Is amhábhar ceimiceach orgánach agus monaiméir polaiméire tábhachtach é meitile meatacriláit (MMA), a úsáidtear go príomha i dtáirgeadh gloine orgánach, plaistigh mhúnlaithe, aicrileach, bratuithe agus ábhair pholaiméire feidhmiúla cógaisíochta, etc. Is ábhar ardchaighdeáin é le haghaidh aeraspáis, faisnéise leictreonaí, snáithíní optúla, róbataic agus réimsí eile.

Mar mhonaiméir ábhartha, úsáidtear MMA go príomha i dtáirgeadh meataicriláit pholaiméitile (ar a dtugtar plexiglass, PMMA go coitianta), agus is féidir é a chomhpholaiméiriú le comhdhúile vinile eile freisin chun táirgí a bhfuil airíonna difriúla acu a fháil, amhail chun breiseáin clóiríd polaivinile (PVC) ACR, MBS a mhonarú agus mar dhara monaiméir i dtáirgeadh aicrileach.

Faoi láthair, tá trí chineál próiseas aibí ann chun MMA a tháirgeadh sa bhaile agus thar lear: bealach eistiriúcháin hidrealú meatacrilaimíde (modh aicéatón cianohidrin agus modh meatacrilonitrile), bealach ocsaídiúcháin isobúitiléine (próiseas Mitsubishi agus próiseas Asahi Kasei) agus bealach sintéise carbóinile eitiléine (modh BASF agus modh Lucite Alpha).

1. Bealach eistiriúcháin hidrealú meatacrilaimíde
Is é an bealach seo an modh táirgthe MMA traidisiúnta, lena n-áirítear an modh aicéatón cianaihidrin agus an modh meataicrilinítríle, araon tar éis hidrealú idirmheánach meataicrilimíde, sintéis eistearúcháin MMA.

(1) Modh cianaihidrín aicéatóin (modh ACH)

Is é an modh ACH, arna fhorbairt den chéad uair ag Lucite sna Stáit Aontaithe, an chéad mhodh táirgthe tionsclaíoch de MMA, agus is é an próiseas táirgthe MMA príomhshrutha ar domhan faoi láthair. Úsáideann an modh seo aicéatón, aigéad hidrocianach, aigéad sulfarach agus meatánól mar amhábhair, agus áirítear ar na céimeanna imoibrithe: imoibriú cianhiodrúcháin, imoibriú aimídiúcháin agus imoibriú eistiriúcháin hidrealú.

Tá an próiseas ACH aibí go teicniúil, ach tá na míbhuntáistí tromchúiseacha seo a leanas leis:

○ Úsáid aigéid hidreacianaigh an-tocsaineach, a éilíonn bearta cosanta dochta le linn stórála, iompair agus úsáide;

○ Fotháirgeadh méid mór iarmhair aigéid (tuaslagán uiscí ina bhfuil aigéad sulfarach agus déshulfáit amóiniam mar phríomh-chomhpháirteanna agus ina bhfuil méid beag ábhair orgánaigh), a bhfuil a mhéid 2.5~3.5 oiread níos mó ná MMA, agus is foinse thromchúiseach truaillithe comhshaoil ​​é;

o Mar gheall ar úsáid aigéid sulfairigh, tá trealamh frith-chreimthe ag teastáil, agus tá tógáil an fheiste costasach.

(2) Modh meatacrilnitríle (modh MAN)

D'fhorbair Asahi Kasei an próiseas meataicrilinítríle (MAN) bunaithe ar an mbealach ACH, i.e., déantar iseabúitiléin nó teirt-bútanól a ocsaídiú le hamóinia chun MAN a fháil, a imoibríonn le haigéad sulfarach chun meataicrilimíd a tháirgeadh, a imoibríonn ansin le haigéad sulfarach agus meatánól chun MMA a tháirgeadh. Áirítear leis an mbealach MAN imoibriú ocsaídiúcháin amóinia, imoibriú aimídithe agus imoibriú eistiriúcháin hidrealú, agus is féidir an chuid is mó de threalamh an ghléasra ACH a úsáid. Úsáideann an t-imoibriú hidrealú barraíocht aigéid sulfarach, agus is beagnach 100% toradh meataicrilimíde idirmheánach. Mar sin féin, tá fotháirgí aigéid hidrocianaigh an-tocsaineacha ag an modh, tá aigéad hidrocianaigh agus aigéad sulfarach an-chreimneach, tá na ceanglais trealaimh imoibrithe an-ard, agus tá na guaiseacha comhshaoil ​​an-ard.

