甲基丙烯酸甲酯合成路线
任务二 甲基丙烯酸甲酯生产工艺
2.MMA聚合 . 聚合 PMMA可用自由基型本体、溶液、悬浮、乳液 聚合进行生产,其中本体聚合采用最多。主要 用于生产板、棒、管状有机玻璃;悬浮聚合, 均聚合或与苯乙烯共聚合生产相应粒料,以用 于注塑成型、挤塑成型及牙托粉的生产。溶液 聚合生产涂料但应用少。乳液聚合生产皮革和 织物处理剂。
二、PMMA本体浇铸聚合法—有机玻璃板 材生产工艺
1.模具浇铸有机玻璃是PMMA聚合的典型产品, 其工艺主要有制浆、制膜、聚合、脱膜及其它辅 助工序和操作。生产流程如示意图4-2-2。
2.流程说明(参见附图) .流程说明(参见附图) (1)预聚合: 在装有搅拌器的预聚合釜内,加入引发剂过氧化苯甲酰、脱模剂―硬脂酸、邻苯 二甲酸二丁酯(增塑荆)和甲基丙烯酸甲酯,搅拌加热,控制一定反应温度进行 聚合,反应完毕后,料液冷却至30℃,放入贮槽。制备有色有机玻璃,还应溶入 所需的颜料,搅拌均匀。 (2)制模 将普通平板硅玻璃清洗,用酒精揩干,四周按要求厚度垫以包有玻璃纸的像胶或 PVC 垫条,并糊好封闭,留出浇料口。然后干燥。 (3)浇料 通过计量的甲基丙烯酸甲酯预聚合体料液灌入模内,倾斜模具,排出气体,并封 合。 (4)后聚合 封合后的模具用吊片架进入水箱中进行后聚合。至反应成型后,用热水脱模,成 品经检验分级、划线、切边后包装出厂。
7.脱模 聚合后的模子,用模具刀插入缝中微加压力 . 即可脱模,若有困难可用温水加热有助于脱模。脱模 后的片状物经修边、裁剪、检验、分级后即可包装入 库。 PMMA悬浮聚合是以水为介质,过氧化二苯甲酰为引 发剂、分散剂聚乙烯醇,滑石粉等反应在釜式反应, 温度在80~120℃,2小时后完成产物经洗涤、干燥、 造粒获得各种色泽的粒料。悬浮聚合控制,并获得分 子量较低,可进行注塑、挤压等成型加工。
甲基丙烯酸甲酯工艺流程比较
甲基丙烯酸甲酯工艺流程比较
一、不同原料路线的比较
甲基丙烯酸甲酯工业化主要有三种路线,即碳二、碳三和碳四路线。
碳二路线分为BASF工艺和α-工艺。
现将各种路线的优缺点分析如下[1]:
1、碳二路线。
以粗MAA计
了12
高的
而且
2、碳三路线(ACH法)
ACH 法是由英国ICI公司最早工业化生产MMA 的方法,也是目前世界最主要的MMA 生产工艺。
该法技术先进、成熟可靠、产品收率高、质量好,竞争力较强,得到了非常广泛的采用,目前世界采用ACH法的MMA约占总产量的70%左右。
ACH法的主要不足一是原料氢氰酸的供应问题,氢氰酸属剧毒物质,建设氢氰酸合成装置受到
技术、原料和环保等多方面条件的限制。
氢氰酸比较经济合理的来源是丙烯腈装置副产,但这将使MMA生产受到丙烯腈装置开工率的影响。
二是设备投资大,由于使用硫酸等强腐蚀物质,需要采用钛材、哈氏合金等材料。
三是废液处理问题,。
与其他工艺相比,ACH法需配套建设价格昂贵的酸性残液处理回收装置,回收硫铵。
因此采用ACH法的MMA生产装置须具有较大的规模才能保持较强的竞争力。
针对ACH法的这
3
至
区
4、比较和结论
中国大陆地区最近5年新建装置中碳四氧化法产能超过了70%。
下表是各种路线生产MMA的成本比较。
MMA各种工艺生产成本比较[2]
技术套。
[1]
[2]。
甲基丙烯酸甲酯合成及生产_梁西良
CH 3 + O2
CH2
C CHO +H 2O CH 3
1. 1. 4 废酸处理 此方法的缺点是 : 氢氰酸有毒 , 使用率不高 , 设 备腐蚀严重 , 回收 NH4HSO4 的投资较大 。 ACH 法 酰氨化 反应 , 酯化 反应所 需硫 酸耗量 高 , 最终副产硫酸氢铵多 , 从环保 和经济的角度考 虑 , 必须进行必要的处理和回收 。 比较流行的处理 方法是硫酸回收法和硫铵回收法 。 硫铵回收法采用 通氨合成硫酸铵 。 硫酸回收法是在回收硫铵的基础 上 , 燃烧分解得到 SO2 和 N2 , 进而继续氧化制硫酸 供循环使用 。 硫酸回收法投资大 , 一些大型装置采 用 MMA 与硫酸联产消化吸收废酸 。 1. 2 新 ACH 法 新 ACH 法( 又称 MGC 法) 改进了传统 ACH 法工 艺 。 日本三菱瓦斯化学公司开发出无副产品硫酸铵 的 MMA 制造技术 , 这是一种划时代的新 ACH 法 。
