મિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ (MMA) એ એક મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક રાસાયણિક કાચો માલ અને પોલિમર મોનોમર છે, જે મુખ્યત્વે ઓર્ગેનિક ગ્લાસ, મોલ્ડિંગ પ્લાસ્ટિક, એક્રેલિક, કોટિંગ્સ અને ફાર્માસ્યુટિકલ ફંક્શનલ પોલિમર મટિરિયલ્સ વગેરેના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે. તે એરોસ્પેસ, ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી માટે ઉચ્ચ સ્તરની સામગ્રી છે. માહિતી, ઓપ્ટિકલ ફાઈબર, રોબોટિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રો.

મટિરિયલ મોનોમર તરીકે, એમએમએનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પોલિમિથાઈલ મેથાક્રાયલેટ (સામાન્ય રીતે પ્લેક્સિગ્લાસ, પીએમએમએ તરીકે ઓળખાય છે) ના ઉત્પાદનમાં થાય છે, અને વિવિધ ગુણધર્મો ધરાવતા ઉત્પાદનો મેળવવા માટે અન્ય વિનાઇલ સંયોજનો સાથે કોપોલિમરાઇઝ્ડ પણ કરી શકાય છે, જેમ કે પોલિવિનાઇલ ક્લોરાઇડ (પીવીસી) ના ઉત્પાદન માટે. ) ઉમેરણો ACR, MBS અને એક્રેલિક્સના ઉત્પાદનમાં બીજા મોનોમર તરીકે.

હાલમાં, એમએમએના ઉત્પાદન માટે દેશ-વિદેશમાં ત્રણ પ્રકારની પરિપક્વ પ્રક્રિયાઓ છે: મેથાક્રાયલામાઇડ હાઇડ્રોલીસીસ એસ્ટેરીફિકેશન રૂટ (એસિટોન સાયનોહાઇડ્રેન પદ્ધતિ અને મેથાક્રાયલોનિટ્રાઇલ પદ્ધતિ), આઇસોબ્યુટીલીન ઓક્સિડેશન રૂટ (મિત્સુબિશી પ્રક્રિયા અને અસાહી કેસી પ્રક્રિયા) અને ઇથિલિન કાર્બોનિલ સંશ્લેષણ રૂટ. BASF પદ્ધતિ અને લ્યુસાઇટ આલ્ફા પદ્ધતિ).

1, મેથાક્રાયલામાઇડ હાઇડ્રોલિસિસ એસ્ટરિફિકેશન માર્ગ
આ માર્ગ પરંપરાગત એમએમએ ઉત્પાદન પદ્ધતિ છે, જેમાં એસીટોન સાયનોહાઇડ્રીન પદ્ધતિ અને મેથાક્રાયલોનિટ્રિલ પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે, બંને મેથાક્રાયલામાઇડ મધ્યવર્તી હાઇડ્રોલિસિસ, એમએમએના એસ્ટરિફિકેશન સિન્થેસિસ પછી.

(1) એસીટોન સાયનોહાઈડ્રિન પદ્ધતિ (ACH પદ્ધતિ)

એસીએચ પદ્ધતિ, સૌપ્રથમ યુએસ લ્યુસાઇટ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી, તે MMA ની સૌથી પ્રારંભિક ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પદ્ધતિ છે, અને તે હાલમાં વિશ્વમાં મુખ્ય પ્રવાહની MMA ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પણ છે.આ પદ્ધતિ કાચા માલ તરીકે એસીટોન, હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ, સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને મિથેનોલનો ઉપયોગ કરે છે, અને પ્રતિક્રિયાના પગલાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: સાયનોહાઇડ્રિનાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા, એમિડેશન પ્રતિક્રિયા અને હાઇડ્રોલિસિસ એસ્ટરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા.

