Methyl Methacrylate (MMA) เป็นวัตถุดิบสารเคมีอินทรีย์ที่สำคัญและโมโนเมอร์พอลิเมอร์ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแก้วอินทรีย์พลาสติกขึ้นรูปอะคริลิคการเคลือบและวัสดุพอลิเมอร์ที่ใช้งานได้ ข้อมูลใยแก้วนำแสงหุ่นยนต์และสาขาอื่น ๆ

ในฐานะที่เป็นวัสดุโมโนเมอร์ MMA ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิต polymethyl methacrylate (ที่รู้จักกันทั่วไปว่า plexiglass, PMMA) และยังสามารถเป็นโคพอลิเมอร์กับสารประกอบไวนิลอื่น ๆ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ) สารเติมแต่ง ACR, MBS และเป็นโมโนเมอร์ตัวที่สองในการผลิตอะคริลิค

ในปัจจุบันมีกระบวนการที่เป็นผู้ใหญ่สามประเภทสำหรับการผลิต MMA ทั้งที่บ้านและต่างประเทศ: เมทาคริลาไมด์ไฮโดรไลซิสเส้นทางเอสเทอริฟิเคชั่น (วิธีอะซิโตนไซยาโนไฮดรินและวิธีการเมทาคริโลนริล) และกระบวนการออกซิเดชันของ isobutylene วิธี BASF และวิธี Lucite Alpha)

1、 เส้นทางการไฮโดรไลซิสของ methacrylamide
เส้นทางนี้เป็นวิธีการผลิต MMA แบบดั้งเดิมรวมถึงวิธีไซยาโนไฮดรินอะซิโตนและวิธี methacrylonitrile ทั้งสองหลังจากการย่อยสลาย methacrylamide กลาง, การสังเคราะห์เอสเทอริฟิเคชันของ MMA

(1) วิธี Acetone cyanohydrin (วิธี ACh)

วิธี ACh ซึ่งพัฒนาโดย US Lucite เป็นวิธีการผลิตทางอุตสาหกรรมที่เก่าแก่ที่สุดของ MMA และยังเป็นกระบวนการผลิต MMA หลักในโลกในปัจจุบัน วิธีนี้ใช้อะซิโตน, กรดไฮโดรไซยานิก, กรดซัลฟิวริกและเมทานอลเป็นวัตถุดิบและขั้นตอนการตอบสนอง ได้แก่ ปฏิกิริยาไซยาโนไฮโดรไลเซชันปฏิกิริยา amidation และปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสเอสเทอริฟิเคชัน

กระบวนการ ACh นั้นเติบโตทางเทคนิค แต่มีข้อเสียร้ายแรงดังต่อไปนี้:

○การใช้กรดไฮโดรไซยานิกที่เป็นพิษสูงซึ่งต้องใช้มาตรการป้องกันที่เข้มงวดในระหว่างการเก็บรักษาการขนส่งและการใช้งาน

○โดยการผลิตสารตกค้างของกรดจำนวนมาก (สารละลายน้ำด้วยกรดซัลฟิวริกและแอมโมเนียม bisulfate เป็นส่วนประกอบหลักและมีสารอินทรีย์จำนวนเล็กน้อย) ปริมาณที่ 2.5 ~ 3.5 เท่าของ MMA และเป็นเรื่องร้ายแรง แหล่งที่มาของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

o เนื่องจากการใช้กรดซัลฟูริกจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันการกัดกร่อนและการสร้างอุปกรณ์มีราคาแพง

(2) วิธี Methacrylonitrile (วิธีการของมนุษย์)

Asahi Kasei ได้พัฒนากระบวนการ methacrylonitrile (MAN) ตามเส้นทาง ACH เช่น isobutylene หรือ tert-butanol ถูกออกซิไดซ์โดยแอมโมเนียเพื่อให้ได้มนุษย์ซึ่งทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริก MMA เส้นทาง MAN รวมถึงปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนีย, ปฏิกิริยาการขอความช่วยเหลือและปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสเอสเทอริฟิเคชันและสามารถใช้อุปกรณ์ส่วนใหญ่ของโรงงาน ACH ปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสใช้กรดซัลฟูริกส่วนเกินและผลผลิตของ methacrylamide ระดับกลางเกือบ 100% อย่างไรก็ตามวิธีนี้มีผลพลอยได้จากกรดไฮโดรไซยานิกที่เป็นพิษสูงกรดไฮโดรไซยานิกและกรดซัลฟิวริกมีการกัดกร่อนมากความต้องการอุปกรณ์ปฏิกิริยานั้นสูงมากในขณะที่อันตรายจากสิ่งแวดล้อมสูงมาก