[4 ]
。
ACH 法合成工艺主要包括氰化反应 , 酰胺化反
丙酮与氢氰酸在碱催化剂的存在下发生氰化反 应生成丙酮氰醇 :
O CH 3 C CH 3 + HCN
NaOH
。 聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 具有
极好的透明性 、化学稳定性和耐候性 , 易染色 、易加 工 , 外观优美 , 在相关行业广泛应用[ 3 , 17] 。
2005 年第 27 卷第 1 期
化 学 与 黏 合 CHEMISTRY AND ADHESION · 57 ·
甲基丙烯酸甲酯合成及生产
梁西良 , 王素漪 , 徐 虹
( 黑龙江省石油化学研究院 哈尔滨 150040 )
pmma合成路线
pmma合成路线
PMMA的合成路线主要包含以下步骤:
1.配制反应体系:将适量的甲醇和甲基丙烯酸甲酯以一定比例混合,在搅拌条
件下形成反应体系。
此外,添加催化剂可加速反应速度。
2.反应:将混合物回流一定时间并通过薄层色谱(TLC)监测。
3.分离和纯化:将反应后的混合物冷却至室温,通过滗析分离含有预期产物的
上部甲苯。
然后蒸发甲苯,通过柱色谱纯化得到纯产物丙烯酸甲酯。
4.催化剂制备:在80g水和20g磷酸二氢钠的混合物中,除了(16至24目)
60g硅胶Fujidibison Co.,Ltd.,在减压下蒸馏,用水和催化剂,然后在150℃干燥过夜。
5.连续反应:将催化剂(如10g石英反应管,40mm长14mm×内径)填充到
蒸发器中,并在电炉中加热,催化剂层的最高温度控制在400℃。
在连续供应至每小时10g后,在蒸发器中蒸发步骤3中获得的定量2比1(甲醇和乳酸甲酯的摩尔比)的混合物。
在催化剂层中供应总共10小时的同时进行反
应。
异丁烯(叔丁醇)氧化法制备甲基丙烯酸甲酯的工艺
异丁烯(叔丁醇)氧化法制备甲基丙烯酸甲酯的工艺
异丁烯(叔丁醇)氧化法制备甲基丙烯酸甲酯的工艺具体如下:
一、原料准备:
1.硫酸铵n-丁醇及碳酸氢钠水溶液;
2.硝酸;
3.用于氧化反应的异丁烯(叔丁醇);
4.用于助剂的乙酸乙酯;
二、反应条件
1.反应温度:110-120℃;
2.反应时间:1-2小时;
3.反应压力:压力不大于20kPa;
三、反应流程
1.将n-丁醇和碳酸氢钠溶液混合,加热至110~120℃;
2.加入异丁烯(叔丁醇),逐渐加入硝酸;
3.再加入乙酸乙酯;
4.反应1-2小时,调整pH值至7-8;
5.将反应液冷却至室温,抽滤,分离出产物;
6.洗涤产物,添加乙醇,考究成膜,取得目标产物。
四、制备甲基丙烯酸甲酯的注意事项
1.反应温度和反应时间十分重要,温度过低会影响反应效率,温度过度或反应时间过长,可能会导致反应不可逆;
2.反应可能会产生有机气体,且可能有毒性,应该做好通风保
护措施;
3.由于存在硝酸,操作过程中应该小心谨慎,避免受烫伤,并应注意安全;
4.各种活性物质的校正精度及比例是影响反应结果的关键,应该保证活性物质的精确比例。
甲基丙烯酸甲酯制备完成后,可以用于染料、玻璃涂料、医药和有机合成用途。
本文介绍的异丁烯(叔丁醇)氧化法制备甲基丙烯酸甲酯的工艺,对于获取高质量甲基丙烯酸甲酯具有一定的参考价值,希望对行业有所帮助。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的(1)了解本体聚合的基本原理以及特点,特别是了解温度对产品的影响;(2)了解有机玻璃(PMMA)的制备技术,要求成品无气泡,无损缺,透明光洁。
二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗称有机玻璃,因其优良的光学性能,比重小,以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用,则它是重要的合成材料之一。
本实验是用过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯进行自由基聚合。
