मिथाइल मेथैक्रिलेट (एमएमए) एक महत्वपूर्ण कार्बनिक रासायनिक कच्चे माल और बहुलक मोनोमर है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से कार्बनिक ग्लास के उत्पादन में किया जाता है, प्लास्टिक, ऐक्रेलिक, कोटिंग्स और फार्मास्यूटिकल कार्यात्मक बहुलक सामग्री, आदि। यह एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक जानकारी, ऑप्टिकल फाइबर, रोबोटिक्स और अन्य क्षेत्रों के लिए एक उच्च-अंत सामग्री है।

एक सामग्री मोनोमर के रूप में, MMA का उपयोग मुख्य रूप से पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट (आमतौर पर plexiglass, PMMA के रूप में जाना जाता है) के उत्पादन में किया जाता है, और अलग -अलग गुणों के साथ उत्पादों को प्राप्त करने के लिए अन्य विनाइल यौगिकों के साथ कोपोलीमराइज़ किया जा सकता है, जैसे कि पॉलीविनाइल क्लोराइड (PVC) एडिटिव्स एडिटिव्स के निर्माण के लिए और एक दूसरे मोनोमर के रूप में।

वर्तमान में, घर और विदेशों में एमएमए के उत्पादन के लिए तीन प्रकार की परिपक्व प्रक्रियाएं हैं: मेथैक्रिलामाइड हाइड्रोलिसिस एस्टेरिफिकेशन रूट (एसीटोन सायनोहाइड्रिन विधि और मेथैक्रिलोनिट्राइल विधि), इसोब्यूटिलीन ऑक्सीकरण मार्ग (मित्सुबिशी प्रोसेस और असाही केसी प्रक्रिया) और एथिलीन कार्बोनिल सिंथेसिस रोटी (बेसफ मेथड)।

1 、 मेथैक्रिलामाइड हाइड्रोलिसिस एस्टेरिफिकेशन मार्ग
यह मार्ग पारंपरिक एमएमए उत्पादन विधि है, जिसमें एसीटोन सायनोहाइड्रिन विधि और मेथैक्रिलोनिट्राइल विधि शामिल है, दोनों मेथैक्रिलामाइड इंटरमीडिएट हाइड्रोलिसिस के बाद, एमएमए के एस्टेरिफिकेशन संश्लेषण के बाद।

(1) एसीटोन सायनोहाइड्रिन विधि (एसीएच विधि)

एसीएच विधि, जिसे पहली बार यूएस ल्यूसाइट द्वारा विकसित किया गया है, एमएमए की सबसे शुरुआती औद्योगिक उत्पादन विधि है, और वर्तमान में दुनिया में मुख्यधारा की एमएमए उत्पादन प्रक्रिया भी है। यह विधि कच्चे माल के रूप में एसीटोन, हाइड्रोसिनेटिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड और मेथनॉल का उपयोग करती है, और प्रतिक्रिया चरणों में शामिल हैं: सायनोहाइड्रिनेशन रिएक्शन, एमिडेशन रिएक्शन और हाइड्रोलिसिस एस्टेरिफिकेशन रिएक्शन।

एसीएच प्रक्रिया तकनीकी रूप से परिपक्व है, लेकिन निम्नलिखित गंभीर नुकसान हैं:

To अत्यधिक विषाक्त हाइड्रोसिनेटिक एसिड का उपयोग, जिसके लिए भंडारण, परिवहन और उपयोग के दौरान सख्त सुरक्षात्मक उपायों की आवश्यकता होती है;

Ach एक बड़ी मात्रा में एसिड अवशेषों (मुख्य घटकों के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड और अमोनियम बिसल्फेट के साथ जलीय घोल और कार्बनिक पदार्थ की एक छोटी मात्रा युक्त) का उत्पादन, जिसकी मात्रा MMA का 2.5 ~ 3.5 गुना है, और पर्यावरणीय प्रदूषण का एक गंभीर स्रोत है;

o सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग के कारण, एंटी-जंग उपकरण की आवश्यकता होती है, और डिवाइस का निर्माण महंगा है।

