甲基丙烯酸甲脂主要用途及新技术展望可行性研究(可研报告)

　　 第一节 甲基丙烯酸甲脂的定义   　　 甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物，又称MMA，简称甲甲酯 。是一种重要的化工原料，是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃，PMMA）的单体。易燃，有强刺激性气味，有中等毒性，应避免长期接触。（可行性 研究 ）
      　　 第二节 甲基丙烯酸甲脂主要用途   　　 聚合单体和添加剂   　　 甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）单体，也与其他乙烯基单体共聚得到不同性质的产品.用于制造有机玻璃、涂料、润滑油添加剂、塑料、粘合剂、树脂、木材浸润剂、电机线圈浸透剂、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、印染助剂和绝缘灌注材料等。   　　 制备其他丙烯酸酯（酯交换法）   　　 丙烯酸类酯的制备方法主要有:醇酸直接酯化法,酰氯酯化法,酯交换法等。用甲基丙烯酸甲酯与不同的醇反应，可以得到相应的丙烯酸酯类和甲醇。通过酯交换法可以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等。   　　 酯交换法所用的催化剂传统上主要为无机酸、有机酸或其酸式盐，优点是价格比较便宜。但它们具有强腐蚀性,对设备、器材及操作条件要求比较苛刻。并且反应时间长、副反应多、三废严重,易使产品的色泽变深。这类催化剂在酯交换法中将逐步被淘汰。非酸性催化剂是近些年发展的新方向。它的主要特点是没有腐蚀作用,产品质量好,色泽浅,副反应少,反应条件比较缓和。就目前来看,有机锡类、钛酸化合物与碱金属的烷氧基化合物是比较理想的酯交换法用催化剂,只要解决了回收重利用问题,在今后的工业生产中将会得到广泛的应用。   　　 第三节 甲基丙烯酸甲酯新工艺 研究     　　 1 工艺流程    　　 在多管式的第一反应器内加入叔丁醇、空气、蒸汽，催化剂同样也放入管中，用冷却剂进行循环冷却。第二反应器的设备结构与第一反应器相同，反应后的流出物和剩余的异丁烯醛一同进入第二反应器，并在其内发生内反应。反应结束后流出物含有MMA和未参加反应的异丁烯醛，将其放入甲基丙烯酸洗涤器内。    　　 在甲基丙烯酸洗涤器内，用水溶液冷却气体用来收取甲基丙烯酸。洗涤器内的排气被异丁烯醛吸收塔回收，在催化剂燃烧炉内进行燃烧，其内的部分气体作为惰气用于第一反应器和异丁烯醛气提塔，而异丁烯醛被吸收后用以惰气再返回到第二反应器。    　　 洗涤器内的的甲基丙烯酸水溶液用轻溶剂和重溶剂的混和物在甲基丙烯酸的萃取塔内进行萃取。甲基丙烯酸萃取塔内的部分溶剂被蒸出，含有甲基丙烯酸的剩余溶剂在硫酸和甲醇的作用下发生酯化。溶剂分离器底部分离出轻馏分和重馏分，在蒸馏物中便得到高纯度的甲基丙烯酸。    　　 2 生产条件    　　 在进行氧化反应生成甲基丙烯酸甲酯的过程中，首先是异丁烯与氧气反应生成异丁烯醛；再次是由异丁烯醛与氧气发生反应转化为甲基丙烯酸。首先进行氧化反应的催化剂的活性和选择性列表。    　　 第一步氧化反应材料、条件及结果  　　  　　 在进行的第一步氧化反应过程中C4要保持百分之九十五以上的转化率，假如转化率太低的话就降低了降低第二步氧化反应汇总催化剂的活性和选择性。钼、钒和磷基杂多酸是进行第二步反应的主要催化剂，其中过渡金属及碱性元素是添加剂。异丁烯醛在进行氧化反应时所需的条件如表2所示。    　　 异丁烯醛进行氧化反应的材料、条件及结果  　　  　　 用该工艺生产MMA所进行氧化反应所需的材料可以串联生产，使得投资成本和能源费用大大降低，无副产物生成，节能环保。    　　 3生产方法对比    　　 以异丁烯为原料通过直接氧化酯化法来得到甲基丙烯酸甲酯的工艺路线可以分：三步法、二步法和一步法这三种步法。