الميثيل ميثاكريليت (MMA) هو مادة خام كيميائية عضوية مهمة ومونومر البوليمر ، يستخدم بشكل رئيسي في إنتاج الزجاج العضوي ، والمواد البلاستيكية ، والأكريليك ، والطلاء ، والمواد البوليمر الوظيفية الصيدلانية ، وما إلى ذلك.

كمونومر مادي ، يتم استخدام MMA بشكل أساسي في إنتاج Polymethyl Methacrylate (المعروف عادة باسم Plexiglass ، PMMA) ، ويمكن أيضًا أن يتم تمييزها مع مركبات الفينيل الأخرى للحصول على منتجات ذات خصائص مختلفة ، مثل تصنيع البوليفينيل كلوريد (PVC) Addivives Acd و MBS كمحسنة ثانية في الإنتاج.

في الوقت الحاضر ، هناك ثلاثة أنواع من العمليات الناضجة لإنتاج MMA في الداخل والخارج: طريق Methacrylamide Hydlysis Esterification (طريقة الأسيتون cyanohydrin وطريقة ميثاكريلونيتريل) وطريق أكسدة إيزوبوتيلين (طريقة Mitsubishi وعملية asahi kasei).

1 、 طريق ميثاكريلاميد المائي
هذا المسار هو طريقة إنتاج MMA التقليدية ، بما في ذلك طريقة الأسيتون السيانوهيدرين وطريقة الميثاكريلونيتريل ، سواء بعد التحلل المائي المتوسط ​​للميثاكريلاميد ، توليف استرات MMA.

(1) طريقة الأسيتون cyanohydrin (طريقة ACH)

طريقة ACH ، التي تم تطويرها لأول مرة من قبل الولايات المتحدة لوسيت ، هي أول طريقة إنتاج صناعية في MMA ، وهي أيضًا عملية إنتاج MMA السائدة في العالم في الوقت الحاضر. تستخدم هذه الطريقة الأسيتون وحمض الهيدروسيانيك وحمض الكبريتيك والميثانول كمواد خام ، وتشمل خطوات التفاعل: تفاعل السيانو هيدرين ، تفاعل الوسط وتفاعل استردادات التحلل المائي.

عملية ACH ناضجة من الناحية الفنية ، ولكن لها عيوب خطيرة التالية:

○ استخدام حمض الهيدروسيانيك عالي السمية ، والذي يتطلب تدابير وقائية صارمة أثناء التخزين والنقل والاستخدام ؛

○ إنتاج ثانوي لكمية كبيرة من بقايا الحمض (المحلول المائي مع حمض الكبريتيك وبكلفات الأمونيوم كمكونات رئيسية ويحتوي على كمية صغيرة من المواد العضوية) ، وكمية منها هي 2.5 إلى 3.5 أضعاف MMA ، وهي مصدر خطير للتلوث البيئي ؛

o نظرًا لاستخدام حمض الكبريتيك ، يلزم وجود معدات مضادة للتآكل ، وبناء الجهاز مكلف.

(2) طريقة الميثاكريلونيتريل (طريقة الرجل)

قامت Asahi Kasei بتطوير عملية Methacrylonitrile (MAN) بناءً على طريق ACH ، أي إيزوبوتيلين أو Tert-butanol يتأكسد بواسطة الأمونيا للحصول على الإنسان ، الذي يتفاعل مع حمض الكبريتيك لإنتاج الميثاكريلاميد ، الذي يتفاعل مع حمض الكبريتيك والميثانول لإنتاج MM. يتضمن مسار الرجل تفاعل أكسدة الأمونيا ، وتفاعل الوسيلة وتفاعل استرداد التحلل المائي ، ويمكنه استخدام معظم معدات مصنع ACH. يستخدم تفاعل التحلل المائي حمض الكبريتيك الزائد ، ويبلغ إنتاجية الميثاكريلاميد الوسيطة 100 ٪ تقريبًا. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها منتجات ثانوية حميمة الهيدروسيانية السامة ، وحمض الهيدروسيانيك وحمض الكبريتيك متآكل للغاية ، ومتطلبات معدات التفاعل عالية للغاية ، في حين أن المخاطر البيئية عالية للغاية.

