甲基丙烯酸甲酯的合成及市場分析

黃英麗 任壯壯 孟祥宇

摘要：本文主要介紹了甲基丙烯酸甲酯的合成方法，應用，闡述了它如今的生產情況，消費情況及發展建議。

關鍵詞：甲基丙烯酸甲酯；合成；發展前景

甲基丙烯酸甲酯又稱MMA，是異丁烯的下游產品之一。MMA如今的使用越來越遍及，是一種附加值高的化工產品。MMA主要應用于有機玻璃、抗沖擊改性劑及表面涂料等范圍。[1]

1 甲基丙烯酸甲酯的合成

合成MMA的方法有很多，主要包括ACH法，Alpha法，BASF法，MGC法，異丁烯氧化酯化法，異丁烯一步氧化法，而世界上應用最普遍的方法是丙酮氰醇法和異丁烯法。[2]

1.1 傳統的丙酮氰醇法（ACH）

ACH法由英國ICI公司于1937年首先完成工業化，這個工藝主要包括三步，首先，在NAOH下，HAC與丙酮反應得到丙酮氰醇（ACH）；其次，ACH與濃H2SO4反應得到甲基丙烯酰胺硫酸鹽（MAAS）；MAAS再分別與水和甲醇作用生成MMA。[3]該法的優點是MMA的產率高，技術成熟，缺點是原料HAC有劇毒，副產物較多，處理復雜，對裝置要求高。

1.2 改進的丙酮氰醇法（MGC）

改良的丙酮氰醇法是由日本三菱瓦斯化學公司開發的，該工藝主要分為四步，第一步，與傳統的丙酮氰醇法相同，將氫氰酸與丙酮制得丙酮氰醇；而后將ACH與水生成羥基異丁酰胺；其次，它再與甲酸甲酯生成羥基異丁酸甲酯與甲酰胺；最后羥基異丁酸甲酯脫水得MMA。[4]該工藝的優點是無廢酸產生，原料可循環使用，減少了HCN使用量，缺點是MMA總收率低，對設備要求高，能耗高。

1.3 異丁烯（叔丁醇）一步氧化法

該反應的原料是異丁烯或叔丁醇，該工藝主要分為三步：

①異丁烯或叔丁醇氧化生成甲基丙烯醛（MAL）。

②甲基丙烯醛氧化生成甲基丙烯酸（MAA）。

③甲基丙烯酸與甲醇生成MMA[5]。

該方法的優點是MMA產品質量好，原料來源廣泛，技術相對成熟，對環境影響小，不足是生產資本高，總產率低，設備多，對催化劑要求高。

1.4 異丁烯（叔丁醇）氧化酯化法

異丁烯或叔丁醇一步氧化生成甲基丙烯醛，而后MAL與甲醇進行酯化生成MMA。該辦法的長處是工藝精簡，產品收率高，減少了成本，但缺點是初期投資費用高且回收過多甲醇也使費用增高，催化反應機理復雜。[6]

1.5 乙烯羰基化法（BASF）

該工藝主要包括四步：

1）乙烯與氫氣，一氧化碳反應生成丙醛。

2）丙醛與甲醛反應生成MAL。

3）MAL經氧化制得MAA。

4）MAA冷卻后與甲醇制得MMA。[7]

該工藝的好處是原子利用率較高，對環境無污染，缺點是投資費用過高，催化劑壽命短。

1.6 丙酸甲酯法（Alpha）

英國Lucite公司對BASF工藝進行了改進，并命名為Alpha，Alpha工藝是乙烯與一氧化碳，甲醇作用產生丙酸甲酯（MP），將丙酸甲酯與甲醛反應脫水得MMA。該工藝的優點是工藝中間體收率高，安全無污染，催化劑壽命長，生產成本低，無需特定設備，缺點是技術可得性低，丙酸甲酯法是目前工業生產MMA中較優的路線。

2 MMA的應用

近些年來我國60%的MMA用于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），PMMA擁有良好的耐候性，適中的密度，剛性，穩定性，透明性，廣泛應用于汽車，LED核心原件材料，建筑，航空等，如今它能夠替代玻璃成為不易碎的建筑材料，23%的MMA用于表面涂料，如潤滑劑，粘合劑，紡織漿料等，12%的MMA用于塑料加工助劑ACR和MBS，5%用于其他方面。另外，在MMA應用上，大部分不用去除阻聚劑就可以生成聚合物。[3]

3 MMA的發展前景

我國的MMA供不應求，一批擴建，新建裝置投入生產，一定程度上解決了我國MMA供不應求的問題。

3.1 MMA的生產情況

我國MMA的工業生產起始于二十世紀，2011年世界上的MMA供求基本平衡，需求量大約為330萬t，亞洲產能增長到183萬t左右，而中國大概占40萬t。預計到2020年，我國MMA的生產能力將達到110萬t左右。

3.2 MMA的消費情況

近十年來，我國MMA需求量逐漸增大，截止到2014年，我國已成為除美國和日本以外的世界第三大消費國家。估計到2020年，我國MMA需求量將到達大概95萬t，所以，到2020年時，MMA的供應量將大于需求量，競爭十分激烈。

4 總結

從我國最近一些年的MMA的生產和消費程度來看，我國MMA的發展還有一定的提升空間，我國生產MMA的方法有很多，每個工藝都各有特點，選擇MMA工藝時需全面考慮。我國MMA如今主要應用于中低端市場，應大力開發MMA的新產品，以防到2020年時，MMA的產量過剩，企業競爭力不足。

參考文獻：

[1]徐克勛.精細有機化工原料及中間體手冊[M].北京：化學工業出版社，1998：342343.

[2]王立忠.甲基丙烯酸甲酯生產技術路線及經濟性評價[J].精細與專用化學品，2011，19（6）：1519.

[3]魏利華，李倩，李愛菊，等.甲基丙烯酸甲酯的合成及市場[J].精細與專用化學品，2013，21（11）：1823.

[4]何海燕，王彬.國內外甲基丙烯酸甲酯的生產現狀及市場分析[J].石油化工，2016，45（6）：756763.

[5]李華鋒，黃尚順，王俊，等.C4餾分異丁烯制備甲基丙烯酸甲酯的技術進展[J].現代化工，2010，30（S2）：3035.

[6]中國科學院過程工程研究所.一種用于甲基丙烯醛一步氧化酯化生產甲基丙烯酸甲酯的新型催化劑：1485133 A[P].20040331.

[7]Butler I R，Baker P K，Eastham G R，et al.Ferrocenylmethylphosphines ligands in the palladiumcatalysed synthesis of methyl propionate[J].Inorg Chem Commun，2004，7（9）：10491052.

作者簡介：黃英麗（1998），女，漢族，河北廊坊人，本科在讀。