محصولات با ارزش پایین دست فرمالدئید- متیل متاکریلات (MMA) و پلی متوکسی دی متیل اتر (DMMn)

مقدمه

فرمالدئید یکی از محصولات اصلی پایین دستی متانول است و میزان مصرف آن 27 درصد است و رتبه اول را در ساختار مصرف متانول دارد.

از زمانی که تولید فرمالدئید در دهه 1950 آغاز شد، چین با ظرفیت تولید حدود 32000 کیلو تن در آمپر، به اولین تولید کننده و مصرف کننده فرمالدئید در جهان تبدیل شده است، اما خروجی واقعی فرمالدئید در سال های اخیر حدود 10000 کیلوتون در A است. از سال 2020 تا 2021، نرخ عملیاتی شرکت های فرمالدئید داخلی اساساً حدود 15-55٪ است و بالاترین نرخ عملیاتی 51.24٪ در اواخر ژانویه 2021 است.

فرمالدئید یکی از مواد اولیه شیمیایی مهم است که در صنایع چوب، نساجی، ضد خوردگی و غیره کاربرد فراوانی دارد.با رشد تقاضا برای محصولات پایین دستی فرمالدئید - POM، PF، متیلال، 1،4-بوتاندیول (BDO)، دی فنیل متان دی ایزوسیانات (MDI)، پیریدین و ترکیبات آن، رشد تقاضای مصرف برای فرمالدئید برای مدت طولانی نیز نقش مهمی ایفا می کند. نقش مثبت

با این حال، در کل، پس از توسعه سریع در مراحل اولیه، صنعت فرمالدئید چین وضعیت فعلی "مازاد ظرفیت، رقابت شدید و راندمان پایین" را شکل داده است.به منظور جستجوی توسعه جدید و رهایی از مشکلات، شرکت ها باید زنجیره صنعتی پایین دستی را گسترش دهند و تنوع محصول را تحقق بخشند.گسترش زنجیره صنعتی پایین دستی می تواند سطح استفاده جامع از منابع را بهبود بخشد، هزینه تولید جامع را کاهش دهد، افزایش بهره وری و کاهش انتشار شرکت ها را تحقق بخشد، به طوری که سودآوری شرکت ها را افزایش دهد، شرکت های فرمالدئید کم سود را به شرکت های پویا تبدیل کند و افزایش توانایی شرکت ها برای مقاومت در برابر خطرات بازار، که یک نیروی محرکه قوی برای ترویج توسعه پایدار صنعت خواهد بود.

Hubei Sanli Fengxiang Technology Co., Ltd. متعهد به گسترش محصولات پایین دستی فرمالدئید و فرمالدئید است، به طور فعال نرخ استفاده جامع از منابع فرمالدئید را از طریق گسترش زنجیره صنعتی پایین دست بهبود می بخشد، به طور موثر هزینه تولید جامع شرکت های فرمالدئید را کاهش می دهد و تحول و تحول را ترویج می کند. ارتقاء صنعت فرمالدئیدHubei Sanli Fengxiang Technology Co., Ltd. با موفقیت فناوری تولید صنعتی محصولات با ارزش پایین دست فرمالدئید - پلی متوکسی دی متیل اتر (Dmmn) و متیل متاکریلات (MMA) را توسعه داد و ساخت کارخانه های آزمایشی را تکمیل کرد.

DMMn

معرفی محصول

Dmmn، نام کامل: Polymethoxy Dimethyl Ether، Polymethoxy-methylal و غیره، با مخفف DMMn、PODE، فرمول مولکولی: CH3O(CH2O) n CH3（n≥2). برای مشاهده شاخص های اصلی خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات تک جزئی سری Dmmn به جدول 1 مراجعه کنید

