甲基丙烯酸甲酯
編輯甲基丙酸甲酯 (MMA) 是一種有機化合物,化學式為 CH2=C(CH3)COOCH3。 這種無色液體,即甲基丙烯酸甲酯 (MAA),是一種大規模生產的單體,用于生產聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)。
生產和性能
編輯鑒于生產規模,已經開發了許多從不同的二到四碳前體開始的方法。 兩條主要路線似乎很普遍。
氰醇路線
該化合物可通過多種方法制造,主要的方法是丙酮氰醇 (ACH) 路線。 ACH由丙酮和氰化氫縮合產生。 氰醇在硫酸存在下水解成甲基丙烯酰胺的硫酸酯。 這種酯的甲醇分解得到硫酸氫銨和 MMA。 雖然廣泛使用,但 ACH 路線會同時產生大量的硫酸銨。
事實上,酰胺的硫酸酯最初是作為與硫酸 ((CH3)2C(OSO3H)C(O)NH2.H2SO4) 的加合物生成的,它在裂化步驟中被去除。 然后將硫酸酯甲醇化(與甲醇反應):
(CH3)2C(OSO3H)C(O)NH2 + CH3OH → CH2 =C(CH3)C(O)OCH3 + NH4HSO4
如上一個反應所示,每千克甲基丙烯酸甲酯產生約 1.1 千克硫酸氫銨。 這種鹽的處理是能源密集型的。 這項技術每年提供超過 30 億公斤。
ACH 路線的經濟性已得到大幅優化。
丙酸甲酯路線
xxx階段涉及乙烯的烷氧基化以生產丙酸甲酯 (MeP):
C2H4 + CO + CH3OH → CH3CH2CO2CH3
MeP 合成是在中等溫度和壓力下使用專有攪拌和氣液混合裝置在連續攪拌罐式反應器中進行的。
在第二組反應中,MeP 在單一多相反應步驟中與甲醛縮合形成 MMA:
CH3CH2CO2CH3 + CH2O → CH3(CH2)CCO2CH3 + H2O
MeP 和甲醛的反應在催化劑固定床上發生。 這種催化劑,氧化銫在二氧化硅上,實現了從 MeP 到 MMA 的良好選擇性。 少量重的、相對不揮發的化合物的形成使催化劑中毒。 焦炭很容易去除,催化劑活性和選擇性通過受控的原位再生恢復。 反應器產物流在初級蒸餾中分離,從而產生不含水、MeP 和甲醛的粗 MMA 產物流。 未反應的 MeP 和水通過甲醛脫水過程回收。 MMA(>99.9%)通過真空蒸餾純化。 分離出的物流返回到流程中; 只有少量的重酯清洗流,將其處理在熱氧化器中,回收的熱量用于該過程。
MMA的其他路線
通過丙醛
乙烯首先加氫甲酰化得到丙醛,然后與甲醛縮合生成甲基丙烯醛,該縮合反應由仲胺催化。 甲基丙烯醛空氣氧化成甲基丙烯酸完成酸的合成:
CH3CH2CHO + HCHO → CH2=C(CH3)CHO + H2OCH2=C(CH3)CHO + 1?2 O2 → CH2=C(CH3)CO2H
來自異丁酸
正如 Atochem 和 R?hm 所開發的那樣,異丁酸是通過丙烯的加氫羧化作用生產的,使用 HF 作為催化劑:
CH2=CHCH3 + CO + H2O → (CH3)2CHCO2H
(CH3)2CHCO2H + O → CH2=C(CH3)CO2H + H2O
甲基乙炔(丙炔)工藝
使用 Reppe 化學,甲基乙炔被轉化為 MMA。 正如殼牌開發的那樣,該工藝通過一步反應生產 MMA,產率為 99%,催化劑來自乙酸鈀、膦配體和布朗斯臺德酸作為催化劑:
CH≡CCH3 + CO + CH3OH → CH2=C(CH3)CO2CH3
異丁烯路線
直接氧化法的反應包括異丁烯或TBA用空氣兩步氧化生成甲基丙烯酸和用甲醇酯化生成MMA。
使用異丁烯作為原料的工藝已由 Escambia Co. 商業化。異丁烯被氧化以提供 α-羥基異丁酸。 轉化使用 N2O4 和硝酸在 5–10 °C 的液相中。 酯化和脫水后得到MMA。 除了產量之外,這條路線的挑戰還包括處理大量的硝酸和氮氧化物。
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