მეთილის მეთაკრილატი (MMA) არის მნიშვნელოვანი ორგანული ქიმიური ნედლეული და პოლიმერული მონომერი, რომელიც ძირითადად გამოიყენება ორგანული მინის, პლასტმასის ჩამოსხმის, აკრილის, საიზოლაციო და ფარმაცევტული ფუნქციონალური პოლიმერული მასალების წარმოებაში და ა.შ. ეს არის მაღალი დონის მასალა აერონავტიკისთვის, ელექტრონულისთვის ინფორმაცია, ოპტიკური ბოჭკოვანი, რობოტიკა და სხვა სფეროები.

როგორც მატერიალური მონომერი, MMA ძირითადად გამოიყენება პოლიმეთილ მეთაკრილატის წარმოებაში (საყოველთაოდ ცნობილი როგორც პლექსიგლასი, PMMA) და ასევე შეიძლება კოპოლიმერიზებული იყოს სხვა ვინილის ნაერთებთან სხვადასხვა თვისებების მქონე პროდუქტების მისაღებად, როგორიცაა პოლივინილ ქლორიდის (PVC) წარმოებისთვის. ) დანამატები ACR, MBS და როგორც მეორე მონომერი აკრილის წარმოებაში.

ამჟამად, არსებობს სამი სახის მომწიფებული პროცესი MMA-ს წარმოებისთვის სახლში და მის ფარგლებს გარეთ: მეთაკრილამიდის ჰიდროლიზის ესტერიფიკაციის გზა (აცეტონ ციანოჰიდრინის მეთოდი და მეთაკრილონიტრილის მეთოდი), იზობუტილენის დაჟანგვის გზა (Mitsubishi პროცესი და Asahi Kasei პროცესი) და ეთილენ კარბონილის სინთეზის გზა ( BASF მეთოდი და Lucite Alpha მეთოდი).

1, მეთაკრილამიდის ჰიდროლიზის ესტერიფიკაციის გზა
ეს მარშრუტი არის MMA წარმოების ტრადიციული მეთოდი, მათ შორის აცეტონის ციანოჰიდრინის მეთოდი და მეთაკრილონიტრილის მეთოდი, ორივე მეთაკრილამიდის შუალედური ჰიდროლიზის, MMA-ს ესტერიფიკაციის სინთეზის შემდეგ.

(1) აცეტონი ციანოჰიდრინის მეთოდი (ACH მეთოდი)

ACH მეთოდი, რომელიც პირველად შეიქმნა აშშ-ს Lucite-ს მიერ, არის MMA-ს ყველაზე ადრეული სამრეწველო წარმოების მეთოდი და ასევე არის MMA წარმოების ძირითადი პროცესი ამჟამად მსოფლიოში.ეს მეთოდი ნედლეულად იყენებს აცეტონს, ჰიდროციანმჟავას, გოგირდის მჟავას და მეთანოლს, ხოლო რეაქციის ეტაპები მოიცავს: ციანოჰიდრინიზაციის რეაქციას, ამიდაციის რეაქციას და ჰიდროლიზის ესტერიფიკაციის რეაქციას.

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

○ მაღალტოქსიკური ჰიდროციანმჟავას გამოყენება, რომელიც მოითხოვს მკაცრ დამცავ ზომებს შენახვის, ტრანსპორტირებისა და გამოყენების დროს;

○ დიდი რაოდენობით მჟავა ნარჩენების (წყალხსნარი გოგირდის მჟავით და ამონიუმის ბისულფატით, როგორც ძირითადი კომპონენტებით და შეიცავს მცირე რაოდენობით ორგანულ ნივთიერებებს), რომლის რაოდენობა 2,5-3,5-ჯერ აღემატება MMA-ს და არის სერიოზული. გარემოს დაბინძურების წყარო;

o გოგირდმჟავას გამოყენების გამო საჭიროა ანტიკოროზიული აღჭურვილობა, ხოლო მოწყობილობის კონსტრუქცია ძვირია.