本体聚合的具体过程是:1、引发剂分解2、链引发3、链增长4、链终止A.偶合终止B.歧化终止其中,甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合,以歧化终止为主。
本体聚合反应是一个连锁反应,反应速度很快,伴随着聚合物的生成出现自动加速现象,并且甲基丙烯酸甲酯不是聚合物的良溶剂,长脸自由基有一定程度的卷曲,自动加速效应更加明显。
因为引发是通过小分析的单分子的分解发生的,而生长只需要单体移动到生长链的末端,所以这两个过程的聚合速率再聚合初期并不特别依赖相应反应物在在介质中扩散的能力。
另一方面,双分子终止需要在粘度增加到一定程度后,终止速率将被扩散速率所控制,而引发和生长速率则不受影响。
这种在速率上的不连续性突然破坏了连锁反应的稳定状态,终止生长的链段数少于开始生长的链段数,导致反应速率与放热速率随反应进行而增加。
这种效应称之为“自动加速效应”。
由于粘度增加,散热困难,会发生“爆聚”。
因此,本体聚合要求严格控制不同反应阶段的温度,随时排除反应热是很有必要的。
在本体聚合反应开始前,通常有一段诱导期,聚合速度为零,体系无粘度变化。
然后反应逐步进行。
当转化率超过20%之后,聚合速度显著加快,称为自加速效应,此时若控制不当,体系易发生暴聚而使产品性能变坏。
而转化率达80%之后,聚合速率显著减小,最后几乎停止聚合反应,需升高温度才能使之完全聚合。
三、 实验药品及仪器药品:过氧化苯甲酰(BPO )(0.05g )---甲基丙烯酸甲酯(MMA )(15mL )---仪器:恒温水浴锅、三口烧瓶、直型冷凝管、磨口锥形瓶、牛角管、温度计、天平、小试管等。
甲基丙烯酸甲酯的制备
甲基丙烯酸甲酯聚合物综合设计实验甲基丙烯酸甲酯的精制一、目的和要求1、了解甲基丙烯酸甲酯单体的贮存和精制方法。
2、掌握甲基丙烯酸甲酯减压蒸馏的方法。
二、仪器、设备和材料1、主要仪器:500ml三口瓶,毛细管(自制),刺型分馏柱,0~100℃温度计,接收瓶2、主要试剂:甲基丙烯酸甲酯(AR)、氢氧化钠(CP)三、实验原理甲基丙烯酸甲酯为无色透明液体,常压下沸点为100.3~100.6℃。
为了防止甲基丙烯酸甲酯在贮存时发生自聚,应加适量的阻聚剂对苯二酚,在聚合前需将其出去。
对苯二酚可与氢氧化钠反应生成溶于水的对苯二酚钠盐,再通过水洗即可除去大部分的阻聚剂。
水洗后的甲基丙烯酸甲酯还需进一步蒸馏精制。
由于甲基丙烯酸甲酯沸点较高,加之本身活性较大,如采用常压蒸馏会因强烈加热而发生聚合或其他副反应。
减压蒸馏可以降低化合物的沸点温度。
单体的精制通常采用减压蒸馏。
由于液体表面分子逸出体系所需的能量随外界压力的降低而降低,因此降低外界压力便可以降低液体的沸点。
沸点与真空度之间的关系可近似地用下式表示:LgP=A+B/T 24-1式中,P为真空度;T为液体的沸点,K;A和B都是常数,可通过测定两个不同外界压力时的沸点求出。
甲基丙烯酸甲酯沸点与压力关系。
见表24-1沸点/℃10 20 30 40 50 60 70 80 90 100.6 压力/mmHg24 35 53 81 124 189 279 397 543 760 注:1 mmHg=133.322Pa四、实验步骤1、将工业纯的甲基丙烯酸甲酯300ml置于500ml分液漏斗中,用10%的NaOH溶液洗2——3次,每次用量为50ml,洗至碱液无色透解,再用2%食盐水每次50ml洗2——3次至废水呈中性,然后将甲基丙烯酸甲酯放入试剂瓶中,加入(20%——25%按单位量)无水氯化钙放置30分钟,滤去干燥剂,为实验用精单体。
2、按图24-1安装减压蒸馏装置,并与真空体系、高纯氮体系连接。
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺金丰富王成(浙江卫星控股集团研究中心,浙江嘉兴314004)喃鞫甲基丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料’主要应用于生产有机玻璃硬有机玻璃模塑料及其它工程塑料产品、PV C踟l生荆、胶粘剂、表面涂料等,市场前景十分广泛。
