
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
乙烯法由德国BASF 公司于19 年投入工业运转,生产能力为35kt/a, 是目前实现工业化的以C2烯烃为原料生产MMA的工艺两套装置之一。该工艺首先将乙烯进行气相氢甲酰化反应生成丙醛,然后与甲醛缩合成甲基丙烯醛(MAL)。之后采用与直接氧化法一样的方法,即MAL 氧化生成MAA,MAA再与甲醇进行酯化反应生成MMA。以粗MAA计, MMA的总体收率为.05 %。
英国Lucite国际公司(前Ineos公司)开发的α-MMA技术于2008年在新加坡建立了12万吨/年MMA装置。该工艺流程分两步,第一步乙烯与甲醇、CO反应生成丙酸甲酯,采用的钯基均相羰化催化剂具有高活性、高选择性(99. 9 %)和使用寿命长的特点,反应在温和的条件下进行,对装置的腐蚀性较小,从而减少了建设材料的资金投入,第二步丙酸甲酯与甲醛反应生成MMA 和水,采用专有的多相催化剂,具有较高的MMA选择性。α-MMA技术具有一定的成本优势,但需要乙烯、甲醇、甲醛等原料,而且BASF和Lucite公司不对外转让技术。
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。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法的这些缺点,许多公司和研究单位对该法进行了改进,生产成本有一定的下降。
3、异丁烯氧化路线
1982年三菱人丝和日本MMA单体公司以异丁烯为原料,经气相氧化与酯化两步反应制得MMA,并实现工业化。亚洲地区基于该项C4烃利用技术的新建装置迅速增加,至2002年末生产能力已超过60万t/a,约占该地区MMA总生产能力的46%。中国地区MMA产能情况如下:
| 生产厂家 | 生产能力 | 工艺路线 | 投产日期 |
| 吉化公司丙烯腈厂 | 10.0 | ACH法 | 2004年 |
| 吉化抚顺吉特化工有限公司 | 1.6 | ACH法 | 2003年改造 |
| 吉化苏州安利化工厂 | 1.2 | ACH法 | 2004年改造 |
| 黑龙江龙新化工有限公司 | 5.0 | ACH法 | 2008年 |
| Lucite公司(上海化学工业区) | 9.0 | ACH法 | 2005年7月 |
| 广东惠州三菱化成公司 | 7.0 | C4氧化法 | 2006年7月 |
| Evonik公司(上海化学工业区) | 11.0 | C4氧化法 | 2009年9月 |
| 合 计 | 44.8 |
中国地区最近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]
| 改进ACH法 | ACH法 | 异丁烯氧化法 | BASF法 | |
| MMA产能,万吨/年 | 11.3 | 11.3 | 11.3 | 11.3 |
| 总固定投资,百万美元 | 66.3 | 129.1 | 159.2 | 153.8 |
| 生产成本,美分/kg | 102.97 | 106.88 | 84.84 | 93.39 |
| 原料费用 | 76.22 | 74.07 | 43.39 | 52.86 |
| 公用工程费用 | 6.87 | 4.38 | 7.73 | 6.32 |
| 维修费用和工资 | 2.34 | 4.85 | 5.51 | 5.37 |
| 折旧费用 | 5.84 | 11.39 | 14.03 | 13.55 |
| 分析测试和运转费 | 2.09 | 1.17 | 2.09 | 2.58 |
| 税金和保险 | 1.17 | 2.27 | 2.80 | 2.71 |
| 管理费用 | 2.49 | 2.80 | 3.34 | 4.05 |
| 销售和科研费用 | 5.95 | 5.95 | 5.95 | 5.95 |
| 产品总成本,美分/kg | 117.58 | 135.29 | 120.33 | 126.83 |
参考资料:
[1] 甲基丙烯酸甲酯PEP资料汇编。
[2] 杨学萍.甲基丙烯酸甲酯生产工艺及技术经济比较.化工进展,2004:23(5)。
