Метил метакрилат (MMA) нь органик шил, хэвний хуванцар, нийлэг, бүрэх болон эмийн функциональ полимер материал гэх мэт чухал органик химийн түүхий эд, полимер мономер юм. Энэ нь сансар огторгуй, электрон мэдээлэл, оптик шилэн, робот техник болон бусад салбарт өндөр чанартай материал юм.

Материаллаг мономерын хувьд MMA нь ихэвчлэн полиметилметакрилат (ихэвчлэн plexiglass, PMMA гэгддэг) үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг ба бусад винил нэгдлүүдтэй сополимержиж, өөр өөр шинж чанартай бүтээгдэхүүн гаргаж авах боломжтой, тухайлбал поливинил хлоридын (PVC) нэмэлт ACR, MBS болон хоёрдогч мономер үйлдвэрлэхэд зориулагдсан.

Одоогийн байдлаар дотоод болон гадаадад ММА үйлдвэрлэхэд гурван төрлийн боловсорч гүйцсэн процессууд байдаг: метакриламидын гидролизийн эфиржилтийн арга (ацетоны цианогидрины арга ба метакрилонитрилийн арга), изобутилен исэлдэлтийн зам (Мицубиши процесс ба Асахи Касэй процесс), этилен карбонилийн нийлэгжилтийн арга ба люцитийн арга (BAShap).

1、Метакриламидын гидролизийн эфиржих зам
Энэ зам нь метакриламидын завсрын гидролиз, ММА-ийн эфиржилтийн синтезийн дараа ацетон цианогидрины арга ба метакрилонитрил аргыг багтаасан уламжлалт MMA үйлдвэрлэх арга юм.

(1) Ацетон цианогидрины арга (ACH арга)

АНУ-ын Lucite-ийн анх боловсруулсан ACH арга нь MMA-ийн хамгийн анхны үйлдвэрлэлийн арга бөгөөд одоогоор дэлхийн хэмжээнд MMA үйлдвэрлэлийн үндсэн үйл явц юм. Энэ арга нь ацетон, гидроцианы хүчил, хүхрийн хүчил, метанолыг түүхий эд болгон ашигладаг бөгөөд урвалын үе шатуудад: цианогидринжих урвал, амидацийн урвал, гидролизийн эфиржих урвал орно.

ACH процесс нь техникийн хувьд боловсорсон боловч дараах ноцтой сул талуудтай:

○ Хадгалалт, тээвэрлэлт, ашиглалтын явцад хамгаалалтын хатуу арга хэмжээ авах шаардлагатай өндөр хортой цианы хүчил хэрэглэх;

○ Хүхрийн хүчил, аммонийн бисульфатыг үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон, бага хэмжээний органик бодис агуулсан усан уусмал/ их хэмжээний хүчиллэг үлдэгдэл үүсэх, хэмжээ нь ММА-аас 2.5~3.5 дахин их, байгаль орчныг бохирдуулах ноцтой эх үүсвэр болдог;

o Хүхрийн хүчлийг ашигладаг тул зэврэлтээс хамгаалах төхөөрөмж шаардлагатай бөгөөд уг төхөөрөмжийг бүтээхэд өндөр өртөгтэй байдаг.

(2) Метакрилонитрил арга (MAN арга)

Асахи Касэй метакрилонитрил (MAN) процессыг ACH зам дээр үндэслэн боловсруулсан, өөрөөр хэлбэл изобутилен эсвэл терт-бутанолыг аммиакаар исэлдүүлэн MAN-ийг гаргаж авах ба хүхрийн хүчилтэй урвалд орж метакриламид, дараа нь хүхрийн хүчил, метанолтой урвалд орж ММА үүсгэдэг. MAN зам нь аммиакийн исэлдэлтийн урвал, амидацийн урвал, гидролизийн эфиржих урвалыг багтаасан бөгөөд ACH үйлдвэрийн ихэнх тоног төхөөрөмжийг ашиглах боломжтой. Гидролизийн урвал нь илүүдэл хүхрийн хүчлийг ашигладаг бөгөөд завсрын метакриламидын гарц бараг 100% байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь маш хортой гидроциан хүчлийн дайвар бүтээгдэхүүнтэй, цианы хүчил, хүхрийн хүчил нь маш идэмхий, урвалын төхөөрөмжид тавигдах шаардлага маш өндөр, харин байгаль орчинд үзүүлэх аюул маш өндөр байдаг.