鹾搠】甲基丙烯酸甲酯;M M A;生产工艺甲基丙烯酸甲醋是一种重要的有机化工原料,主要应用于生产有机玻璃及有机玻璃模塑料及其它工程塑料产品、P V C改性剂、胶粘剂、表面涂料等,市场前景十分广泛。
1甲基丙烯酸甲酯的合成1.1C一3路线11.1丙酮氰醇法A CH此法是1934年I C I公司发明,1937年工业化,世界上80%的甲基丙烯酸甲酯用这个工艺合成。
丙酮氰醇和硫酸反应生成甲基丙烯酸硫酸盐,然后再和甲醇反应,生成甲基丙烯酸甲鸶。
丙酮氰醇是由氢氰酸和丙酮反应而成。
硫酸用量为1.4~1.8m ol/m ol A C H,硫酸既作为反应物,也作为溶剂。
首先生成甲基丙烯酰胺硫酸盐,副产物是a一羟基异丁烯酰胺硫酸盐(有水的情况下生成),而a一羟基异丁烯酰胺硫酸盐在比较高的温度和比较长的时间会生成甲基丙烯酰胺硫酸盐。
整个反应需要加入阻聚剂。
第一步反应80~100度,然后快速升高120~160度,整个反应时间1小时,这步转化率一般(按A C H算)是94%。
接下来用甲醇和水醋化甲基丙烯酸酰胺硫酸盐。
这个反应温度是100~150度,压力是7a t m,反应时间是1小时,一步转化率是(以甲基丙烯酰胺算)82%,甲醇和甲基丙烯酸循环反应,最终甲基丙烯酸甲酯的转化率接近90%。
生成的废水可以高温处理生成硫酸重复利用,也可以加入液氨,制成硫铵。
改进的A C H工艺是不用硫酸,最终转化率(按A C H算)84%。
第一步是丙酮氰醇制备a一羟基异丁酰胺,这个反应是丙酮氰醇和水在M n02催化作用下60度反应,转化率接近98%,然后再和甲醇在甲醇钠和离子交换树脂的催化作用下生成甲基丙烯酸甲酯,反应温度小于100度,这步转化率接近65%。
甲基丙烯酸甲酯合成路线
甲基丙烯酸甲酯合成路线甲基丙烯酸甲酯(Methyl methacrylate,简称MMA)是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂等行业。
下面将介绍一种以甲基丙烯酸甲酯为原料合成的路线。
我们需要准备两种原料,甲基丙烯酸(Methyl acrylate)和甲醇(Methanol)。
甲基丙烯酸可通过丙烯酸酯化反应合成,而丙烯酸可通过丙烯腈水解制得。
具体合成路线如下所示:第一步,将丙烯腈(Acrylonitrile)与水(H2O)在碱性条件下进行水解反应,生成丙烯酸(Acrylic acid)。
这一步反应需要在加热条件下进行,通常在150-200摄氏度下反应,反应时间为几个小时。
反应完成后,通过蒸馏纯化得到丙烯酸。
第二步,将丙烯酸与甲醇进行酯化反应,生成甲基丙烯酸甲酯。
这一反应通常在酸性条件下进行,常用的催化剂有硫酸、磷酸等。
反应温度一般在60-80摄氏度之间,反应时间为几个小时。
反应结束后,通过蒸馏纯化得到甲基丙烯酸甲酯。
甲基丙烯酸甲酯合成路线的优点是原料易得,反应条件温和,反应时间较短,产品纯度较高。
然而,这个合成路线也存在一些问题。
首先,丙烯腈的制备过程中存在一定的环境污染问题,需要合理控制废气和废水的排放。
其次,酯化反应中使用的催化剂通常是酸性物质,对设备材料有一定的腐蚀性,需要选用合适的材料。
总结起来,以甲基丙烯酸甲酯为原料合成的路线主要包括丙烯腈的水解反应和丙烯酸的酯化反应。
这个路线具有原料易得、反应条件温和等优点,但也需要注意环境污染和设备材料选择等问题。
随着科技的进步,未来还可能出现更加高效、环保的合成路线,为甲基丙烯酸甲酯的生产提供更好的选择。
甲基丙烯酸甲酯生产工艺-毕业设计(20年)
