张维帅
江苏斯尔邦石化有限公司
摘要：甲基丙烯酸甲酯，化学物质,分子式C5H8O2，分子量100.12，是有机化合物，也称为MMA，一种重要的化学材料，用作有机玻璃单体，也用于制造其它树脂、塑料、涂料、粘合剂、润滑剂。国内甲基丙烯酸甲酯(MMA)的生产主要以丙烯腈装置为基础，近年来由于MMA的深入研究和发展，市场需求和生产MMA的企业越来越多。但是，每家生产企业都面临着消费减少和盈利增加的问题，这直接关系到MMA的生产成本。
关键词：聚甲基丙烯酸甲酯；双螺杆挤出机；脱挥；关键技术
引言
聚甲基丙烯酸甲酯由甲基丙烯酸甲酯经加聚反应而生成的高分子化合物，简称为PMMA。由单体聚合而成的无色透明的固体，通常将其叫做有机玻璃。质量较轻，不容易破碎，具有较强的透光性，较为良好的稳定性，被广泛应用到现代各个领域当中，如医疗器械、透镜等，对现代社会发展具有重要意义。
1聚甲基丙烯酸甲酯的工艺流程
甲基丙烯酸甲酯(MMA)等原料单体及溶剂在聚合工序进行反应聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，经聚合釜出料后，混合物料由熔体泵连续送入脱挥预热器，在压力调节阀的控制下送入双螺杆挤出机脱挥设备来脱除未反应单体及溶剂。溶剂含量小于0.2%的PMMA从模头挤出，经水冷、切粒、干燥和手动包装，完成生产目标。双螺杆挤出机排气口与真空系统相连，闪蒸出的单体及溶剂经冷凝器冷却回收。
2甲基丙烯酸甲酯产业发展现状
国内工业化今天非常关注生产日益生产的原料的甲基丙烯酸甲烷工业的增长。如图1所示，丙烯腈被广泛应用，是多种化学品的生产材料。随着市场摩擦，越来越多的企业进入甲基丙烯酸酯行业，国内外竞争压力越来越大。2015年至2019年，丙烯腈容量达到7 530万t a-1至1.355亿t a-1跃，产量从47.3万t增至67.5万t。但我国甲基丙烯酸并非完全来自生产，进口量巨大。2019年，国内丙烯腈口粮进口为2 170万t，其中168 000t用于净进口，主要来自沙特阿拉伯。全球丙烯腈的主要来源是亚洲、北美和欧洲，其中中国、美国和日本是全球甲基丙烯酸甲酯生产最多的三个国家。随着制造业的迅速扩张，甲基丙烯酸甲酯和国内外需求也急剧增长。近年来，国内甲烷丙烯腈生产能力的扩大明显增加，但受到国家环境政策的影响，丙烯腈公司力求通过不断调整生产方法和程序，同时满足生产需求，提高甲烷生产的环境属性。
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3甲基丙烯酸甲酯生产技术
3.1物料配比
酶中的材料富集主要是营养土壤与盐水和丙烯腈之间的关系。从理论上讲，甲醇与甲醇和水的比率应该相等。由于产生MMA的酶是可逆的，甲醇被添加得太多，无法使丙烯腈完全反应。但是，由于甲醇浓度高，硫酸中相应的副产品也会增加，影响到材料特性和工艺指标，进而影响到操作稳定性，影响到产品特性和质量。当甲醇添加过多时，合成甲醇中甲醇含量过高，使随后的提取变得困难，提取时间缩短，结果可卡因过多。甲醇含量过低，甲醇无法完全转化为产品MMA，从而降低了利润率。如果含水量过高，反应温度会降低，废物值会增加，酸的成本也会增加。含水量过低可能导致反应不完全，降低MMA的批准，增加材料粘度，使材料运输困难。