2、 Изобутилен исэлдэлтийн зам
Изобутилен исэлдүүлэх нь өндөр үр ашигтай, байгаль орчныг хамгаалдаг тул дэлхийн томоохон компаниудын хувьд илүүд үздэг технологийн зам байсан боловч техникийн босго өндөртэй, Япон л нэг удаа дэлхийд технологитой болж, Хятад руу технологио хааж байсан удаатай. Энэхүү арга нь Мицубиши процесс ба Асахи Касэйгийн хоёр төрлийн процессыг агуулдаг.

(1) Мицубиши процесс (изобутилен гурван үе шаттай арга)

Японы Mitsubishi Rayon компани изобутилен эсвэл терт-бутанолоос ММА-г түүхий эд болгон гаргаж авах, агаараар хоёр үе шаттай сонгомол исэлдүүлэн метакрилийн хүчил (MAA) авах, дараа нь метанолоор эфиржүүлэх шинэ процесс боловсруулжээ. Мицубиши районыг үйлдвэржүүлсний дараа Японы Асахи Касэй компани, Японы Киото Мономер компани, Korea Lucky компани зэрэг үйлдвэржилтийг ар араасаа хэрэгжүүлсэн. Дотоодын Шанхай Хуайи Групп компани хүний ​​болон санхүүгийн асар их хөрөнгө оруулалт хийж, хоёр үеийн 15 жилийн тасралтгүй, тасралтгүй хүчин чармайлтын үр дүнд изобутилен цэвэр үйлдвэрлэлийн MMA технологийг хоёр үе шаттайгаар исэлдүүлэх, эфиржүүлэх ажлыг бие даан амжилттай хөгжүүлж, 2017 оны 12-р сард Ювенайминг-д 50,000 хүчин чадалтай аж үйлдвэрийн үйлдвэрийг ашиглалтад оруулав. Шаньдун мужийн Хэзе хотод байрладаг бөгөөд Японы технологийн монополь байдлыг эвдэж, Хятадад энэ технологитой цорын ганц компани болсон. технологи, мөн Хятад улсыг изобутиленийг исэлдүүлэх замаар MAA болон MMA үйлдвэрлэх үйлдвэржсэн технологитой хоёр дахь орон болгож байна.

(2) Асахи Касэй процесс (изобутилен хоёр шатлалт процесс)

Японы Асахи Касэй корпораци 1999 онд Японы Кавасаки хотод 60 мянган тонны хүчин чадалтай аж үйлдвэрийн үйлдвэрээр амжилттай боловсруулан ашиглалтад оруулсан, улмаар 100 мянган тонн болтлоо өргөжүүлсэн ММА-ийн үйлдвэрлэлийн шууд эфиржилтийн аргыг хөгжүүлэхийн төлөө эртнээс зүтгэсээр ирсэн. Техникийн зам нь хоёр үе шаттай урвалаас бүрдэнэ, өөрөөр хэлбэл Мо-Би нийлмэл ислийн катализаторын нөлөөн дор хийн фазад исэлдэж метакролейн (MAL) үүсгэх, дараа нь Pd-Pb катализаторын нөлөөн дор шингэн үе дэх MAL-ийн исэлдэлтийн эфиржилт, MMA-ийн исэлдүүлэгч бодисыг шууд үүсгэх гол зам юм. ММА үйлдвэрлэх. Асахи Касэй процессын арга нь энгийн бөгөөд хоёрхон шат дамжлагаар урвалд ордог, дагалдах бүтээгдэхүүн болох ус л байдаг нь ногоон өнгөтэй, байгаль орчинд ээлтэй боловч катализаторын дизайн, бэлтгэл ажил маш их шаарддаг. Асахи Касэйгийн исэлдэлтийн эфиржилтийн катализаторыг Pd-Pb-ийн эхний үеийнхээс Au-Ni катализаторын шинэ үе болгон сайжруулсан гэж мэдээлж байна.

Asahi Kasei технологийг үйлдвэржүүлсний дараа 2003-2008 онд дотоодын судалгааны байгууллагууд энэ чиглэлээр судалгаа хийж эхэлсэн бөгөөд Хэбэй багшийн их сургууль, Процессын инженерийн хүрээлэн, Хятадын Шинжлэх ухааны академи, Тяньжиний их сургууль, Харбины инженерийн их сургууль зэрэг хэд хэдэн нэгжүүд Pd-Pb катализаторыг хөгжүүлэх, сайжруулахад анхаарлаа хандуулж, Au2015-ийн катализатор гэх мэт дотоодын судалгааг эхлүүлсэн. Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Даляны Химийн Инженерийн Хүрээлэнгийн төлөөлөгч нь жижиг туршилтын судалгаанд ихээхэн ахиц дэвшил гаргаж, нано алтны катализатор бэлтгэх үйл явцыг оновчтой болгох, урвалын нөхцөлийг шалгах, босоо тэнхлэгийн урт хугацааны үйл ажиллагааны үнэлгээний туршилтыг хийж дуусгаж, одоо аж үйлдвэржилтийн технологийг хөгжүүлэх чиглэлээр аж ахуйн нэгжүүдтэй идэвхтэй хамтран ажиллаж байна.