(2) मेथैक्रिलोनिट्राइल विधि (मैन विधि)

ASAHI Kasei ने ACH मार्ग के आधार पर मेथैक्रिलोनिट्राइल (MAN) प्रक्रिया विकसित की है, IE, Isobutylene या Tert-Butanol को अमोनिया द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है ताकि मनुष्य को प्राप्त करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया होती हो, जो तब सल्फ्यूरिक एसिड और मेथनॉल के साथ प्रतिक्रिया करता है। मैन मार्ग में अमोनिया ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया, एमिडेशन रिएक्शन और हाइड्रोलिसिस एस्टेरिफिकेशन रिएक्शन शामिल हैं, और एसीएच प्लांट के अधिकांश उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया अतिरिक्त सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करती है, और मध्यवर्ती मेथैक्रिलामाइड की उपज लगभग 100%है। हालांकि, विधि में अत्यधिक विषाक्त हाइड्रोसिनेटिक एसिड बाय-प्रोडक्ट्स होते हैं, हाइड्रोसिनेटिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड बहुत संक्षारक होते हैं, प्रतिक्रिया उपकरण की आवश्यकताएं बहुत अधिक होती हैं, जबकि पर्यावरणीय खतरे बहुत अधिक होते हैं।

2 obsobutylene ऑक्सीकरण मार्ग
Isobutylene ऑक्सीकरण अपनी उच्च दक्षता और पर्यावरण संरक्षण के कारण दुनिया की प्रमुख कंपनियों के लिए पसंदीदा प्रौद्योगिकी मार्ग रहा है, लेकिन इसकी तकनीकी सीमा अधिक है, और केवल जापान ने एक बार दुनिया में प्रौद्योगिकी की थी और चीन के लिए प्रौद्योगिकी को अवरुद्ध कर दिया था। विधि में दो प्रकार की मित्सुबिशी प्रक्रिया और असाही केसी प्रक्रिया शामिल हैं।

(1) मित्सुबिशी प्रक्रिया (आइसोबुटिलीन थ्री-स्टेप विधि)

जापान के मित्सुबिशी रेयान ने कच्चे माल के रूप में आइसोब्यूटिलीन या टर्ट-ब्यूटानोल से एमएमए का उत्पादन करने के लिए एक नई प्रक्रिया विकसित की, मेथैक्रिलिक एसिड (एमएए) प्राप्त करने के लिए हवा द्वारा दो-चरणीय चयनात्मक ऑक्सीकरण, और फिर मेथनॉल के साथ एस्ट्रिफ़ाइड किया गया। मित्सुबिशी रेयान के औद्योगीकरण के बाद, जापान असाही कसी कंपनी, जापान क्योटो मोनोमर कंपनी, कोरिया लकी कंपनी, आदि ने एक के बाद एक औद्योगिकीकरण का एहसास किया है। घरेलू शंघाई हुयई ग्रुप कंपनी ने बहुत सारे मानव और वित्तीय संसाधनों का निवेश किया, और दो पीढ़ियों के निरंतर और अप्रकाशित प्रयासों के 15 वर्षों के बाद, यह सफलतापूर्वक स्वतंत्र रूप से दो-चरण के ऑक्सीकरण और आइसोबुटिलीन क्लीन प्रोडक्शन एमएमए प्रौद्योगिकी के एस्ट्रिफ़िकेशन को विकसित किया, और दिसंबर 2017 में, यह पूरा हो गया और अपने संयुक्त वॉन्डिंग ह्यूज के लिए एक 50,000-टन एमएमए औद्योगिक संयंत्र में, एक 50,000-टन एमएमए औद्योगिक संयंत्र में। प्रांत, जापान के प्रौद्योगिकी एकाधिकार को तोड़ने और चीन में इस तकनीक के साथ एकमात्र कंपनी बन गई। प्रौद्योगिकी, भी चीन को दूसरा देश बनाती है, जिसमें आइसोबुटिलीन के ऑक्सीकरण द्वारा एमएए और एमएमए के उत्पादन के लिए औद्योगिक तकनीक है।