(2) მეთაკრილონიტრილის მეთოდი (MAN მეთოდი)

Asahi Kasei-მ შეიმუშავა მეტაკრილონიტრილის (MAN) პროცესი, რომელიც დაფუძნებულია ACH მარშრუტზე, ანუ, იზობუტილენი ან ტერტ-ბუტანოლი იჟანგება ამიაკით, რათა მიიღოთ MAN, რომელიც რეაგირებს გოგირდმჟავასთან და წარმოქმნის მეთაკრილამიდს, რომელიც შემდეგ რეაგირებს გოგირდმჟავასთან და მეთანოლთან და წარმოქმნის. MMA.MAN მარშრუტი მოიცავს ამიაკის დაჟანგვის რეაქციას, ამიდაციის რეაქციას და ჰიდროლიზის ესტერიფიკაციის რეაქციას და შეუძლია გამოიყენოს ACH ქარხნის აღჭურვილობის უმეტესი ნაწილი.ჰიდროლიზის რეაქციაში გამოიყენება გოგირდის მჟავის ჭარბი რაოდენობა, ხოლო შუალედური მეტაკრილამიდის გამოსავალი თითქმის 100%-ია.თუმცა, მეთოდს აქვს უაღრესად ტოქსიკური ჰიდროციანმჟავას ქვეპროდუქტები, ჰიდროციანმჟავა და გოგირდის მჟავა ძალიან კოროზიულია, რეაქციის აღჭურვილობის მოთხოვნები ძალიან მაღალია, ხოლო გარემოს საშიშროება ძალიან მაღალია.

2, იზობუტილენის დაჟანგვის გზა
იზობუტილენის დაჟანგვა უპირატესი ტექნოლოგიური მარშრუტი იყო მსოფლიოში მსხვილი კომპანიებისთვის მისი მაღალი ეფექტურობისა და გარემოს დაცვის გამო, მაგრამ მისი ტექნიკური ბარიერი მაღალია და მხოლოდ იაპონიას ჰქონდა ეს ტექნოლოგია მსოფლიოში და დაბლოკა ტექნოლოგია ჩინეთში.მეთოდი მოიცავს ორი სახის Mitsubishi პროცესს და Asahi Kasei პროცესს.

(1) Mitsubishi პროცესი (იზობუტილენის სამსაფეხურიანი მეთოდი)

იაპონურმა Mitsubishi Rayon-მა შეიმუშავა ახალი პროცესი MMA-ს წარმოებისთვის იზობუტილენიდან ან ტერტ-ბუტანოლიდან, როგორც ნედლეულიდან, ორეტაპიანი შერჩევითი დაჟანგვა ჰაერით მეტაკრილის მჟავას (MAA) მისაღებად და შემდეგ ესტერიფიცირებული მეთანოლით.Mitsubishi Rayon-ის ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, იაპონური Asahi Kasei Company, Japan Kyoto Monomer Company, Korea Lucky Company და ა.შ. ერთმანეთის მიყოლებით განხორციელდა ინდუსტრიალიზაცია.ადგილობრივმა Shanghai Huayi Group Company-მა ჩადო უამრავი ადამიანური და ფინანსური რესურსი და ორი თაობის 15 წლის უწყვეტი და განუწყვეტელი ძალისხმევის შემდეგ წარმატებით განავითარა დამოუკიდებლად იზობუტილენის სუფთა წარმოების MMA ტექნოლოგიის ორეტაპიანი დაჟანგვა და ესტერიფიკაცია და 2017 წლის დეკემბერში. მან დაასრულა და ექსპლუატაციაში ჩაუშვა 50,000 ტონიანი MMA სამრეწველო ქარხანა თავის ერთობლივ კომპანიაში Dongming Huayi Yuhuang, რომელიც მდებარეობს ჰეზეში, შანდონგის პროვინციაში, დაარღვია იაპონიის ტექნოლოგიური მონოპოლია და გახდა ამ ტექნოლოგიის ერთადერთი კომპანია ჩინეთში.ტექნოლოგია, ასევე ჩინეთს აქცევს მეორე ქვეყანას, რომელსაც აქვს MAA და MMA-ს წარმოების ინდუსტრიული ტექნოლოგია იზობუტილენის დაჟანგვით.