ACH પ્રક્રિયા તકનીકી રીતે પરિપક્વ છે, પરંતુ તેના નીચેના ગંભીર ગેરફાયદા છે:

○ અત્યંત ઝેરી હાઇડ્રોસાયનિક એસિડનો ઉપયોગ, જેને સંગ્રહ, પરિવહન અને ઉપયોગ દરમિયાન કડક રક્ષણાત્મક પગલાંની જરૂર હોય છે;

○ મોટી માત્રામાં એસિડ અવશેષોનું બાય-ઉત્પાદન (સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને એમોનિયમ બાયસલ્ફેટ સાથેના જલીય દ્રાવણ મુખ્ય ઘટકો તરીકે અને થોડી માત્રામાં કાર્બનિક પદાર્થો ધરાવે છે), જેનું પ્રમાણ MMA કરતા 2.5~3.5 ગણું છે, અને તે ગંભીર છે. પર્યાવરણીય પ્રદૂષણનો સ્ત્રોત;

o સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉપયોગને લીધે, કાટ વિરોધી સાધનોની જરૂર પડે છે, અને ઉપકરણનું બાંધકામ ખર્ચાળ છે.

(2) મેથાક્રાયલોનિટ્રિલ પદ્ધતિ (MAN પદ્ધતિ)

Asahi Kasei એ ACH રૂટ પર આધારિત મેથાક્રાયલોનિટ્રિલ (MAN) પ્રક્રિયા વિકસાવી છે, એટલે કે, MAN મેળવવા માટે આઇસોબ્યુટીલીન અથવા ટર્ટ-બ્યુટેનોલ એમોનિયા દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જે મેથાક્રાયલામાઇડ ઉત્પન્ન કરવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે, જે પછી સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને મિથેનોલ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. એમએમએ.MAN રૂટમાં એમોનિયા ઓક્સિડેશન રિએક્શન, એમિડેશન રિએક્શન અને હાઇડ્રોલિસિસ એસ્ટરિફિકેશન રિએક્શનનો સમાવેશ થાય છે અને તે ACH પ્લાન્ટના મોટા ભાગના સાધનોનો ઉપયોગ કરી શકે છે.હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયામાં વધુ પડતા સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ઉપયોગ થાય છે, અને મધ્યવર્તી મેથાક્રિલામાઇડની ઉપજ લગભગ 100% છે.જો કે, પદ્ધતિમાં અત્યંત ઝેરી હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ આડપેદાશો છે, હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ ખૂબ જ કાટરોધક છે, પ્રતિક્રિયા સાધનોની આવશ્યકતાઓ ખૂબ ઊંચી છે, જ્યારે પર્યાવરણીય જોખમો ખૂબ ઊંચા છે.

2, આઇસોબ્યુટીલીન ઓક્સિડેશન માર્ગ
આઇસોબ્યુટીલીન ઓક્સિડેશન તેની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને પર્યાવરણીય સુરક્ષાને કારણે વિશ્વની મોટી કંપનીઓ માટે પસંદગીનો ટેકનોલોજી માર્ગ છે, પરંતુ તેની તકનીકી થ્રેશોલ્ડ ઊંચી છે, અને વિશ્વમાં માત્ર જાપાન પાસે જ એક વખત ટેક્નોલોજી હતી અને તેણે ચીનને ટેક્નોલોજી બ્લોક કરી દીધી હતી.આ પદ્ધતિમાં બે પ્રકારની મિત્સુબિશી પ્રક્રિયા અને Asahi Kasei પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.