目录1. 前言 (1)MMA市场应用及前景 (1)MMA生产工艺 (2)丙酮氢醇(ACH)路线 (2)合成气法 (3)乙烯拨基化路线 (3)丙炔法 (4)异丁烯法 (4)本文MMA生产工艺路线的确定 (5)化工设备选型计算中使用的软件 (7)Cup-Tower对塔设备的选型 (7)智能选泵系统 (8)Aspen与EDR联用设计换热器 (9)化工设备布置图CAD设计 (9)项目概况 (10)项目名称 (10)拟建地址 (10)生产工艺 (10)原料及产品 (10)2. 工艺流程简介及模拟 (11)流程概述 (11)Aspen plus仿真模拟流程 (12)MAL合成工段的模拟 (12)MMA合成工段的模拟 (13)3. 设备设计计算及选型 (14)反应器的设计 (14)MAL合成反应器(R101)的设计 (14)MMA合成浆态床反应器(R201)的设计 (23)塔设备的选型与设计 (27)急冷喷淋塔简单设计计算 (27)cup-Tower对脱水塔的选型 (30)cup-Tower对吸收塔的选型 (33)MMA精馏塔设计 (36)换热器的选型 (52)换热器设计选型示例(E201的选型) (52)换热器选型结果汇总 (57)泵的选型 (57)泵的设计选型示例(P201的选型) (57)泵的选型结果 (63)储罐设计 (63)主要储罐的设计 (63)储罐设计结果一览表 (66)膜分离的简单设计 (66)膜分离工艺流程 (66)膜分离器选型与设计 (67)压缩机的选型 (69)选型示例 (69)压缩机选型结果 (69)设计图 (70)4. 环境保护与经济核算 (70)环境保护 (70)有害因素分析 (70)废物的处理措施 (71)经济核算结果 (73)5. 设计结果 (75)设备选型一览表(附后) (75)设计图(附后) (75)参考文献 (76)谢辞 (78)1 前言 MMA市场应用及前景甲基丙烯酸甲酯的分子式为C5H8O2, 简称MMA, 外观为无色液体, 易挥发,易燃, 溶于乙醇、乙醚、丙酮等多种有机溶剂, 微溶于乙二醇和水。
甲基丙烯酸甲酯本体聚合的工艺过程
甲基丙烯酸甲酯本体聚合的工艺过程生产原理:本体聚合是指单体仅在少量引发剂存在下进行的聚合反应,或者直接加热,光和辐射作用下进行的聚合反应。
本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点,可直接聚合成各种规格的型材。
但是,由于体系粘度大,聚合热难以散去,反应控制困难,导致产品发黄,出现气泡,从而影响产品质量。
本体聚合进行到一定程度,体系粘度大大增加,大分子链的移动困难,而单体分子的扩散收到的影响不大。
链引发和链增长反应照常进行,而增长链自由基的终止受到限制,结果使得聚合反应的速度增加,聚合物分子变大,出现所谓的自动加速效应。
更高的聚合速率导致更多的热量生成,如果聚合热不能及时散去,会使局部反应雪崩式的加速进行而失去控制,因此,自由基本体聚合中控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获得无瑕疵型材的关键。
聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物,具有高度的透明性,因此成为有机玻璃。
聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度于良好的低温性能,是航空工业和光学仪器制造业的重要材料。
有机玻璃表面光滑,在一定的曲率内光线可在其内部传到而不逸出,因此在光导纤维领域得到应用。
但是,聚甲基丙烯酸甲酯耐候性差,表面易磨损。
可以是甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯等单体共聚来改善耐候性。
有机玻璃是通过甲基丙烯酸甲酯的本体聚合制备的。
甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密度,再聚合过程中出现较为明显的体积收缩。
为了避免体积收缩和有利散热,工业上往往采用二步法制备有机玻璃。
在过氧化苯甲酰引发下,甲基丙烯酸甲酯聚合初期平稳反应,当转化率超过20%以后,聚合体粘度增加,聚合速率明显加快,此时应该停止第一阶段反应,将聚合浆液转移到模具中,低温反应较长时间。
当转化率打到90%以上后,聚合物业已成型,可以升温使单体完全聚合。
引发剂的用量应视制备的制品厚度而定。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗称有机玻璃,因其优良的光学性能,比重小,以及在低温下仍能保持其独特的性能而被广泛的应用,则它是重要的合成材料之一。
