甲基丙烯酸甲酯【MMA】的生產(chǎn)工藝分析2300字

甲基丙烯酸甲酯（MMA）的生產(chǎn)工藝分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u14647甲基丙烯酸甲酯（MMA）的生產(chǎn)工藝分析綜述 1139221.1MMA市場應(yīng)用及前景 119501.2MMA生產(chǎn)工藝 1231781.3本文MMA生產(chǎn)工藝路線的確定 31.1MMA市場應(yīng)用及前景甲基丙烯酸甲酯的分子結(jié)構(gòu)式為C5H8O2,俗稱為MMA,從外部觀察它是一種沒有顏色的液體,容易揮發(fā)成氣體,能燃燒,能溶于好多有機溶劑比如乙醚，丙酮，乙醚等、在水中或者乙二醇中微溶。MMA既可以作為有機化工原料,又可直接應(yīng)用到生活中。作為原料，主要用于生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯、PVC助劑ACR和作為第二單體的腈綸。除此之外，還廣泛應(yīng)用于油漆、紡織品、粘合劑等領(lǐng)域。如化學(xué)產(chǎn)品，可直接應(yīng)用于皮革、紡織、紙張、地板拋光等領(lǐng)域。改變不飽和樹脂、高揮發(fā)物的甲基丙烯酸酯以及木材、染料和塑料增塑劑等的防腐性能。[1]近年來，國內(nèi)外對聚合物、型材、板材、涂料、乳液的需求量不斷增加。同時，甲基丙烯酸-2-羥乙酯（2-HEMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯（2-HMA）、甲基丙烯酸二甲胺乙酯等甲基丙烯酸衍生物的需求量也隨著甲基丙烯酸甲酯的加入而增加。隨著MMA在日常生活中的擴張，我國也非常需求MMA，產(chǎn)量達(dá)，銷售旺，需求量大，但廠房很少，MMA價格越來越高。我國MMA市場需求年增長率達(dá)15%，而且仍然大量被需要，未來幾年將成為全球最大大消費市場。而在2010年，雖然我國甲醇行業(yè)的一些新建裝置因不確定因素推遲投產(chǎn)，但甲醇年產(chǎn)能仍達(dá)到3500萬噸，產(chǎn)量約1500萬噸，其中一半被浪費。據(jù)了解，截至2010年底，我國原計劃投產(chǎn)的在建甲醇項目有25個，年總產(chǎn)能861萬噸，這意味著2011年全國甲醇產(chǎn)能將超過4000萬噸，而茂名石化年產(chǎn)3萬噸甲基丙烯酸甲酯遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費需求的增長。此外，我國已規(guī)劃或處于規(guī)劃階段的甲醇項目25個，年總產(chǎn)能2440萬噸。新建和在建裝置的連續(xù)投產(chǎn)將進一步加劇國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩的局面，甲醇原料價格可能下降。大量調(diào)查結(jié)果表明，甲基丙烯酸甲酯具有良好的發(fā)展前景[4][5]。1.2MMA生產(chǎn)工藝1.2.1丙酮氫醇(ACH)路線丙酮氰醇過程的原料是丙酮和氰化氫，在非酸性和中性催化劑的條件下，它們形成丙酮氰醇，然后與硫酸反應(yīng)生成硫酸甲基丙烯酰胺，再與甲醇水解，再與甲基丙烯酸甲酯酯化，最后精制成品[6]。

反應(yīng)式如下。三菱天然氣化學(xué)公司開發(fā)了一條回收路線。新的乙酰膽堿合成方法是基于丙酮與氰化氫反應(yīng)生成丙酮氰醇，然后水合生成hbd。以甲酸甲酯和十二烷基丁酸鈉為原料，合成了羥基異丁酸甲酯(hbm)。合成hbm的副產(chǎn)物氰化氫被回收用于乙酰膽堿的合成。這個過程被稱為mgc(r-hnc)路線，在日本建立了一個工業(yè)工廠。反應(yīng)式如下：1.2.2合成氣法以乙烯和合成氣為原料，在新工藝的第一步合成丙酸。在均相碘化鉬催化劑上，在低溫(150°c~200oc)和低壓(3~7mpa)條件下，對丙酸進行了氫甲?；磻?yīng)化反應(yīng)。第二步是利用硅酸鈮雙功能催化劑，丙酸與甲醛反應(yīng)生成甲基丙烯酸。在第三步，甲醇被酯化生成甲基丙烯酸甲酯，與其他生產(chǎn)工藝相比具有很強的競爭優(yōu)勢。