这些不同的工艺步法能够反映出在C4资源利用率这一特定条件下， 朝着生产工艺的流程逐渐简化、清洁化程度得到逐渐提高的一种发展趋势，能够充分体现生产工艺过程中要充分发挥C4资源的利用率、转化率等很多因素的特征。 　  　　 在利用教科书中关于原子经济性公式对原子利用率进行计算得到的值为74%，在空气含有丰富的氧气， 以异丁烯为主要原料，按照计算公式进行计算所得到的的值为97%。叔丁醇直接氧化酯化法又可分为：（1）三步法。首先Mo-Bi体系在O2和催化剂的作用下发生氧化反应生成MAL；其次P-Mo杂多酸在O2和催化剂的作用下发生氧化反应产生MAA；再次是MAA在H2SO4和催化剂作用下发生酯化反应生成MMA。（2）二步法。首先是Mo-Bi体系在O2和催化剂的作用下发生氧化反应生成MAL；再次是Pd-Bi金属在O2和催化剂的作用下发生酯化反应生成MMA。（3）一步法。疏水型Pd体系在O2和催化剂的作用下发生氧化、酯化反应，直接生成MMA。甲基乙炔羰基化酯化法主要是Pd( OAC)2复合催化剂生成MMA。    　　 三步法于二十世纪末实现工业化的，在生产过程中存在：工艺流程复杂；发生反应过程中有腐蚀和污染等很多缺点。二步法的主要特点：将甲基丙烯醛的氧化反应与甲基丙烯酸进行酯化反应这两个反应合并成一步进行，反应温度大大降低，是工艺流程简单化使得能耗、成本和操作费用大大降低。一步法是在两千年后提出来的，采用液相催化氧化来充分利用多个反应之间的耦合效应，是异丁烯氧化法生产甲基丙烯酸甲酯一种清洁工艺方法。   　　 综合所述， 二步法的关键技术我们已经掌握了，一步法的技术问题还有很多，近期很难实现工业化生产。所以，我们建议采取以异丁烯为主要原料的二步法生产甲基丙烯酸甲酯。      　　 第四节 甲基丙烯酸甲酯新技术展望    　　 Evonik公司新的MMA（甲基丙烯酸甲酯）生产工艺――Aveneer得到了巨大的成功。这一工艺不仅提高了产品的产量，而且大大的节约了原材料和能源。   　　 德国赢创工业公司成功研发出一种基于传统丙酮氰醇（ACH）路线的新型甲基丙烯酸甲酯（MMA）生产工艺――Aveneer无硫工艺，这一技术的主要突破是用新型催化剂取代硫酸。该工艺与ACH利用相同的原料，但不使用硫酸，而是采用自主开发的多相催化剂，避免了生产过程中设备腐蚀和产生含硫废水。这一新的工艺方法可以把甲基丙烯酸（MAA）作为另一种产品分离出来，极大的提高了生产的灵活性。一套Aveneer无硫工艺的MMA生产设备则很容易实现单套装置年生产能力10万吨以上，而且固定成本、维护保养和维修费用更少。 
  　　 众所周知，含硫废水的主要处理方式就是进行焚烧处理，焚烧后的气体经过净化、干燥、转化和吸收生产出各种不同浓度的硫酸。含硫废水制酸装置占地面积大，管道口径大，超大能力的压缩机能够把上千立方米的二氧化硫通过泵送到硫酸生产设备中，为气体输送提供动力。含硫废水制酸的生产非常复杂，且成本高。焚烧炉操作温度高达1000℃以上，含硫废水中的有效组分开始裂解生成二氧化硫，捕集二氧化硫，并进一步制成硫酸。按照传统ACH工艺必须增加多条生产线才能使单套装置的的生产能力超过10万吨，同时，必须配套含硫废水制酸装置。甲基丙烯酸甲酯无硫生产新技术省略硫酸生产设备，不仅减小了生产场地，而且节约了资金。    　　 甲基丙烯酸甲酯无硫生产新技术可提高产能10%，是MMA生产领域的一次飞跃。实践证明，甲基丙烯酸甲酯无硫生产工艺技术将原材料利用率提高到95%。而传统的丙酮氢醇（ACH）的原材料利用率只有85%，原材料利用率提高了10%。由于完全省略了硫酸，使我们节约了大量的硫酸生产设备的能源消耗，提高了经济效率。MMA市场前景广阔，潜力大。据有关资料统计显示，全球范围内MMA产品的市场需求约为每年360～400万t。采用甲基丙烯酸甲酯无硫生产新技术，减少装置投资，对提高装置生产能力，保证装置长周期稳定运行提供良好保障，是MMA生产未来发展的方向之一。      免责申明：本文仅为中经纵横 市场 研究 观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。