甲基丙烯酸甲酯制作流程
甲基丙烯酸甲酯制作流程温馨提示:该文档是小主精心编写而成的,如果您对该文档有需求,可以对它进行下载,希望它能够帮助您解决您的实际问题。
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有机玻璃单体2-甲基丙烯酸甲酯的合成
有机玻璃单体2-甲基丙烯酸甲酯的合成
14-应化一班 1408104005 司思思
有机玻璃
• 有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的 高分子化合物。 • 具有以下优点: • ①高度透明性 ②机械强度高 • ③重量轻 ④易于加工 • 它的优点决定了它的广泛用途及魅力
合成方法
• 1.丙酮氰醇法 丙酮与氰化氢反应生成丙酮氰醇,丙酮氰醇与硫 酸及甲醇反应,制得甲基丙烯酸甲酯。 • 2.丙烯法 丙烯、一氧化碳与甲醇反应,合成中间体2-甲氧基-2甲基丙酸甲酯,将它分解生成甲基丙烯酸甲酯和甲醇。 • 3.异丁烯法 将异丁烯用氧化剂在K2CO3或MnO2催化剂存在下氧 化成甲基丙烯酸或用空气在钼催化剂存在下分两段氧化,即先 氧化成甲基丙烯醛,进一步氧化成甲基丙烯酸,它再与甲醇酯 化制得甲基丙烯酸甲酯。 • 4.丙炔羰基化法 • 5.乙烯法 该法是将乙烯羰基化或加氢甲酰化生成C3的羰基化 合物,然后再与甲醛或与之相当的化合物缩合成甲基丙烯酸甲 酯。该工艺的主要优点在于产生的氢氰酸副产物可作为制取 ACH的原料循环,并且不产生硫酸铵产物。
MMA
甲基丙烯酸甲酯的合成,提纯及鉴别摘要介绍甲基丙烯酸甲酯的各种合成工艺,提纯方法与鉴别。
关键词甲基丙烯酸甲酯 A CH 法异丁烯法乙烯羰基化法提纯核磁甲基丙烯酸甲酯C5H8O2;CH2C(CH3)COOCH3目前世界已经工业化、正在运行的MMA生产技术主要包括丙酮氰醇法(ACH法)、异丁烯法(包括传统i-C4法、叔丁醇法和ASAHI法)、乙烯法(BASF法)和改进丙酮氰醇法(MGC 法)。
1丙酮氰醇法(ACH法)该工艺以丙酮和氢氰酸(或购买ACH)为原料开始,然后进行脱水、水解和酯化得到物质MMA,称为ACH制程。
制程过程中必须使用大量的剧毒物质HCN,且每生产1吨的MMA,就会产生1.2吨的硫酸铵副产品,造成处理上的困难。
但目前ACH制程占全球MMA生产的80%左右。
该工艺仍需进一步改进和提高,尤其是改善脱水/水解这一环节。
反应式见式(1)。
反应式(1)2异丁烯法该工艺包括两步气相氧化异丁烯(或叔丁醇)生成甲基丙烯酸,然后再酯化生成MMA。
该工艺称为i-C4路线。
远东地区已有工业化生产装置。
反应式见式(2)。
CH3 CH3| |2CH2=C-CH3+3O2→2CH2=CCOOH+2H2O↓CH3OHCH3|CH2=CCOOCH2反应式(2)现还开发了一种先将异丁烯气相氧化成甲基丙烯醛的新工艺。
生成的液态甲基丙烯醛先与甲醇混合,然后以Pd/Pb为催化剂,用空气在液相中氧化生成甲基丙烯酸,同时酯化生成MMA。
这一工艺称为旭化成直接法或旭(D)路线。
最近,旭化成公司已在日本将旭(D)工艺投入生产运行,取代了其另一项基于甲基丙烯腈的独特技术。
3乙烯羰基化法该路线先对乙烯进行羰基合成(醛化)生成丙醛,再与甲醛缩合生成甲基丙烯醛,然后再氧化、酯化生成MMA。
因是首家也是唯一一家使用本路线的公司是巴斯夫公司,故该工艺也称为巴斯夫路线。
反应式见式(3)。
在德国路德维希港有一家工厂采用巴斯夫路线工业化生产MMA。
甲基丙烯酸甲酯装置
甲基丙烯酸甲酯装置甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物,又称MMA,简称甲甲酯。
是一种重要的化工原料,是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃,PMMA)的单体。
易燃,有强刺激性气味,有中等毒性,应避免长期接触。