H2SO4水引起材料中大量的H2SO4会导致温度升高，而H2SO4的浓度会导致水分、脱水和氧气浓度升高，导致甲醇的一部分来自脱水和二氧化碳，从而导致反应中甲醇的含量降低。添加过多的水会稀释H2SO4浓度，从而通过水文、脱水和强化甲醇减少甲醇损失。
3.2基于醋酸酸酐和乙醇催化剂
在催化剂和醋酸酸酐反应后制备乙醇时，可选用活性一氧化碳催化剂和铜锌催化剂。生产这种活性碳水化合物催化剂时，应适当控制铜齿轮的负荷和核心比，并根据反应需要适当选择工具。例如，以1%氯化氢为辅助材料。乙醇制备过程中，在200℃温度、压力为1.5 MPa、时间控制为2 H [2]的活性碳纤维催化剂上添加了2.5%的测量值。在使用该催化剂预防乙醇方面，醋酸酸酐的过渡和选择性提高了99%以上，即使该催化剂被重复使用了5倍以上。天津大学研究人员研制的矿泉水催化剂，使醋酸酐和氢乙醇的有效富集成为可能。催化剂是二氧化碳硅的载体，锌资产负荷占催化剂的30%，铜与锌的比例约为10: 1。铜硅催化剂的反应非常温和，可以改善乙醇的选择和乙醇转化为乙醇和乙醇甲醇制剂。制造工艺总体稳定性较高，提高了乙烯基生产和生产率。
3.3乙酰醇法
丙酮法，又称ACH法，是丙烯腈的首次工业甲烷生产。随着甲基丙烯酸甲酯产品的制备和制造要求的进一步发展，ACH法也在不断发展。传统的ACH工艺以氯化钠为基础，氯化钠是一种毒性极强的底物，在应用中反应强烈的硫酸，可能会在整个生产环境中造成严重的环境破坏。此外，传统的ACH工艺冗长昂贵，不能满足目前丙烯腈生产的要求。在实践中，不符合环境和经济要求的传统ACH生产程序将被淘汰。
3.4醋酸甲酯水解耦合工艺
醋酸的制备是佛罗里达大学研究人员开发的，需要特殊设备来应用这一工艺。在实践中，生产商必须按照标准预热用水，将水与醋酸和等离子体液压混合成盐酸蒸馏风暴和甲醇蒸馏塔与液体，将所有液体送入固定床反应器蒸发水。在这种情况下，盐酸蒸馏风暴中的流入物是水溶液，分离出来，没有溶解的醋酸酐返回固定床。盐酸蒸馏塔充满醋酸和水，而甲醇70%以上从装置侧线漏出。机械反应器的安装和盐酸蒸馏风暴的应用对于确保该工艺的有效实施至关重要。在盐酸净化过程中，不仅催化剂膨胀的好处，而且催化剂的全脉冲，从而提高了催化剂的有效性。应用该装置将甲醇从锅炉液中去除，增加醋酸酸酐溶液。
结束语
（１）由于产品性能、环保、工艺流程及成本的优势，各大公司PMMA生产专利近年来多集中在溶液聚合和本体聚合，乳液聚合和悬浮聚合专利很少，未来ＰＭＭＡ工业化也基本都会选用溶液聚合和本体聚合。（２）各公司专利溶液聚合和本体聚合没有严格的界限，很多专利两种方法都可以使用，特别是溶剂质量分数少于５％时，加入溶剂不影响产品质量，并且能改善传质、传热情况，减少凝胶产生，有利于设备选型和操作。
参考文献
[1]李杰.（甲基）丙烯酸甲酯体系分离及系统集成研究[D].中国地质大学(北京),2019.
[2]陈晓坤,唐怡潇,王秋红,王二飞.聚甲基丙烯酸甲酯板材燃烧性能分析研究[J].消防科学与技术,2019,38(11):1499-1502.
[3]陈昊,张钢强.一步法合成甲基丙烯酸甲酯工艺研究[J].当代化工,2019,48(10):2306-2309.
[4]张春雷.异丁烯氧化法制甲基丙烯酸甲酯工业化技术开发[C].全国工业催化信息站、工业催化杂志社.第十六届全国工业催化技术及应用年会论文集.全国工业催化信息站、工业催化杂志社:工业催化杂志社,2019:10.
[5]周春艳,付伟,张子龙,王玲.甲基丙烯酸甲酯市场分析[J].化学工业,2019,37(04):42-47.