جدول 1 شاخص های اصلی خواص فیزیکی و شیمیایی

برنامه Prouct

عامل کاهنده تیرگی افزودنی دیزل

در مقایسه با اروپا و آمریکای شمالی، کیفیت دیزل خودرو در چین نسبتاً پایین است که عمدتاً در محتوای گوگرد، عدد ستان و آروماتیک منعکس می شود.میانگین تعداد ستان دیزل خودرو در چین حدود 45 است و برخی از دیزل های سبک تنها می توانند به 40 برسد، بنابراین بهبود عملکرد موتور دیزل دشوار است.اگرچه چین استاندارد دیزل خودرو جدید (GB19147-2009) را در سال 2010 صادر کرد، تولید گازوئیل خودروی واجد شرایط با فرآیند پالایش نفت موجود دشوار است.محتوای بالای آروماتیک منجر به کاهش عدد ستان، احتراق ناقص و آلودگی جدی اگزوز خودرو می شود.

Dmmn در سطح بین المللی به عنوان یک جزء جدید ترکیب سوخت سازگار با محیط زیست برای کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای دودکش شناخته شده است.دارای تعداد ستان بالا (80 تا 100) و سیالیت خوب در دمای پایین است.این می تواند عملکرد احتراق دیزل را بهبود بخشد و انتشار اگزوز خودرو را کاهش دهد.خواص فیزیکی آن مشابه دیزل است.وقتی با دیزل مخلوط می شود، نیازی به اصلاح سیستم تامین سوخت موتور خودرو نیست.عدد ستان Dmmn در بین چندین اکسیژن‌دهنده بالاترین است، که نه تنها از دیزل بیشتر است، بلکه از دی متیل اتر نیز بیشتر است که بیش از دو برابر دی متیل کربنات است.بنابراین، Dmmn را می توان نه تنها به عنوان اکسیژن، بلکه به عنوان بهبود دهنده عدد ستان نیز استفاده کرد.تعداد ستان متانول و اتانول بسیار کم است.

جدول 2 مقایسه خواص بین

اکسیژن های رایج و روغن دیزل

بسیاری از شرکت های چینی و خارج از کشور به طور متوالی این محصول را به عنوان یک افزودنی دیزل توسعه و مطالعه کرده اند.آزمایش و تحقیقات کاربردی نشان می دهد که عدد ستان دیزل پس از افزودن 8-12 درصد Dmmn 5-30 درصد افزایش می یابد.به ازای هر 3 درصد افزایش این جزء در دیزل استاندارد ملی، عدد ستان گازوئیل را می توان یک واحد افزایش داد.علاوه بر این، با افزودن 20٪ دیزل DMMn، دود را می توان 80٪ تا 90٪ و NOx را 50٪ کاهش داد.در عین حال، راندمان حرارتی بالاتر از دیزل به تنهایی است.

نقطه انجماد DMMn می تواند به زیر - 30 ℃ برسد.مخلوط کردن با گازوئیل یا سایر سوخت ها می تواند عیار دیزل را کاهش دهد (ترکیب دیزل 0# با 20% DMMn می تواند نقطه انجماد آن را به -6 ℃ کاهش دهد)، و به دلیل محتوای بالای اکسیژن DMMn، دیزل یا سوخت مخلوط شده مناسب است. برای مناطق سرد و کم اکسیژنتحقیقات تجربی نشان می دهد که عملکرد روانکاری روغن دیزل پس از افزودن نسبت مناسب DMMn به طور قابل توجهی بهبود می یابد، که می تواند جایگزین عامل ضد سایش وارداتی دیزل شود و مشکل روانکاری ضعیف روغن دیزل کم گوگرد را حل کند.

جدول 3 داده های تست خودرو پس از افزودن DMMn

جدول 4 داده های تست ایستاده پس از افزودن DMMn

حفاظت از محیط زیست نوع حلال

DMMn که در آن نقطه جوش DMM2، DMM3، DMM4 102 ~ 202 ℃ است که در محدوده جوش حلال با نقطه جوش متوسط ​​(100 ~ 150 ℃) و حلال با نقطه جوش بالا (100 ~ 200 ℃) قرار دارد.و ساختار مولکولی DMMn شبیه به اترهای الکل است که می توان آنها را اترهای الکلی یا حلال های اتر نامید.