1.2.3乙烯撥基化路線該路線首先將乙烯分解成丙醛，然后與甲醛縮合成甲基丙烯醛，再經(jīng)過氧化和縮醛化合成甲基丙烯醛。因為巴斯夫是第一個也是唯一一個使用這條路線的公司，這個過程也被稱為巴斯夫路線。這條路線的缺點是有一個中間產(chǎn)物，甲基丙烯醛，它的氧化成本較高。巴斯夫路線的反應(yīng)式如下：1.2.4丙炔法殼牌公司開發(fā)的另一種合成甲基丙烯酸甲酯的新方法是甲醇與一氧化碳?xì)庀圄驶铣杉谆┧峒柞?，其選擇性為100%。丙炔與乙烯副產(chǎn)物c3餾分采用微波萃取精餾或dmf萃取精餾分離。丙炔一步法生產(chǎn)mma工藝簡單，投資少，純度高，是目前較經(jīng)濟的mma生產(chǎn)方法。1.2.5異丁烯法異丁烯在鉬催化劑存在下被空氣氧化形成甲基丙烯酸，然后與甲醇酯化得到產(chǎn)品。該方法具有催化活性高、選擇性好、擁有屬性壽命長、甲基丙烯酸收率高等優(yōu)點。這種方法無污染，原材料種類繁多，成本低于丙酮氰醇法，但工藝更為復(fù)雜。異丁烯制甲基丙烯酸甲酯的工藝比常規(guī)工藝有明顯的優(yōu)越性。異丁烯氧化制甲基丙烯酸甲酯的過程引起了許多科學(xué)家和化工公司的注意。異丁烯氧化制甲基丙烯酸主要有三個反應(yīng)過程:1異丁烯氧化制甲基丙烯酸，2異丁烯氧化制甲基丙烯酸，2異丁烯氧化制甲基丙烯酸，再氧化制甲基丙烯酸，反應(yīng)動力學(xué)不同，在相同的反應(yīng)條件和催化劑下，不能獲得最佳的甲基丙烯酸選擇性。新工藝以異丁烯為起始原料，同時氧化和酯化甲基丙烯醛，省去了甲基丙烯酸合成甲基丙烯酸甲酯的過程。由于縮短了合成路線，這種方法還降低了基建成本。1.3本文MMA生產(chǎn)工藝路線的確定西方研究機構(gòu)對上述MMA的主要生產(chǎn)工藝路線進行成本對比，以下是不同工藝路線裝置的生產(chǎn)成本對比情況表1-1[1][13]。表1-1MMA主要生產(chǎn)工藝路線成本對比(單位：美分P磅)項目ACH-法ACH-S法I-C4BASF法MGC法原料成本31.9931.9926.5229.0527.2公用工程成本4.844．844.555.159.63其他可變成本0.10.10.1-1.62-0.64可變成本36.0336.0331.1732.5836.19固定成本8.6915.571112.1913.8現(xiàn)金成本46.6252.542.1744.7749.99折舊成本9.1711.310.2311.2812.95生產(chǎn)成本合計55.3363.852.3956.0662.94生產(chǎn)成本+10%投資回報65.0377.262.6267.3275.89注：ACH-L法為13.6萬tPa裝置，ACH-S法為4.5萬tPa裝置。原料定為丙酮，氫氰酸，硫酸，異丁烯，氧氣，乙烯，甲醇。異丁烯法、大規(guī)模丙酮氰醇法和乙烯法是生產(chǎn)甲基丙烯酸甲酯最具競爭力的工藝。對于丙酮氰醇來說，設(shè)備的大小對產(chǎn)品的成本有很大的影響。甲基丙烯腈法由于工藝復(fù)雜，投資大，不具有競爭力。我國現(xiàn)有的mma工廠均采用丙酮氰醇工藝，具有規(guī)模小、原材料消耗大、污染嚴(yán)重、產(chǎn)品成本高等優(yōu)點。在許多甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝中，丙酮氰醇、異丁烯、乙烯工藝是最具競爭力的工藝。但由于我國乙烯供應(yīng)短缺、運輸和儲存條件惡劣、成本高，以及巴斯夫在乙烯工藝技術(shù)轉(zhuǎn)移方面缺乏活力等原因，乙烯工藝在我國并不適用。甲基叔丁基醚是一種商品，其生產(chǎn)工藝簡單成熟。國內(nèi)外有多家生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)量大，購買方便，運輸便利。異丁烯制甲基丙烯酸甲酯。一方面充分利用剩余c4資源，減少資源浪費;。另一方面，緩解了市場產(chǎn)品的短缺，保持了市場的均衡發(fā)展。異丁烯氧化法生產(chǎn)甲基丙烯酸甲酯，與傳統(tǒng)的丙酮氰醇法和其他方法相比，具有原料種類廣泛、催化劑活性高、選擇性好、使用壽命長、產(chǎn)率高