(1) મિત્સુબિશી પ્રક્રિયા (આઇસોબ્યુટીલીન ત્રણ-પગલાની પદ્ધતિ)

જાપાનના મિત્સુબિશી રેયોને કાચા માલ તરીકે આઇસોબ્યુટીલીન અથવા ટર્ટ-બ્યુટેનોલમાંથી એમએમએ બનાવવાની નવી પ્રક્રિયા વિકસાવી, મેથાક્રીલિક એસિડ (એમએએ) મેળવવા માટે હવા દ્વારા બે-પગલાંની પસંદગીયુક્ત ઓક્સિડેશન, અને પછી મિથેનોલ સાથે એસ્ટરિફાઇડ.મિત્સુબિશી રેયોનના ઔદ્યોગિકીકરણ પછી, જાપાન અસાહી કેસી કંપની, જાપાન ક્યોટો મોનોમર કંપની, કોરિયા લકી કંપની વગેરેએ એક પછી એક ઔદ્યોગિકીકરણનો અનુભવ કર્યો.સ્થાનિક શાંઘાઈ હુઆયી ગ્રૂપ કંપનીએ ઘણા બધા માનવ અને નાણાકીય સંસાધનોનું રોકાણ કર્યું, અને બે પેઢીના 15 વર્ષના સતત અને અવિરત પ્રયાસો પછી, તેણે સ્વતંત્ર રીતે બે-પગલાંના ઓક્સિડેશન અને આઇસોબ્યુટીલીન ક્લીન પ્રોડક્શન એમએમએ ટેક્નોલોજીનો સ્વતંત્ર રીતે વિકાસ કર્યો, અને ડિસેમ્બર 2017 માં , તેણે જાપાનની ટેક્નોલોજી એકાધિકારને તોડીને અને ચીનમાં આ ટેક્નોલોજી ધરાવતી એકમાત્ર કંપની બનીને હેઝે, શેનડોંગ પ્રાંતમાં સ્થિત તેની સંયુક્ત સાહસ કંપની ડોંગમિંગ હુઆયી યુહુઆંગમાં 50,000 ટનનો MMA ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટ પૂર્ણ કર્યો અને કાર્યરત કર્યો.ટેકનોલોજી, આઇસોબ્યુટીલીનના ઓક્સિડેશન દ્વારા MAA અને MMA ના ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક ટેકનોલોજી ધરાવતો ચીન બીજો દેશ પણ બનાવે છે.

(2) Asahi Kasei પ્રક્રિયા (isobutylene દ્વિ-પગલાની પ્રક્રિયા)

જાપાનના Asahi Kasei કોર્પોરેશન લાંબા સમયથી MMA ના ઉત્પાદન માટે ડાયરેક્ટ એસ્ટરિફિકેશન પદ્ધતિના વિકાસ માટે પ્રતિબદ્ધ છે, જે 1999 માં જાપાનના કાવાસાકીમાં 60,000 ટનના ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટ સાથે સફળતાપૂર્વક વિકસિત અને કાર્યરત કરવામાં આવી હતી અને પછીથી 100,000 ટન સુધી વિસ્તરણ કરવામાં આવી હતી.તકનીકી માર્ગમાં બે-પગલાની પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે, એટલે કે મેથાક્રોલિન (એમએએલ) ઉત્પન્ન કરવા માટે મો-બી સંયુક્ત ઓક્સાઇડ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ ગેસ તબક્કામાં આઇસોબ્યુટીલીન અથવા ટર્ટ-બ્યુટેનોલનું ઓક્સિડેશન, ત્યારબાદ એમએએલનું ઓક્સિડેટીવ એસ્ટરિફિકેશન Pd-Pb ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ પ્રવાહી તબક્કો સીધો MMA ઉત્પન્ન કરવા માટે, જ્યાં MAL નું ઓક્સિડેટીવ એસ્ટરિફિકેશન MMA ઉત્પન્ન કરવા માટે આ માર્ગમાં મુખ્ય પગલું છે.Asahi Kasei પ્રક્રિયા પદ્ધતિ સરળ છે, જેમાં માત્ર બે પગલાંની પ્રતિક્રિયા છે અને આડપેદાશ તરીકે માત્ર પાણી છે, જે લીલોતરી અને પર્યાવરણને અનુકૂળ છે, પરંતુ ઉત્પ્રેરકની ડિઝાઇન અને તૈયારી ખૂબ જ માગણી કરે છે.અહેવાલ છે કે Asahi Kaseiના ઓક્સિડેટીવ એસ્ટરિફિકેશન ઉત્પ્રેરકને Pd-Pb ની પ્રથમ પેઢીથી Au-Ni ઉત્પ્રેરકની નવી પેઢીમાં અપગ્રેડ કરવામાં આવ્યું છે.