جدول 5 جدول عملکرد کلی حلال

DMM2-4 یک حلال اتر، بی رنگ و شفاف، با طعم کمی اتر، محدوده تقطیر قابل تنظیم، فرار متوسط ​​و پایداری خوب است.می توان آن را به عنوان یک حلال دوستدار محیط زیست (D20 ~ D70) برای جایگزینی جزئی یا کامل هیدروکربن های معطر، اترهای الکلی و استرهای استات، کتون ها، استرها و سایر حلال ها استفاده کرد.مزایای اقتصادی قابل توجه و چشم انداز کاربردی گسترده ای دارد.

DMM2-4 حلالیت بسیار بیشتری نسبت به مواد آروماتیک دارد.این می تواند رزین (پلی استر، آکریلات، رزین اپوکسی و غیره) روغن و موم را حل کند.حلالیت آن قوی تر از اتر و استون است.این یک جایگزین خوب برای حلال های معطر (تولوئن، زایلن)، DMF، هیدروکربن های هالوژنه و حلال های اتر است.DMM2 به تنهایی یا ترکیب انتخابی با سایر حلال های معمولی می تواند به طور گسترده در زمینه های لاستیک، چسب، دارو، استفاده از لاستیک احیا شده، آماده سازی چسب، عامل تمیز کننده فلز، عطر، روغن برای واسطه های دارویی، عامل تمیز کننده خشک، مواد کمکی چاپ و رنگرزی استفاده شود. تهیه رقیق کننده رنگ؛به دلیل سمیت بیولوژیکی کم، متیلال همولوگ دارای سمیت کم است (سمیت حاد استنشاقی موش LC50: 47 گرم در متر مکعب؛ موش استنشاقی LC50: 57 گرم در متر مکعب در 7 ساعت)، و حاوی گوگرد، سرب، مواد معطر و سایر سموم نیست. و مواد مضر که می توانند زیست تخریب پذیر باشند.بنابراین می توان از آن به عنوان یک حلال تمیز و دوستدار محیط زیست برای کاهش مواد مضر موجود در رنگ ها، پوشش ها و آفت کش ها، کاهش خطرات سلامتی بدن انسان و آلودگی های جدی جو و خاک استفاده کرد.DMM2 ~ 4، 30 تا 40٪ (W٪) در آب در دمای اتاق حل شده، 4 تا 5٪ (w٪) آب حل شده در محصولات، روغن-آب آمفیفیلیک، یک حل کننده آفت کش ایده آل است که می تواند حلالیت متقابل را بهبود بخشد. از اجزای فعال آفت کش و آب، و حتی می تواند به طور مستقیم به عنوان کنسانتره امولسیون پذیر استفاده شود.همچنین می تواند به عنوان جایگزینی برای اجزای حلال آلی در رنگ های پایه آب (از جمله رنگ امولسیونی) استفاده شود که می تواند هزینه رنگ پایه آب را کاهش دهد.

معرفی فناوری

Hubei Sanli Fengxiang Technology Co., Ltd. و دانشگاه نفت چین (چین شرقی) چندین سال است که پلی متوکسی دی متیل اتر (DMMn) در پایین دست فرمالدئید ایجاد کرده اند.پس از نسل اول با متیلال و پلی جامد به عنوان مواد اولیه و نسل دوم با فرمالدئید و متیلال به عنوان مواد اولیه، در نهایت نسل جدیدی از فناوری تولید DMMn را با متانول و فرمالدئید به عنوان مواد اولیه توسعه و آزمایش کردند.

این فرآیند از مواد خام متانول و فرمالدئید استفاده می کند، از یک راکتور بستر ویژه جدید با پیکربندی داخلی ویژه توسعه یافته توسط دانشگاه نفت چین (چین شرقی) عبور می کند و سپس محصول را از طریق تقطیر واکنشی، تقطیر جفت شده، تقطیر استخراجی، تقطیر با نوسان فشار به دست می آورد. و سایر فناوری هاخروجی را می توان در ترکیب های مختلفی از DMM2، DMM3 ~ 4، DMM3 ~ 5 و DMM3 ~ 6 تولید کرد که می توان آن را با توجه به شرایط بازار و پایین دستی به صورت انعطاف پذیر تنظیم کرد.