(२) असाही केसी प्रक्रिया (इसोबुटिलीन दो-चरण प्रक्रिया)

जापान का असाही कासी कॉरपोरेशन लंबे समय से एमएमए के उत्पादन के लिए प्रत्यक्ष एस्टेरिफिकेशन विधि के विकास के लिए प्रतिबद्ध है, जिसे सफलतापूर्वक विकसित किया गया था और 1999 में जापान के कावासाकी में 60,000 टन के औद्योगिक संयंत्र के साथ संचालन किया गया था, और बाद में 100,000 टन तक विस्तारित किया गया था। तकनीकी मार्ग में एक दो-चरणीय प्रतिक्रिया होती है, यानी एमओ-बीआई कम्पोजिट ऑक्साइड उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत गैस चरण में इसोब्यूटिलीन या टर्ट-ब्यूटानॉल का ऑक्सीकरण, मेथैक्रोलिन (एमएएल) का उत्पादन करने के लिए, पीडी-पीबी उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत एमएएम के ऑक्सीडेटिव एस्टेरिफिकेशन के बाद एमएएमए के ऑक्सीकरण एस्टेरिफिकेशन के बाद, जहां एमएमए का उत्पादन करता है, जहां एमएमए का उत्पादन करता है। ASAHI KASEI प्रक्रिया विधि सरल है, जिसमें केवल दो चरणों की प्रतिक्रिया और केवल एक उप-उत्पाद के रूप में पानी है, जो हरे और पर्यावरण के अनुकूल है, लेकिन उत्प्रेरक की डिजाइन और तैयारी बहुत मांग है। यह बताया गया है कि ASAHI KASEI के ऑक्सीडेटिव एस्टरीफिकेशन उत्प्रेरक को PD-PB की पहली पीढ़ी से AU-NI उत्प्रेरक की नई पीढ़ी में अपग्रेड किया गया है।

2003 से 2008 तक, असाही केसी टेक्नोलॉजी के औद्योगीकरण के बाद, घरेलू अनुसंधान संस्थानों ने इस क्षेत्र में एक शोध उछाल शुरू किया, जिसमें कई इकाइयां जैसे कि हेबेई नॉर्मल यूनिवर्सिटी, इंस्टीट्यूट ऑफ प्रोसेस इंजीनियरिंग, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज, तियानजिन यूनिवर्सिटी और हार्बिन इंजीनियरिंग यूनिवर्सिटी ने पीडी-पीबी उत्प्रेरक के विकास और सुधार पर ध्यान केंद्रित किया, जो कि एक और बधाई के बाद, एक और बधाई के लिए, इंजीनियरिंग, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज, ने छोटे पायलट अध्ययन में बहुत प्रगति की है, नैनो-गोल्ड उत्प्रेरक तैयारी प्रक्रिया, प्रतिक्रिया स्थिति स्क्रीनिंग और ऊर्ध्वाधर अपग्रेड लंबे-चक्र संचालन मूल्यांकन परीक्षण का अनुकूलन पूरा किया है, और अब औद्योगिकीकरण प्रौद्योगिकी विकसित करने के लिए उद्यमों के साथ सक्रिय रूप से सहयोग कर रहा है।

3 、 एथिलीन कार्बोनिल संश्लेषण मार्ग
एथिलीन कार्बोनिल संश्लेषण मार्ग औद्योगिकीकरण की तकनीक में बीएएसएफ प्रक्रिया और एथिलीन-प्रोपियनिक एसिड मिथाइल एस्टर प्रक्रिया शामिल है।

(1) एथिलीन-प्रोपियोनिक एसिड विधि (बीएएसएफ प्रक्रिया)