3、Этилен карбонилийн синтезийн зам
Этилен карбонилийн синтезийн замыг үйлдвэржүүлэх технологид BASF процесс ба этилен-пропионы хүчил метил эфирийн процесс орно.

(1) этилен-пропионы хүчлийн арга (BASF процесс)

Уг процесс нь дөрвөн үе шатаас бүрдэнэ: этиленийг гидроформил болгож пропиональдегид авах, пропиональдегидийг формальдегидээр конденсацуулж MAL үүсгэх, MAL-ыг гуурсан хэлбэртэй суурин реакторт агаарыг исэлдүүлэн МАА үүсгэх, МАА-г салгаж цэвэршүүлэн метанолоор эфиржүүлэн MMA үүсгэдэг. Урвал бол гол алхам юм. Уг процесс нь дөрвөн үе шатыг шаарддаг бөгөөд энэ нь харьцангуй нүсэр, өндөр тоног төхөөрөмж, өндөр хөрөнгө оруулалтын зардал шаарддаг бол давуу тал нь түүхий эдийн өртөг багатай байдаг.

ММА-ийн этилен-пропилен-формальдегидийн нийлэгжилтийн технологийн хөгжилд дотоодын нээлтүүд бас хийгдсэн. 2017 онд Шанхайн Хуайи групп компани Нанжингийн NOAO шинэ материалын компани болон Тяньжиний их сургуультай хамтран формальдегидээс метакролейн хүртэл 1000 тонн пропилен формальдегидийн конденсацын туршилтын туршилтыг хийж, 90 мянган тонн хүчин чадалтай аж үйлдвэрийн үйлдвэрийн процессын багцыг боловсруулж дуусгасан. Түүнчлэн Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Процессын Инженерийн Хүрээлэн, Хэнань Эрчим хүч, Химийн групптэй хамтран 1000 тонн хүчин чадалтай үйлдвэрлэлийн туршилтын үйлдвэрийг барьж дуусгаж, 2018 онд тогтвортой үйл ажиллагааг амжилттай хэрэгжүүлсэн байна.

(2) Этилен-метил пропионатын процесс (Lucite Alpha процесс)

Lucite Alpha процессын үйл ажиллагааны нөхцөл нь хөнгөн, бүтээгдэхүүний гарц өндөр, үйлдвэрийн хөрөнгө оруулалт, түүхий эдийн зардал бага, нэг нэгжийн цар хүрээ нь том хийхэд хялбар, одоогоор зөвхөн Люсит энэ технологийг дэлхийд онцгой хяналтанд байлгаж, гадаад ертөнцөд шилжүүлдэггүй.

Альфа процесс нь хоёр үе шатанд хуваагдана.

Эхний алхам бол этиленийг CO ба метанолтой урвалд оруулж метил пропионат үүсгэдэг

өндөр идэвхжилтэй, өндөр сонгомол (99.9%), удаан эдэлгээтэй шинж чанартай, урвалыг зөөлөн нөхцөлд явуулдаг, төхөөрөмжид идэмхий чанар багатай, барилгын хөрөнгө оруулалтыг бууруулдаг палладийд суурилсан нэгэн төрлийн карбонизацийн катализаторыг ашиглах;

Хоёрдахь алхам бол метил пропионатыг формальдегидтэй урвалд оруулж MMA үүсгэдэг

Өмчлөлийн олон фазын катализаторыг ашигладаг бөгөөд энэ нь MMA өндөр сонголттой байдаг. Сүүлийн жилүүдэд дотоодын аж ахуйн нэгжүүд метил пропионат ба формальдегидийн конденсацийг MMA-д шилжүүлэх технологийг хөгжүүлэхэд ихээхэн хэмжээний хөрөнгө оруулалт хийж, катализатор болон суурин давхаргын урвалын процессыг хөгжүүлэхэд ихээхэн ахиц дэвшил гаргасан боловч катализаторын ашиглалтын хугацаа нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээний шаардлагад хараахан хүрээгүй байна.