2、 เส้นทางออกซิเดชั่น isobutylene
การเกิดออกซิเดชันของ Isobutylene เป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่ต้องการสำหรับ บริษัท ยักษ์ใหญ่ในโลกเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงและการปกป้องสิ่งแวดล้อม แต่เกณฑ์ทางเทคนิคนั้นสูงและญี่ปุ่นเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่มีเทคโนโลยีในโลกและบล็อกเทคโนโลยีไปยังประเทศจีน วิธีการนี้รวมถึงกระบวนการมิตซูบิชิสองชนิดและกระบวนการ Asahi Kasei

(1) กระบวนการมิตซูบิชิ (วิธี Isobutylene สามขั้นตอน)

มิตซูบิชิเรยอนของญี่ปุ่นพัฒนากระบวนการใหม่ในการผลิต MMA จาก isobutylene หรือ tert-butanol เป็นวัตถุดิบการออกซิเดชั่นแบบเลือกสองขั้นตอนโดยอากาศเพื่อรับกรดเมทาคริลิค (MAA) จากนั้นเอสเทอร์กับเมทานอล หลังจากอุตสาหกรรมของมิตซูบิชิเรยอน บริษัท ญี่ปุ่นอาซาฮีคาเซ่ บริษัท ญี่ปุ่น บริษัท เกียวโตโมโนเมอร์ บริษัท เกาหลีโชคดี ฯลฯ ได้ตระหนักถึงอุตสาหกรรมหลังจากนั้นอีก บริษัท ในประเทศเซี่ยงไฮ้ Huayi ได้ลงทุนทรัพยากรของมนุษย์และการเงินจำนวนมากและหลังจาก 15 ปีของความพยายามอย่างต่อเนื่องและไม่หยุดหย่อนของสองชั่วอายุคนก็ประสบความสำเร็จในการพัฒนาออกซิเดชั่นสองขั้นตอนและเอสเทอริฟิเคชันของเทคโนโลยี MMA ที่สะอาดและในเดือนธันวาคม 2017 เสร็จสิ้นและดำเนินการโรงงานอุตสาหกรรม MMA ขนาด 50,000 ตันใน บริษัท ร่วมทุน Dongming Huayi Yuhuang ตั้งอยู่ในเมืองเฮซมณฑลซานตงทำลายเทคโนโลยีการผูกขาดของญี่ปุ่นและกลายเป็น บริษัท เดียวที่มีเทคโนโลยีนี้ในประเทศจีน เทคโนโลยียังทำให้ประเทศจีนเป็นประเทศที่สองมีเทคโนโลยีอุตสาหกรรมสำหรับการผลิต MAA และ MMA โดยการออกซิเดชั่นของ isobutylene

(2) กระบวนการ Asahi Kasei (กระบวนการสองขั้นตอน isobutylene)

Asahi Kasei Corporation ของญี่ปุ่นได้มุ่งมั่นในการพัฒนาวิธีการเอสเทอริฟิเคชันโดยตรงสำหรับการผลิต MMA ซึ่งได้รับการพัฒนาและประสบความสำเร็จในการดำเนินงานในปี 2542 ด้วยโรงงานอุตสาหกรรม 60,000 ตันในคาวาซากิประเทศญี่ปุ่น เส้นทางทางเทคนิคประกอบด้วยปฏิกิริยาสองขั้นตอนคือการเกิดออกซิเดชันของ isobutylene หรือ tert-butanol ในเฟสก๊าซภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์คอมโพสิต MO-BI เพื่อผลิตเมทโรลีน (MAL) ตามด้วยเอสเทอริฟิเคชันออกซิเดชันของ MAL ใน เฟสของเหลวภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา PD-PB ในการผลิต MMA โดยตรงซึ่งการออกซิเดชั่นเอสเทอริฟิเคชันของ MAL เป็นขั้นตอนสำคัญในเส้นทางนี้ในการผลิต MMA วิธีกระบวนการ Asahi Kasei นั้นง่ายโดยมีปฏิกิริยาเพียงสองขั้นตอนและเพียงน้ำเป็นผลพลอยได้ซึ่งเป็นสีเขียวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่การออกแบบและการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยานั้นเป็นสิ่งที่ต้องการมาก มีรายงานว่าตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของ Asahi Kasei ได้รับการอัพเกรดจากรุ่นแรกของ PD-PB เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา AU-NI รุ่นใหม่

หลังจากอุตสาหกรรมของ Asahi Kasei Technology ตั้งแต่ปี 2546-2551 สถาบันวิจัยในประเทศเริ่มต้นการวิจัยที่บูมในพื้นที่นี้มีหลายหน่วยเช่นมหาวิทยาลัย Hebei Normal, สถาบันวิศวกรรมกระบวนการ, สถาบันวิทยาศาสตร์จีน, มหาวิทยาลัยเทียนจินและมหาวิทยาลัยวิศวกรรมฮาร์บิน ในการพัฒนาและปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยา PD-PB ฯลฯ หลังจากปี 2558 การวิจัยในประเทศเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยา AU-NI เริ่มต้นบูมอีกรอบซึ่งเป็นตัวแทนของสถาบันวิศวกรรมเคมี DALIAN สถาบันวิทยาศาสตร์จีนมีความก้าวหน้าอย่างมาก การศึกษานำร่องขนาดเล็กเสร็จสิ้นการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยานาโนทองคำการตรวจคัดกรองสภาพปฏิกิริยาและการอัพเกรดการทดสอบการดำเนินงานระยะยาวในแนวตั้งและขณะนี้ได้ให้ความร่วมมือกับองค์กรเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม

