華東理工大學的甲醇與醋酸甲酯一步法制MMA研究獲進展

近日,華東理工大學的研究團隊提出一種基于Cu-Cs雙活性位催化甲醇一步法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)的工藝路線。該路線在固定床反應器內采用接力催化方式,通過調整Cu與Cs雙活性位之間的空間距離與床層分布,能夠精確控制所得酯類和醛類的碳鏈飽和度和長度。相關研究成果發表于《德國應用化學》雜志。

目前,MMA工業生產工藝根據使用原料碳數的不同分為C2、C3和C4路線。C2路線采用乙烯為原料,其工藝簡單、污染小、原子利用率高,但產物收率較低且相關技術被國外公司壟斷;C3路線主要采用丙酮氰醇法,但由于使用劇毒的氫氰酸和濃硫酸,并產生大量毒副產物而受到限制;C4路線基于異丁烯氧化酯化,操作簡單且副產物較少,但催化劑選用金、鈀等,生產成本高,且催化劑穩定性差、壽命短,限制了其應用。在“雙碳”戰略目標下開發綠色低碳、經濟的MMA生產新工藝及其相關催化技術,將推動我國MMA產業發展。

該研究團隊開發了一種甲醇與醋酸甲酯接力催化一步法制MMA的新工藝路線,甲醇催化脫氫生成甲醛與氫氣,甲醛與醋酸甲酯發生羥醛縮合生成丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯與甲醇脫氫產生的氫發生原位加氫反應生成丙酸甲酯,丙酸甲酯與甲醛進一步發生羥醛縮合反應生成MMA。與傳統工藝路線的多反應器串聯操作方式不同,該一步法工藝生產流程短、原料利用率高、能耗和碳排放低,且生產成本有望降低15%以上。

研究表明,高選擇性獲得MMA產物的關鍵是實現中間物種擴散速率、羥醛縮合反應速率與加氫速率三者之間的匹配。

該研究可為甲醇下游產業鏈拓展提供借鑒。

[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]