2 、 مسار أكسدة Isobutylene
كانت أكسدة Isobutylene هي الطريق التكنولوجي المفضل للشركات الكبرى في العالم بسبب كفاءتها العالية وحماية البيئة ، ولكن عتبةها الفنية عالية ، ولم يكن لدى اليابان سوى التكنولوجيا في العالم وحظرت التكنولوجيا إلى الصين. تتضمن الطريقة نوعين من عملية Mitsubishi وعملية Asahi Kasei.

(1) عملية Mitsubishi (طريقة Isobutylene من ثلاث خطوات)

طورت Mitsubishi Rayon في اليابان عملية جديدة لإنتاج MMA من Isobutylene أو Tert-Butanol كمواد خام ، والأكسدة الانتقائية من خطوتين عن طريق الهواء للحصول على حمض الميثاكريليك (MAA) ، ثم تم إيتاسها بالميثانول. بعد تصنيع Mitsubishi Rayon ، حققت Japan Asahi Kasei Company ، Japan Kyoto Monomer Company ، Korea Lucky Company ، وما إلى ذلك التصنيع واحدًا تلو الآخر. استثمرت شركة مجموعة شنغهاي هواي المحلية الكثير من الموارد البشرية والمالية ، وبعد 15 عامًا من الجهود المستمرة والمستمرة للجيشين ، فقد نجحت في ذلك بشكل مستقل إلى أكسدة من خطوتين وتنسيقها في شركة MMA في مجال الإمبراطوريين ، وفي ديسمبر ، فإنها أكملت وتوضيحها بمقدار 50000 ميما صناعي. مقاطعة ، كسر احتكار التكنولوجيا لليابان وتصبح الشركة الوحيدة مع هذه التكنولوجيا في الصين. التكنولوجيا ، مما يجعل الصين أيضا الدولة الثانية التي لديها التكنولوجيا الصناعية لإنتاج MAA و MMA عن طريق أكسدة Isobutylene.

(2) عملية Asahi Kasei (عملية Isobutylene ذات خطوتين)

منذ فترة طويلة تلتزم شركة Asahi Kasei في اليابان بتطوير طريقة التقدير المباشر لإنتاج MMA ، والتي تم تطويرها بنجاح وتشغيلها في عام 1999 مع مصنع صناعي 60،000 طن في كاواساكي ، اليابان ، وتم توسيعه لاحقًا إلى 100،000 طن. يتكون المسار الفني من تفاعل من خطوتين ، أي أكسدة إيزوبوتيلين أو Tert-butanol في مرحلة الغاز تحت عمل محفز أكسيد Mo-Bi المركب لإنتاج الميثاكرولين (MAL) ، يليه الإسترالي المؤكسد في MAL في المرحلة السائلة تحت عمل تحفيز PD-PB لإنتاج MMA بشكل مباشر ، حيث يتم إجراء الأكسدة في هذا الأمر. طريقة عملية Asahi Kasei بسيطة ، مع خطوتين فقط من رد الفعل والمياه فقط كمنتج ثانوي ، وهو خضراء وصديقة للبيئة ، ولكن تصميم وإعداد المحفز أمر صعب للغاية. وتفيد التقارير أنه تمت ترقية محفز الاستيعاب المؤكسد من Asahi Kasei من الجيل الأول من PD-PB إلى الجيل الجديد من محفز AU-NI.

بعد تصنيع تكنولوجيا Asahi Kasei ، من عام 2003 إلى عام 2008 ، بدأت مؤسسات البحث المحلي طفرة بحثية في هذا المجال ، مع العديد من الوحدات مثل جامعة Hebei Normal ، معهد هندسة العمليات ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، والبحوث المحلية في Au-ni ، التي تركز على Boomsts. أحرز معهد داليان للهندسة الكيميائية ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، تقدمًا كبيرًا في الدراسة التجريبية الصغيرة ، وأكمل تحسين عملية إعداد محفز الذهب النانو ، وفحص حالة التفاعل والترقية الرأسية اختبار تشغيل الدورة الطويلة ، ويتعاون الآن بنشاط مع الشركات لتطوير تكنولوجيا التصنيع.