2, bealach ocsaídiúcháin isobutylene
Is í ocsaídiú isobúitiléine an bealach teicneolaíochta is fearr le cuideachtaí móra ar fud an domhain mar gheall ar a éifeachtúlacht ard agus a chosaint chomhshaoil, ach tá a tairseach theicniúil ard, agus ní raibh an teicneolaíocht seo ach ag an tSeapáin uair amháin ar domhan agus chuir sí bac ar an teicneolaíocht chuig an tSín. Áirítear leis an modh dhá chineál próiseas Mitsubishi agus próiseas Asahi Kasei.

(1) Próiseas Mitsubishi (modh trí chéim iseabúitiléine)

D'fhorbair Mitsubishi Rayon na Seapáine próiseas nua chun MMA a tháirgeadh ó iseabúitiléin nó teirt-bútanól mar amhábhar, ocsaídiú roghnach dhá chéim san aer chun aigéad meataicrileach (MAA) a fháil, agus ansin eistearú le meatánól. Tar éis tionsclaíocht Mitsubishi Rayon, tá tionsclaíocht bainte amach ag Cuideachta Asahi Kasei na Seapáine, Cuideachta Monomer Kyoto na Seapáine, Cuideachta Lucky na Cóiré, etc. ceann i ndiaidh a chéile. D'infheistigh Grúpa Cuideachta intíre Shanghai Huayi go leor acmhainní daonna agus airgeadais, agus tar éis 15 bliana d'iarrachtaí leanúnacha agus gan staonadh ar feadh dhá ghlúin, d'éirigh leo teicneolaíocht MMA táirgthe glan dhá chéim iseabúitiléine a fhorbairt go neamhspleách go rathúil, agus i mí na Nollag 2017, chríochnaigh siad agus chuir siad gléasra tionsclaíoch MMA 50,000 tonna i bhfeidhm ina gcomhfhiontar Dongming Huayi Yuhuang atá lonnaithe i Heze, Cúige Shandong, ag briseadh monaplacht teicneolaíochta na Seapáine agus ag éirí mar an t-aon chuideachta leis an teicneolaíocht seo sa tSín, rud a fhágann gurb í an tSín an dara tír a bhfuil an teicneolaíocht thionsclaithe aici chun MAA agus MMA a tháirgeadh trí ocsaídiú iseabúitiléine.

(2) Próiseas Asahi Kasei (próiseas dhá chéim iseabúitiléine)

Tá Asahi Kasei Corporation na Seapáine tiomanta le fada an lá do mhodh eistearúcháin dhírigh a fhorbairt chun MMA a tháirgeadh, a forbraíodh agus a cuireadh i bhfeidhm go rathúil i 1999 le gléasra tionsclaíoch 60,000 tonna i Kawasaki na Seapáine, agus a leathnaíodh ina dhiaidh sin go 100,000 tonna. Is éard atá sa bhealach teicniúil imoibriú dhá chéim, i.e. ocsaídiú iseabúitiléine nó teirt-bútanóil sa chéim gháis faoi ghníomhaíocht chatalaíoch ocsaíd ilchodach Mo-Bi chun meatacrolein (MAL) a tháirgeadh, agus ina dhiaidh sin eistearú ocsaídiúcháin MAL sa chéim leachtach faoi ghníomhaíocht chatalaíoch Pd-Pb chun MMA a tháirgeadh go díreach, áit a bhfuil eistearú ocsaídiúcháin MAL mar phríomhchéim sa bhealach seo chun MMA a tháirgeadh. Tá modh próisis Asahi Kasei simplí, le dhá chéim imoibrithe amháin agus uisce mar fhotháirge amháin, atá glas agus neamhdhíobhálach don chomhshaol, ach tá dearadh agus ullmhú an chatalaíoch an-éilitheach. Tuairiscítear gur uasghrádaíodh catalaíoch eistiriúcháin ocsaídiúcháin Asahi Kasei ón gcéad ghlúin de Pd-Pb go dtí an ghlúin nua de chatalaíoch Au-Ni.