(2) Asahi Kasei პროცესი (იზობუტილენის ორსაფეხურიანი პროცესი)

იაპონური Asahi Kasei Corporation დიდი ხანია ერთგულია MMA-ს წარმოებისთვის პირდაპირი ესტერიფიკაციის მეთოდის შემუშავებისთვის, რომელიც წარმატებით განვითარდა და ექსპლუატაციაში შევიდა 1999 წელს 60,000 ტონიანი სამრეწველო ქარხნით იაპონიაში, კავასაკიში, შემდეგ კი გაფართოვდა 100,000 ტონამდე.ტექნიკური მარშრუტი შედგება ორსაფეხურიანი რეაქციისგან, ანუ იზობუტილენის ან ტერტ-ბუტანოლის დაჟანგვა აირის ფაზაში Mo-Bi კომპოზიტური ოქსიდის კატალიზატორის მოქმედებით მეტაკროლინის (MAL) წარმოქმნით, რასაც მოჰყვება MAL-ის ოქსიდაციური ესტერიფიკაცია. თხევადი ფაზა Pd-Pb კატალიზატორის მოქმედებით, რათა გამოიმუშაოს MMA პირდაპირ, სადაც MAL-ის ოქსიდაციური ესტერიფიკაცია არის მთავარი ნაბიჯი ამ მარშრუტში MMA-ს წარმოებისთვის.Asahi Kasei პროცესის მეთოდი მარტივია, რეაქციის მხოლოდ ორი საფეხურით და მხოლოდ წყალი, როგორც ქვეპროდუქტი, რომელიც არის მწვანე და ეკოლოგიურად სუფთა, მაგრამ კატალიზატორის დიზაინი და მომზადება ძალიან მოთხოვნადია.ცნობილია, რომ Asahi Kasei-ის ოქსიდაციური ესტერიფიკაციის კატალიზატორი განახლებულია Pd-Pb-ის პირველი თაობიდან Au-Ni კატალიზატორის ახალ თაობამდე.

Asahi Kasei ტექნოლოგიის ინდუსტრიალიზაციის შემდეგ, 2003 წლიდან 2008 წლამდე, ადგილობრივმა კვლევითმა ინსტიტუტებმა დაიწყეს კვლევითი ბუმი ამ სფეროში, რამდენიმე ერთეული, როგორიცაა ჰებეის ნორმალური უნივერსიტეტი, პროცესის ინჟინერიის ინსტიტუტი, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემია, ტიანჯინის უნივერსიტეტი და ჰარბინის საინჟინრო უნივერსიტეტი. Pd-Pb კატალიზატორების შემუშავებასა და გაუმჯობესებაზე და ა.შ. 2015 წლის შემდეგ დაიწყო შიდა კვლევები Au-Ni კატალიზატორებზე. მცირე საპილოტე კვლევა, დაასრულა ნანო-ოქროს კატალიზატორის მომზადების პროცესის ოპტიმიზაცია, რეაქციის მდგომარეობის სკრინინგი და ვერტიკალური განახლების ხანგრძლივი ციკლის ოპერაციის შეფასების ტესტი და ახლა აქტიურად თანამშრომლობს საწარმოებთან ინდუსტრიალიზაციის ტექნოლოგიის განვითარების მიზნით.

3, ეთილენის კარბონილის სინთეზის გზა
ეთილენ კარბონილის სინთეზის მარშრუტის ინდუსტრიალიზაციის ტექნოლოგია მოიცავს BASF პროცესს და ეთილენ-პროპიონმჟავას მეთილის ეთერის პროცესს.