3 、 طريق توليف الكربونيل الإيثيلين
تتضمن تكنولوجيا تصنيع مسار توليف الكربونيل الإيثيلين عملية BASF وعملية استرات ميثيل ميثيل حمض الإيثيلين.

(1) طريقة حمض الإيثيلين البروبيونيك (عملية BASF)

تتكون العملية من أربع خطوات: يتم تكثيف الإيثيلين من أجل الحصول على propionaldehyde ، ويتم تكثيف propionaldehyde مع الفورمالديهايد لإنتاج MAL ، Mal يتأكسد في مفاعل أنبوبي ثابت السرير لإنتاج MAA ، ويتم فصل MAA وتنقيته لإنتاج MMA عن طريق الإستر مع الميثانول. رد الفعل هو الخطوة الرئيسية. تتطلب العملية أربع خطوات ، وهي مرهقة نسبيًا وتتطلب معدات عالية وتكلفة عالية الاستثمار ، في حين أن الميزة هي التكلفة المنخفضة للمواد الخام.

كما تم إجراء الاختراقات المحلية في تطوير التكنولوجيا لتوليف الإيثيلين بروبيلين فورمالدهيد من MMA. 2017 ، أكملت شركة Shanghai Huayi Group ، بالتعاون مع شركة Nanjing Noao New Materials وجامعة Tianjin ، اختبارًا تجريبيًا يبلغ 1000 طن من تكثيف البروبيلين فورمالدهيد مع الفورمالديهايد إلى الميثاكرولين وتطوير حزمة عملية لمرض صناعي 90 ألفًا. بالإضافة إلى ذلك ، أكمل معهد هندسة العمليات في الأكاديمية الصينية للعلوم ، بالتعاون مع مجموعة هنان للطاقة والكيميائية ، مصنعًا تجريبيًا صناعيًا بقيمة 1000 طن وحقق بنجاح عملية مستقرة في عام 2018.

(2) عملية بروبيونات الإيثيلين ميثيل (عملية ألفا لوسيت)

إن ظروف تشغيل عملية Lucite Alpha معتدلة ، وعائد المنتج مرتفعًا ، والاستثمار في النباتات ، وتكاليف المواد الخام منخفضة ، ومقياس وحدة واحدة من السهل عمل كبير ، حاليًا فقط لوسيت تحكم حصريًا في هذه التكنولوجيا في العالم ولا يتم نقلها إلى العالم الخارجي.

تنقسم عملية ألفا إلى خطوتين:

الخطوة الأولى هي رد فعل الإيثيلين مع CO والميثانول لإنتاج بروبيونات الميثيل

باستخدام محفز الكربونيل المتجانس القائم على بالاديوم ، والذي يتمتع بخصائص النشاط العالي ، والانتقائية العالية (99.9 ٪) وحياة الخدمة الطويلة ، ويتم رد الفعل في ظل ظروف معتدلة ، وهو أقل تآكلًا للجهاز ويقلل من استثمار رأس مال البناء ؛

الخطوة الثانية هي تفاعل بروبيونات الميثيل مع الفورمالديهايد لتشكيل MMA

يتم استخدام محفز متعدد المراحل خاص ، والذي يحتوي على انتقائية عالية MMA. في السنوات الأخيرة ، استثمرت المؤسسات المحلية حماسًا كبيرًا في التطوير التكنولوجي لبروفيونات الميثيل وتكثيف الفورمالديهايد إلى MMA ، وحققت تقدمًا كبيرًا في تطوير عملية المحفز وعملية التفاعل الثابت ، لكن حياة المحفز لم تصل بعد إلى متطلبات التطبيقات الصناعية.