3、 เส้นทางการสังเคราะห์ Ethylene Carbonyl
เทคโนโลยีการสังเคราะห์เอทิลีนคาร์บอนิลเส้นทางอุตสาหกรรมรวมถึงกระบวนการ BASF และกระบวนการเอทิลีนโพรพิโอนิคเมทิลเอสเตอร์

(1) วิธีกรดเอทิลีนโพรพิโอนิก (กระบวนการ BASF)

กระบวนการประกอบด้วยสี่ขั้นตอน: เอทิลีนเป็นไฮโดรฟอร์เมอลเพื่อให้ได้โพรพิโอนัลดีไฮด์, โพรโมนาลด์ไฮด์ถูกควบแน่นด้วยฟอร์มัลดีไฮด์เพื่อผลิต MAL, MAL เป็นอากาศออกซิไดซ์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบคงที่ท่อเพื่อผลิต MAA และ MAA ถูกแยกออก เมทานอล ปฏิกิริยาเป็นขั้นตอนสำคัญ กระบวนการนี้ต้องใช้สี่ขั้นตอนซึ่งค่อนข้างยุ่งยากและต้องใช้อุปกรณ์ที่สูงและต้นทุนการลงทุนสูงในขณะที่ข้อได้เปรียบคือต้นทุนวัตถุดิบต่ำ

ความก้าวหน้าในประเทศยังได้เกิดขึ้นในการพัฒนาเทคโนโลยีของการสังเคราะห์เอทิลีน-โพรพิลีน-ฟอร์มัลดีไฮด์ของ MMA 2017, บริษัท เซี่ยงไฮ้ Huayi Group โดยร่วมมือกับ บริษัท วัสดุใหม่ของหนานจิง Noao และมหาวิทยาลัยเทียนจินได้ทำการทดสอบนำร่องของการควบแน่นของโพรพิลีน-ฟอร์มัลดีไฮด์ 1,000 ตันกับฟอร์มัลดีไฮด์ไปยังเมธาคลีนและการพัฒนาแพ็คเกจกระบวนการสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม 90,000 ตัน นอกจากนี้สถาบันวิศวกรรมกระบวนการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งจีนในความร่วมมือกับ Henan Energy and Chemical Group ได้เสร็จสิ้นโรงงานนำร่องอุตสาหกรรม 1,000 ตันและประสบความสำเร็จในการดำเนินงานที่มั่นคงในปี 2561

(2) กระบวนการ ethylene-methyl propionate (กระบวนการ Lucite Alpha)

สภาพการดำเนินงานของกระบวนการ Lucite Alpha นั้นไม่รุนแรงผลผลิตผลิตภัณฑ์สูงการลงทุนโรงงานและต้นทุนวัตถุดิบต่ำและขนาดของหน่วยเดียวนั้นง่ายต่อการทำขนาดใหญ่ปัจจุบันมีเพียง Lucite เท่านั้นที่มีการควบคุมเทคโนโลยีนี้ในโลกและไม่ได้เป็นพิเศษ ถ่ายโอนไปยังโลกภายนอก

กระบวนการอัลฟ่าแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน:

ขั้นตอนแรกคือปฏิกิริยาของเอทิลีนกับ CO และเมทานอลเพื่อผลิตเมทิลโพรพิโอเนต

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา carbonylation ที่เป็นเนื้อเดียวกันของพาลาเดียมซึ่งมีลักษณะของกิจกรรมสูงการเลือกสูง (99.9%) และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ;

ขั้นตอนที่สองคือปฏิกิริยาของ methyl propionate กับฟอร์มัลดีไฮด์เพื่อสร้าง MMA

ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาหลายเฟสที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งมีการเลือก MMA สูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาวิสาหกิจในประเทศได้ลงทุนอย่างกระตือรือร้นในการพัฒนาเทคโนโลยีของเมทิลโพรพิโอเนตและการควบแน่นฟอร์มัลดีไฮด์ให้กับ MMA และมีความก้าวหน้าอย่างมากในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาและการพัฒนากระบวนการปฏิกิริยาแบบคงที่ แต่ชีวิตตัวเร่งปฏิกิริยายังไม่ถึงข้อกำหนดสำหรับอุตสาหกรรม แอปพลิเคชัน