聚合单体和添加剂图1反应方程式甲基丙烯酸甲酯是聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)单体,也与其他乙烯基单体共聚得到不同性质的产品.用于制造有机玻璃、涂料、润滑油添加剂、塑料、粘合剂、树脂、木材浸润剂、电机线圈浸透剂、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、印染助剂和绝缘灌注材料等。
一、传统生产工艺路线目前在工业上,MMA 主要有5 种生产工艺。
由于采取不同的原料,合成MMA 的催化反应收率也有高有低。
各工艺装置的规模效益也不一样, 任何一项工艺没有绝对的优势。
全球MMA 生产能力中80 %采用ACH 工艺。
在MMA 三大生产地区, 北美、西欧主要采用传统的ACH工艺,日本主要采用以C4 烃为原料的工艺。
本文从技术和经济性两方面评述了MMA 生产工艺。
1、ACH法ACH法以苯酚副产的丙酮和丙烯腈副产的氢氰酸为原料,生成ACH 后在浓硫酸中加热生成甲基丙烯酰胺硫酸盐,再与甲醇进行酯化反应生成MMA。
该工艺的特点是有效利用了石油化工副产物, 且MMA 收率高, 无论以丙酮或氢氰酸计收率均超过97 %。
但由于过程中浓硫酸过量, 且生成大量硫酸氢铵副产物, 每生成1 t 的MMA ,副产1.2t 硫酸氢铵, 因此增加了后续处理费用。
另外该工艺装置必须采用耐酸设备, 且原料氢氰酸具有剧毒。
为达到10 %的投资回报率, 该工艺装置还必须具有一定规模的生产能力和较高的开工率才有经济性。
Chem Systems 对采用该工艺的MMA 生产装置进行了分析, 结果表明在生产能力为22 .7 ~272 .4 kt/a 、且装置满负荷运行时,MMA 产品生产成本随生产能力的增加以12 .2 %的速率递减;当生产能力固定为136 .1 kt/a , 而开工率在50 %~ 117 %变化时, MMA 产品生产成本随开工率的增加而以39 .2 %的速率递减, 从而表明了装置规模与生产成本之间的直接关系。
甲基丙烯酸甲酯性能及合成与应用
所以低温时氧为阻聚剂。但低温所形成的单体过氧化物在 高温下可分解生成新的活性中心,使反应速率骤增并大量放热, 造成爆聚。即使这种过氧化物在聚合过程中不分解,在制品的 使用或加工过程个遇到较高温度时,仍会部分分解,导致有机 玻璃热性能及力学性能下降。所以在聚合过程中,应尽量避免 空气同单体及预聚体接触,有条件的可对预聚体(或浆液)采取 真空脱泡处理,灌模时必须将模具内的空气排尽。
CH3
CH3
O
CH3
O
CH 2 C C NH 2 · H 2SO 4 +CH 2OH
CH 2 C C O CH 3 +NH 4H SO 4
CH 3
CH 3
二、 异丁烯路线
异丁烯氧化法合成MMA有三步化学反应:首先是异丁烯
被四氧化二氮和硝酸液氧化,生成2-甲基2-硝基丙酸,随
后其水解成α-羟基异丁酸,最后经脱水、酯化生成MMA。
甲基丙烯酸甲酯聚合过程按自由基聚合反应机理进行, 转化率约20%时,产生自加速效应(凝胶效应)。此时聚合速 度加快,聚合物的平均分子量也提高。因此通常在聚合体 系中添加少量聚甲基丙烯酸甲酯或其他聚合物,可诱导凝 胶效应,加快反应速度,缩短聚合时间。 常用的聚合方法主要由以下几种:本体聚合、悬浮聚合、 溶液聚合、乳液聚合。
聚合阶段系将粘稠的预聚物灌入无机玻璃模具中,移入 空气浴或水浴中,慢慢升温至40-50度聚合,使聚合速率与 散热速率相适应。在该温度下聚合数天,使转化率达90% 左右。然后近一步升温至MMA的玻璃化温度以上100-120 度进行高温热处理,使残余单体充分聚合。
高温聚合后,经冷却、脱模、修饰,即为有机玻璃,相 对分子质量可达100万,而悬浮法生产的PMMA相对分子 质约为5-10万
聚甲基丙烯酸甲酯的制备.推荐课件
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2021/8/22
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4.分离:蒸馏蒸发
5.高温后处理:转化率达到90%后,进一步升温至PMMA玻璃 化温度以上如100-120°,进行高温热处理,使残余单体 充分聚合。这样由本体聚合制成的有机玻璃分子量可达