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

პროცესი შედგება ოთხი ეტაპისგან: ეთილენი ჰიდროფორმილირებულია პროპიონალდეჰიდის მისაღებად, პროპიონალდეჰიდი კონდენსირებულია ფორმალდეჰიდთან MAL-ის წარმოებისთვის, MAL არის ჰაერი იჟანგება მილაკოვან ფიქსირებულ რეაქტორში MAA-ს წარმოებისთვის, და MAA გამოიყოფა და იწმინდება MMA-ს წარმოებისთვის ესტერიფიკაციის გზით. მეთანოლი.რეაქცია არის მთავარი ნაბიჯი.პროცესი მოითხოვს ოთხ ნაბიჯს, რაც შედარებით შრომატევადია და მოითხოვს მაღალ აღჭურვილობას და მაღალ საინვესტიციო ღირებულებას, ხოლო უპირატესობა არის ნედლეულის დაბალი ღირებულება.

შიდა მიღწევები ასევე განხორციელდა MMA-ს ეთილენ-პროპილენ-ფორმალდეჰიდის სინთეზის ტექნოლოგიურ განვითარებაში.2017 წელს, Shanghai Huayi Group Company-მ, Nanjing NOAO New Materials Company-თან და ტიანჯინის უნივერსიტეტთან თანამშრომლობით, დაასრულა 1000 ტონა პროპილენ-ფორმალდეჰიდის კონდენსაციის საპილოტე ტესტირება ფორმალდეჰიდით მეთაკრლეინამდე და 90,000 ტონიანი სამრეწველო ქარხნისთვის პროცესის პაკეტის შემუშავება.გარდა ამისა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის პროცესის ინჟინერიის ინსტიტუტმა Henan Energy and Chemical Group-თან თანამშრომლობით დაასრულა 1000 ტონიანი სამრეწველო საპილოტე ქარხანა და წარმატებით მიაღწია სტაბილურ მუშაობას 2018 წელს.

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

Lucite Alpha პროცესის ოპერაციული პირობები რბილია, პროდუქტის მოსავლიანობა მაღალია, მცენარის ინვესტიციები და ნედლეულის ხარჯები დაბალია და ერთი ერთეულის მასშტაბის გაკეთება ადვილია დიდი, ამჟამად მხოლოდ Lucite-ს აქვს ექსკლუზიური კონტროლი ამ ტექნოლოგიაზე მსოფლიოში და არ არის გარე სამყაროში გადატანილი.

ალფა პროცესი დაყოფილია ორ ეტაპად:

პირველი ნაბიჯი არის ეთილენის რეაქცია CO და მეთანოლთან მეთილის პროპიონატის წარმოქმნით

პალადიუმზე დაფუძნებული ერთგვაროვანი კარბონილაციური კატალიზატორის გამოყენებით, რომელსაც აქვს მაღალი აქტივობის, მაღალი სელექციურობის (99,9%) და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა, და რეაქცია ხორციელდება რბილ პირობებში, რაც ნაკლებად კოროზიულია მოწყობილობისთვის და ამცირებს სამშენებლო კაპიტალის ინვესტიციას. ;

მეორე ნაბიჯი არის მეთილის პროპიონატის რეაქცია ფორმალდეჰიდთან MMA-ს წარმოქმნით

გამოიყენება საკუთრების მრავალფაზიანი კატალიზატორი, რომელსაც აქვს მაღალი MMA სელექციურობა.ბოლო წლების განმავლობაში, საშინაო საწარმოებმა დიდი ენთუზიაზმი ჩადეს მეთილის პროპიონატის და ფორმალდეჰიდის კონდენსაციის ტექნოლოგიის განვითარებაში MMA-მდე და მიაღწიეს დიდ პროგრესს კატალიზატორისა და ფიქსირებული საწოლზე რეაქციის პროცესის განვითარებაში, მაგრამ კატალიზატორის სიცოცხლე ჯერ კიდევ არ მიუღწევია სამრეწველო მოთხოვნების შესაბამისად. აპლიკაციები.