Asahi Kasei ટેક્નોલૉજીના ઔદ્યોગિકીકરણ પછી, 2003 થી 2008 સુધી, સ્થાનિક સંશોધન સંસ્થાઓએ આ ક્ષેત્રમાં સંશોધનની તેજી શરૂ કરી, જેમાં હેબેઈ નોર્મલ યુનિવર્સિટી, ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ પ્રોસેસ એન્જિનિયરિંગ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઑફ સાયન્સ, તિયાનજિન યુનિવર્સિટી અને હાર્બિન એન્જિનિયરિંગ યુનિવર્સિટી જેવા ઘણા એકમો ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. Pd-Pb ઉત્પ્રેરક વગેરેના વિકાસ અને સુધારણા પર. 2015 પછી, Au-Ni ઉત્પ્રેરક પર ઘરેલું સંશોધન શરૂ થયું તેજીનો બીજો રાઉન્ડ, જેનું પ્રતિનિધિત્વ ડેલિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઑફ સાયન્સે છે, જેમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે. નાના પાઇલોટ અભ્યાસ, નેનો-ગોલ્ડ ઉત્પ્રેરક તૈયારી પ્રક્રિયા, પ્રતિક્રિયા સ્થિતિ સ્ક્રિનિંગ અને વર્ટિકલ અપગ્રેડ લોંગ-સાયકલ ઓપરેશન મૂલ્યાંકન પરીક્ષણનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન પૂર્ણ કર્યું અને હવે ઔદ્યોગિકીકરણ તકનીક વિકસાવવા માટે સક્રિયપણે સાહસો સાથે સહકાર કરી રહ્યું છે.

3, ઇથિલિન કાર્બોનિલ સંશ્લેષણ માર્ગ
ઇથિલિન કાર્બોનિલ સિન્થેસિસ રૂટ ઔદ્યોગિકીકરણની તકનીકમાં BASF પ્રક્રિયા અને ઇથિલિન-પ્રોપિયોનિક એસિડ મિથાઈલ એસ્ટર પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.

(1) ઇથિલિન-પ્રોપિયોનિક એસિડ પદ્ધતિ (બીએએસએફ પ્રક્રિયા)

પ્રક્રિયામાં ચાર પગલાંઓ શામેલ છે: પ્રોપિયોનાલ્ડિહાઇડ મેળવવા માટે ઇથિલિનને હાઇડ્રોફોર્મીલેટેડ કરવામાં આવે છે, MAL ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રોપિયોનાલ્ડિહાઇડને ફોર્માલ્ડિહાઇડ સાથે કન્ડેન્સ કરવામાં આવે છે, MAL ને MAA ઉત્પન્ન કરવા માટે ટ્યુબ્યુલર ફિક્સ્ડ-બેડ રિએક્ટરમાં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે, અને MAA ને એસ્ટરિફિકેશન દ્વારા MMA ઉત્પન્ન કરવા માટે અલગ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. મિથેનોલપ્રતિક્રિયા એ મુખ્ય પગલું છે.પ્રક્રિયા માટે ચાર પગલાંની જરૂર છે, જે પ્રમાણમાં બોજારૂપ છે અને ઉચ્ચ સાધનો અને ઉચ્ચ રોકાણ ખર્ચની જરૂર છે, જ્યારે ફાયદો એ કાચા માલની ઓછી કિંમત છે.