106。
应用
聚甲基丙烯酸甲酯作为性能优异的透明材料广泛应用在 以下各方面: 1.灯具、照明器材,例如各种家用灯具、荧光灯罩、汽 车尾灯、信号灯、路标。 2. 光学玻璃,例如制造各种透镜、反射镜、棱镜、电视 机荧屏、菲涅耳透镜、相机透光镜片。 3.制备各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘。 4.制备光导纤维。 5.商品广告橱窗、广告牌。 6.飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃(需带有中间 夹层材料)。 7.各种医用、军用、建筑用玻璃。
简介
• PMMA是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯 酸类树酯,相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料,其中以聚甲 基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为 PMMA,俗称有机玻璃,是迄今为止合成透明材料中质最优 异的。
• 甲基丙烯酸甲酯(MMA)可选用悬浮聚合,乳液聚合甚 至溶液聚合,但间歇本体聚合却是制备板,管,棒和其他 型材的主要方法。
合成原理
过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯进行 自由基聚合。本体聚合的具体过程是: (1)引发剂的分解:
(2)链引发:
(3)链增长: (4)链终止:
A 偶合终止 B 歧化终止
甲基丙烯酸甲酯在60℃以上时聚合,以歧化终止为主
工艺流程
原料 催化剂
聚合
分离 后处理 回收
十四字方针
1.原料:甲剂):过氧化苯甲酰(BPO)
3.聚合:将MMA和BPO以及适量增塑剂,脱模剂加入普通搅 拌釜内,90°-95°下聚合成为粘度不高的浆液,这时体 积已部分收缩,预聚结束,用冰水冷却。将黏稠预聚物灌 入无机玻璃平板模,移入空气浴或水浴中,慢慢升温至 40-50°,聚合数天使达到90%转化率。低温缓慢聚合的目 的在于与散热速度相适应,此外,温度过高易产生气泡。
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甲基丙烯酸甲酯合成路线
甲基丙烯酸甲酯(Methyl methacrylate,简称MMA)是一种重要的有机合成原料,广泛应用于塑料、涂料、光学材料等领域。
下面将详细介绍MMA的合成路线。
甲基丙烯酸甲酯的合成主要通过酯化反应来实现。
酯化反应是一种醇和酸反应生成酯的化学反应。
在甲基丙烯酸甲酯的合成过程中,甲醇与丙烯酸甲酯发生酯化反应,生成MMA。
合成甲基丙烯酸甲酯的一种常见方法是使用甲醇和丙烯酸甲酯作为原料,在酸催化剂的存在下进行酯化反应。
酸催化剂可以是无机酸如硫酸、磷酸等,也可以是有机酸如甲酸、硫酸二甲酯等。
其中,无机酸催化剂的使用较为常见。
酯化反应的机理主要包括两个步骤:酸催化的醇质子化和醇质子化后的亲电进攻。
首先,酸催化剂使甲醇分子中的氧原子带正电荷,形成质子化的甲醇离子。
然后,质子化的甲醇离子攻击丙烯酸甲酯分子中的羰基碳,断裂羰基碳氧键,生成甲基丙烯酸甲酯。
在实际合成中,通常将甲醇和丙烯酸甲酯按一定比例混合,加入适量的酸催化剂,保持适当的温度和反应时间。
反应完成后,通过蒸馏、萃取等方法分离、纯化甲基丙烯酸甲酯。
甲基丙烯酸甲酯的合成路线主要包括原料准备、酯化反应、分离纯
化等步骤。
在实际生产中,还需要考虑反应条件的选择、催化剂的种类和用量、废气处理等问题。
总结起来,甲基丙烯酸甲酯的合成路线是通过甲醇和丙烯酸甲酯的酯化反应来实现的。
酯化反应需要酸催化剂的存在,通过质子化和亲电进攻的过程生成甲基丙烯酸甲酯。
合成过程中需要合理选择反应条件和催化剂,同时还需要进行分离纯化等后续处理。
甲基丙烯酸甲酯的合成路线为相关产业的发展提供了重要的基础原料,对推动相关产业的发展具有重要作用。