ მეტაკრილატის წარმოებაში (საყოველთაოდ ცნობილია როგორც პლექსიგლასი, PMMA), და ასევე შეიძლება კოპოლიმერიზაცია მოახდინოს სხვა ვინილის ნაერთებთან ერთად, სხვადასხვა თვისებების მქონე პროდუქტების მისაღებად, მაგალითად, პოლივინილის ქლორიდის წარმოებისთვის (PVC ) დანამატები ACR, MBS და როგორც მეორე მონომერი აკრილის წარმოებაში.

დღეისათვის, MMA- ს წარმოებისთვის არის სამი ტიპი, სახლში და მის ფარგლებს გარეთ: მეტაკრილამიდის ჰიდროლიზის ეთერიფიკაციის გზა (აცეტონის ციანოჰიდრინის მეთოდი და მეტაკრილონიტრილის მეთოდი), იზობუტილენის დაჟანგვის მარშრუტი (Mitsubishi პროცესი და Asahi Kasei პროცესი) და ეთილენის კარბონილ სინთეზის მარშრუტი ( BASF მეთოდი და ლუციტის ალფა მეთოდი).

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 ორგანულ ნივთიერებებს) გარემოს დაბინძურების წყარო;

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

(2) მეტაკრილონიტრილის მეთოდი (კაცის მეთოდი)

Asahi Kasei- მა შეიმუშავა Metacrylonitrile (MAN) პროცესი, რომელიც დაფუძნებულია ACH მარშრუტზე, IE, იზობუტილენზე ან ტერტ-ბუტანოლზე, ამიაკის მიერ ჟანგბადია, რომ მიიღოთ ადამიანი, რომელიც რეაგირებს გოგირდმჟავასთან, რაც შემდეგ რეაგირებს გოგირდის მჟავასთან და მეტანოლთან ერთად 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 შანხაის ჰუაიის ჯგუფმა კომპანიამ ინვესტიცია მოახდინა უამრავი ადამიანური და ფინანსური რესურსით, ხოლო 15 წლის უწყვეტი და უწყვეტი ძალისხმევის შემდეგ, მან წარმატებით განუვითარდა დამოუკიდებლად, იზობუტილენის სუფთა წარმოების MMA ტექნოლოგიის ორსაფეხურიანი დაჟანგვა და ეთერიფიკაცია და 2017 წლის დეკემბერში მან დაასრულა და ექსპლუატაციაში ჩაატარა 50,000 ტონიანი MMA სამრეწველო ქარხანა თავის ერთობლივი საწარმოს კომპანიაში Dongming Huayi Yuhuang- ში, რომელიც მდებარეობს ჰეზე, შანდონგის პროვინციაში, დაარღვია იაპონიის ტექნოლოგიის მონოპოლია და გახდა ერთადერთი კომპანია, რომელსაც აქვს ეს ტექნოლოგია 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 ორსაფეხური თხევადი ფაზა PD-PB კატალიზატორი მოქმედების ქვეშ, MMA უშუალოდ წარმოებისთვის, სადაც MAL- ის ჟანგვითი ეთერიფიკაცია არის ამ მარშრუტში მთავარი ნაბიჯი MMA წარმოებისთვის. 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 Technology- ის ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, 2003 წლიდან 2008 წლამდე, საშინაო კვლევითი დაწესებულებებმა დაიწყეს კვლევითი ბუმი ამ სფეროში, სადაც რამდენიმე განყოფილებაა, როგორიცაა Hebei Normal University, პროცესების ინჟინერიის ინსტიტუტი, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემია, ტიანჯინის უნივერსიტეტი და ჰარბინის საინჟინრო უნივერსიტეტი ფოკუსირება PD-PB კატალიზატორების შემუშავებისა და გაუმჯობესების შესახებ და ა.შ. 2015 წლის შემდეგ, Au-Ni- ს კატალიზატორებზე შიდა კვლევებმა დაიწყო ბუმის კიდევ ერთი რაუნდი, რომლის წარმომადგენელი არის დალიანის ქიმიური ინჟინერიის ინსტიტუტი, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის, დიდი პროგრესი განიცადა ამაში მცირე საპილოტე კვლევამ დაასრულა ნანო-ოქროს კატალიზატორი მომზადების პროცესის ოპტიმიზაცია, რეაქციის მდგომარეობის სკრინინგი და ვერტიკალური განახლების ხანგრძლივი ციკლის ოპერაციის შეფასების ტესტი და ახლა აქტიურად თანამშრომლობს საწარმოებთან ინდუსტრიალიზაციის ტექნოლოგიის შესაქმნელად.

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)

The process consists of four steps: ethylene is hydroformylated to obtain propionaldehyde, propionaldehyde is condensed with formaldehyde to produce MAL, MAL is air oxidized in a tubular fixed-bed reactor to produce MAA, and MAA is separated and purified to produce MMA by esterification with მეთანოლი. 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)

ლუციტის ალფა პროცესის პირობები რბილია, პროდუქტის მოსავლიანობა მაღალია, მცენარეთა ინვესტიცია და ნედლეულის ხარჯები დაბალია, ხოლო ერთი ერთეულის მასშტაბები მარტივია დიდი, ამჟამად მხოლოდ ლუციტს აქვს ამ ტექნოლოგიის ექსკლუზიური კონტროლი მსოფლიოში და არ არის გადავიდა 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 ხანგრძლივობა, ხოლო რეაქცია ხორციელდება ზომიერი პირობებით, რაც მოწყობილობას ნაკლებად კოროზიულია 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 განიცადა კატალიზატორისა და ფიქსირებული საწოლების რეაქციის პროცესის შემუშავებაში, მაგრამ კატალიზატორმა ჯერ კიდევ არ მიაღწია ინდუსტრიულ მოთხოვნებს პროგრამები.