એમએમએના ઇથિલિન-પ્રોપીલીન-ફોર્માલ્ડિહાઇડ સંશ્લેષણની ટેક્નોલોજીના વિકાસમાં પણ ઘરેલું પ્રગતિ થઈ છે.2017, શાંઘાઈ હુઆયી ગ્રૂપ કંપની, નાનજિંગ NOAO ન્યૂ મટિરિયલ્સ કંપની અને તિયાનજિન યુનિવર્સિટીના સહયોગથી, ફોર્માલ્ડિહાઇડથી મેથાક્રોલિન સાથે 1,000 ટન પ્રોપિલિન-ફોર્માલ્ડિહાઇડ કન્ડેન્સેશનનું પ્રાયોગિક પરીક્ષણ અને 90,000-ટનના ઔદ્યોગિક પ્લાન્ટ માટે પ્રોસેસ પેકેજનો વિકાસ પૂર્ણ કર્યો.વધુમાં, ચાઈનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ પ્રોસેસ એન્જિનિયરિંગે, હેનાન એનર્જી અને કેમિકલ ગ્રુપના સહયોગથી, 1,000 ટનનો ઔદ્યોગિક પાયલોટ પ્લાન્ટ પૂર્ણ કર્યો અને 2018માં સફળતાપૂર્વક સ્થિર કામગીરી હાંસલ કરી.

(2) ઇથિલિન-મિથાઇલ પ્રોપિયોનેટ પ્રક્રિયા (લ્યુસાઇટ આલ્ફા પ્રક્રિયા)

લ્યુસાઇટ આલ્ફા પ્રોસેસ ઓપરેટિંગ શરતો હળવી છે, ઉત્પાદન ઉપજ વધારે છે, પ્લાન્ટ રોકાણ અને કાચા માલની કિંમત ઓછી છે, અને એક એકમના સ્કેલ મોટા કરવા માટે સરળ છે, હાલમાં વિશ્વમાં ફક્ત લ્યુસાઇટ પાસે જ આ ટેક્નોલોજીનું વિશિષ્ટ નિયંત્રણ છે અને તે નથી. બહારની દુનિયામાં સ્થાનાંતરિત.

આલ્ફા પ્રક્રિયાને બે તબક્કામાં વહેંચવામાં આવી છે:

પ્રથમ પગલું એ મિથાઈલ પ્રોપિયોનેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે CO અને મિથેનોલ સાથે ઇથિલિનની પ્રતિક્રિયા છે

પેલેડિયમ-આધારિત સજાતીય કાર્બોનિલેશન ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરીને, જેમાં ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ, ઉચ્ચ પસંદગી (99.9%) અને લાંબી સેવા જીવનની લાક્ષણિકતાઓ છે, અને પ્રતિક્રિયા હળવી પરિસ્થિતિઓમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જે ઉપકરણને ઓછું કાટ લાગે છે અને બાંધકામ મૂડી રોકાણ ઘટાડે છે. ;

બીજું પગલું એ એમએમએ બનાવવા માટે ફોર્માલ્ડિહાઇડ સાથે મિથાઈલ પ્રોપિયોનેટની પ્રતિક્રિયા છે

માલિકીના મલ્ટી-ફેઝ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં ઉચ્ચ MMA પસંદગી છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, સ્થાનિક સાહસોએ એમએમએમાં મિથાઈલ પ્રોપિયોનેટ અને ફોર્માલ્ડિહાઈડ કન્ડેન્સેશનની ટેક્નોલોજીના વિકાસમાં ખૂબ જ ઉત્સાહપૂર્વક રોકાણ કર્યું છે, અને ઉત્પ્રેરક અને ફિક્સ-બેડ રિએક્શન પ્રક્રિયાના વિકાસમાં ઘણી પ્રગતિ કરી છે, પરંતુ ઉત્પ્રેરક જીવન હજુ ઔદ્યોગિક જરૂરિયાતો સુધી પહોંચી શક્યું નથી. એપ્લિકેશન્સ