Tar éis tionsclú theicneolaíocht Asahi Kasei, ó 2003 go 2008, chuir institiúidí taighde intíre borradh taighde sa réimse seo, le roinnt aonad ar nós Ollscoil Gnáth Hebei, Institiúid Innealtóireachta Próisis, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, Ollscoil Tianjin agus Ollscoil Innealtóireachta Harbin ag díriú ar fhorbairt agus feabhsú catalaíoch Pd-Pb, etc. Tar éis 2015, thosaigh taighde intíre ar chatalaíoch Au-Ni. Tá dul chun cinn mór déanta ag babhta eile borrtha, agus is ionadaí dó sin Institiúid Innealtóireachta Ceimiceacha Dalian, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, sa staidéar píolótach beag, chríochnaigh siad uasmhéadú phróiseas ullmhúcháin chatalaíoch nana-óir, scagadh coinníollacha imoibrithe agus tástáil mheasúnaithe oibríochta fadtimthrialla uasghrádaithe ingearaí, agus tá siad anois ag comhoibriú go gníomhach le fiontair chun teicneolaíocht tionsclaithe a fhorbairt.

3. Bealach sintéise carbóinile eitiléine
Áirítear leis an teicneolaíocht tionsclaíochta bealach sintéise carbóinile eitiléine próiseas BASF agus próiseas eistir meitile aigéad eitiléine-próipóineach.

(1) modh aigéad eitiléine-próipóineach (próiseas BASF)

Tá ceithre chéim sa phróiseas: déantar eitiléin a hidreafoirmiliú chun propionaldehyde a fháil, déantar propionaldehyde a chomhdhlúthú le formaildéad chun MAL a tháirgeadh, déantar MAL a ocsaídiú san aer in imoibritheoir leaba sheasta feadánach chun MAA a tháirgeadh, agus déantar MAA a dheighilt agus a íonú chun MMA a tháirgeadh trí eistearú le meatánól. Is í an t-imoibriú an chéim ríthábhachtach. Éilíonn an próiseas ceithre chéim, atá sách casta agus a éilíonn trealamh ard agus costas ard infheistíochta, agus is é an buntáiste ná costas íseal na n-amhábhar.

Rinneadh dul chun cinn intíre freisin i bhforbairt teicneolaíochta shintéis eitiléine-próipiléine-formaildéad MMA. In 2017, chríochnaigh Shanghai Huayi Group Company, i gcomhar le Nanjing NOAO New Materials Company agus Ollscoil Tianjin, tástáil phíolótach ar 1,000 tonna de chomhdhlúthú próipiléine-formaildéad le formaildéad go meatacrolein agus forbairt pacáiste próisis do ghléasra tionsclaíoch 90,000 tonna. Ina theannta sin, chríochnaigh Institiúid Innealtóireachta Próisis Acadamh Eolaíochtaí na Síne, i gcomhar le Henan Energy and Chemical Group, gléasra píolótach tionsclaíoch 1,000 tonna agus bhain siad oibriú cobhsaí amach go rathúil in 2018.

(2) Próiseas própónáit eitiléin-meitile (próiseas Lucite Alpha)

Tá coinníollacha oibriúcháin phróiseas Lucite Alpha éadrom, tá toradh an táirge ard, tá infheistíocht plandaí agus costais amhábhar íseal, agus is furasta scála aonaid aonair a dhéanamh go mór, faoi láthair níl ach smacht eisiach ag Lucite ar an teicneolaíocht seo ar domhan agus ní aistrítear chuig an domhan lasmuigh í.

Tá an próiseas Alfa roinnte ina dhá chéim:

Is é an chéad chéim imoibriú eitiléine le CO agus meatánól chun meitile propionáit a tháirgeadh

ag baint úsáide as catalaíoch carbónúcháin aonchineálach bunaithe ar phallaidiam, a bhfuil tréithe ardghníomhaíochta, roghnaíochta ard (99.9%) agus saolré seirbhíse fada aige, agus déantar an t-imoibriú faoi choinníollacha éadroma, rud a fhágann nach bhfuil an oiread creimneach don fheiste agus a laghdaíonn an infheistíocht chaipitil tógála;

Is é an dara céim imoibriú meitile propionáite le formaildéad chun MMA a fhoirmiú

Úsáidtear catalaíoch ilchéime dílseánaigh, a bhfuil roghnaíocht ard MMA aige. Le blianta beaga anuas, tá díograis mhór infheistithe ag fiontair intíre i bhforbairt teicneolaíochta próipianáit meitile agus comhdhlúthú formaildéad go MMA, agus tá dul chun cinn mór déanta acu i bhforbairt chatalaíoch agus phróiseas imoibrithe leaba sheasta, ach níl saolré an chatalaíoch bainte amach fós leis na ceanglais d’fheidhmchláir thionsclaíocha.