甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一種重要的有機(jī)化工原料和聚合物單體，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)有機(jī)玻璃、模塑料、腈綸、涂料及醫(yī)藥功能高分子材料等高端領(lǐng)域。

 

MMA的生產(chǎn)工藝主要分為三類：甲基丙烯酰胺水解酯化路線、異丁烯氧化路線和乙烯羰基合成路線。每種工藝都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)。

 

甲基丙烯酰胺水解酯化路線是傳統(tǒng)的MMA生產(chǎn)方法，包括丙酮氰醇法（ACH法）和甲基丙烯腈法（MAN法）。ACH法由美國璐彩特公司首先開發(fā)，采用丙酮、氫氰酸、硫酸和甲醇為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)生成MMA。該工藝技術(shù)成熟，但存在劇毒品氫氰酸的使用和大量酸殘液副產(chǎn)物的問題，對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求較高。甲基丙烯腈法則由日本旭化成公司在ACH路線基礎(chǔ)上發(fā)展而來，使用異丁烯或叔丁醇氨氧化得到甲基丙烯腈（MAN），再與硫酸、甲醇反應(yīng)生成MMA，同樣面臨氫氰酸副產(chǎn)物和高腐蝕性問題。

 

其次是異丁烯氧化路線，主要包括三菱工藝和旭化成工藝。三菱工藝以異丁烯或叔丁醇為原料，經(jīng)空氣兩步選擇氧化得到甲基丙烯酸（MAA），再與甲醇酯化生產(chǎn)MMA。旭化成工藝則采用Mo-Bi復(fù)合氧化物催化劑氣相空氣氧化生成甲基丙烯醛（MAL），然后MAL在Pd-Pb催化劑作用下液相空氣氧化酯化直接生成MMA。這些工藝因其高效、環(huán)保的特點(diǎn)成為世界各大公司優(yōu)選的技術(shù)路線，但也面臨技術(shù)門檻高、催化劑設(shè)計(jì)和制備要求高等挑戰(zhàn)。

 

乙烯羰基合成路線包括BASF工藝和Lucite Alpha工藝。BASF工藝通過乙烯氫甲酰化反應(yīng)生成丙醛，再與甲醛縮合生成MAL，最后經(jīng)空氣氧化和酯化反應(yīng)生成MMA。Lucite Alpha工藝則采用乙烯與CO、甲醇反應(yīng)生成丙酸甲酯，再與甲醛反應(yīng)生成MMA。這些工藝雖然流程相對(duì)繁瑣，對(duì)設(shè)備要求較高，但具有原料成本低的優(yōu)勢(shì)。

 

近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)外出現(xiàn)了多種新的MMA生產(chǎn)工藝。例如，冰醋酸法使用冰醋酸為原料，生產(chǎn)過程中無三廢排放，環(huán)境友好。中國科學(xué)院過程工程研究所自主研發(fā)的萬噸級(jí)煤基甲醇-醋酸制甲基丙烯酸甲酯項(xiàng)目工業(yè)示范裝置成功開車并穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)MMA生產(chǎn)從完全依靠石油原料到使用煤基原料的轉(zhuǎn)變。

 

總之，MMA的生產(chǎn)涉及多種復(fù)雜的工藝和技術(shù)，每種工藝都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和面臨的挑戰(zhàn)。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的發(fā)展，MMA的生產(chǎn)工藝將更加多樣化和環(huán)保。