इस प्रक्रिया में चार चरण होते हैं: एथिलीन को प्रोपीयलडिहाइड प्राप्त करने के लिए हाइड्रोफॉर्मिलेटेड किया जाता है, प्रोपेनलडिहाइड को एमएए का उत्पादन करने के लिए फॉर्मलाडेहाइड के साथ संघनित किया जाता है, एमएए का उत्पादन करने के लिए एक ट्यूबलर फिक्स्ड-बेड रिएक्टर में एमएएम को ऑक्सीकरण किया जाता है, और एमएएमए के साथ एस्टेरिफिकेशन द्वारा एमएमए का उत्पादन करने के लिए अलग किया जाता है। प्रतिक्रिया प्रमुख कदम है। प्रक्रिया में चार चरणों की आवश्यकता होती है, जो अपेक्षाकृत बोझिल है और इसके लिए उच्च उपकरण और उच्च निवेश लागत की आवश्यकता होती है, जबकि लाभ कच्चे माल की कम लागत है।

एमएमए के एथिलीन-प्रोपलीन-फॉर्मलडिहाइड संश्लेषण के प्रौद्योगिकी विकास में घरेलू सफलताएं भी बनाई गई हैं। 2017, शंघाई हुयई ग्रुप कंपनी, नानजिंग नोआओ नई सामग्री कंपनी और तियानजिन विश्वविद्यालय के सहयोग से, 1,000 टन प्रोपलीन-फॉर्मलडिहाइड संघनन के पायलट परीक्षण को फॉर्मेल्डिहाइड के साथ मेथैक्रोलिन और एक 90,000-टन औद्योगिक संयंत्र के लिए एक प्रक्रिया पैकेज के विकास के साथ पूरा किया। इसके अलावा, हेनन एनर्जी एंड केमिकल ग्रुप के सहयोग से चीनी एकेडमी ऑफ साइंसेज के प्रोसेस इंजीनियरिंग इंस्टीट्यूट ने 1,000 टन के औद्योगिक पायलट संयंत्र को पूरा किया और 2018 में सफलतापूर्वक स्थिर संचालन हासिल किया।

(2) एथिलीन-मिथाइल प्रोपियोनेट प्रक्रिया (ल्यूसिट अल्फा प्रक्रिया)

Lucite अल्फा प्रोसेस ऑपरेटिंग स्थितियां हल्के हैं, उत्पाद की उपज अधिक है, प्लांट इन्वेस्टमेंट और कच्चे माल की लागत कम है, और एक ही यूनिट का पैमाना बड़ा करना आसान है, वर्तमान में केवल ल्यूसिट में दुनिया में इस तकनीक का अनन्य नियंत्रण है और इसे बाहरी दुनिया में स्थानांतरित नहीं किया गया है।

अल्फा प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया गया है:

पहला कदम मिथाइल प्रोपियोनेट का उत्पादन करने के लिए सीओ और मेथनॉल के साथ एथिलीन की प्रतिक्रिया है

पैलेडियम-आधारित सजातीय कार्बोनिलेशन उत्प्रेरक का उपयोग करना, जिसमें उच्च गतिविधि, उच्च चयनात्मकता (99.9%) और लंबी सेवा जीवन की विशेषताएं हैं, और प्रतिक्रिया हल्के परिस्थितियों में की जाती है, जो डिवाइस के लिए कम संक्षारक है और निर्माण पूंजी निवेश को कम करती है;

दूसरा चरण MMA बनाने के लिए फॉर्मलाडेहाइड के साथ मिथाइल प्रोपियोनेट की प्रतिक्रिया है

एक मालिकाना बहु-चरण उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च एमएमए चयनात्मकता होती है। हाल के वर्षों में, घरेलू उद्यमों ने MMA के लिए मिथाइल प्रोपियोनेट और फॉर्मलाडेहाइड संक्षेपण के प्रौद्योगिकी विकास में बहुत उत्साह का निवेश किया है, और उत्प्रेरक और निश्चित-बिस्तर प्रतिक्रिया प्रक्रिया विकास में बहुत प्रगति की है, लेकिन उत्प्रेरक जीवन अभी तक औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए आवश्यकताओं तक नहीं पहुंचा है।