ویژگی های اصلی این فرآیند: فناوری هسته کلیدی: راکتور پیوسته بستر ثابت با ساختار داخلی ویژه دارای راندمان انتقال جرم بالا، سرعت واکنش سریع، عدم افت فشار بستر، و غلظت های مختلف فرمالدئید قابل تغذیه است.این سیستم دارای درجه بالایی از یکپارچگی، فرآیند کوتاه، سرمایه گذاری کم در ساخت کارخانه، هزینه عملیات کم و اثر اقتصادی خوب است.

جدول 6 فهرست مصرف نسل جدید فناوری تولید DMMN (به عنوان مثال 300000 تن در آمپر)

MMA

معرفی محصول

متیل متاکریلات یک ترکیب آلی است که با نام MMA α- متیل متاکریلات نیز شناخته می شود، با فرمول مولکولی CH5H8O2، وزن مولکولی 100.12، چگالی 994 کیلوگرم بر متر مکعب، نقطه ذوب - 48 ℃، نقطه اشتعال 10 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 100. -101 ℃، مایعی بی رنگ، محلول در اتانول، اتر، استون و غیره است و حد انفجار بالا و پایین آن 12.5٪ - 2.1٪، فرار، قابل اشتعال و انفجار است.این یک ماده خام شیمیایی مهم و یک مونومر برای تولید پلی متیل متاکریلات پلاستیکی شفاف (PMMA) است.قابل اشتعال است، بوی تند قوی دارد، دارای سمیت متوسط، سمیت تولید مثلی و اثر تراتوژنیک است و برای قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باید از آن اجتناب کرد.ساختار آن در شکل سمت راست نشان داده شده است.اطلاعات اولیه و خواص فیزیکوشیمیایی متیل متاکریلات به شرح زیر است:

جدول 7 اطلاعات پایه MMA

هدف MMA

صنعت lexiglass

متیل متاکریلات (MMA) عمدتا در ساخت پلکسی گلاس، پوشش، افزودنی روغن روان کننده، عامل مرطوب کننده چوب، عامل پرداخت کاغذ و غیره استفاده می شود.این ماده از مواد شیمیایی آلی نیست، بلکه می تواند به طور مستقیم به عنوان محصول شیمیایی استفاده شود.به عنوان یک ماده، در تولید PMMA، و همچنین در افزودنی PVC ACR، دومین مونومر مورد استفاده در تولید الیاف اکریلیک استفاده می شود.جدای از آن، MMA به طور گسترده در صنایع چسب، پوشش، رزین، نساجی و کاغذ سازی استفاده می شود.

به عنوان یک محصول شیمیایی، MMA را می توان به طور مستقیم در چرم، رزین های تبادل یونی، مواد تکمیل کننده کاغذ، مواد کمکی نساجی، عوامل پردازش چرم، افزودنی های روغن روان کننده، کاهش دهنده نقطه ریزش روغن خام، مواد مرطوب کننده چوب و چوب نرم، عوامل آغشته کننده سیم پیچ موتور، استفاده کرد. مواد ریختن عایق و نرم کننده های امولسیون پلاستیک، پرداخت کف، رزین غیراشباع اصلاح شده و استرهای بالاتر اسید متاکریلیک.

MMA همچنین یک مونومر مصنوعی آلی است و در رزین، پلاستیک، پوشش، چسب، بازدارنده و پخش کننده رسوب، روان کننده، عامل مرطوب کننده چوب، عامل نفوذ کننده سیم پیچ موتور، عامل پرداخت کاغذ، مواد کمکی چاپ و رنگرزی و مواد ریختن عایق استفاده می شود.

در چین، تقاضای عمده برای MMA در تولید PMMA، اصلاح کننده ضربه PVC و پوشش سطح است.MMA عمدتا در PMMA استفاده می شود.با رشد سریع در تبلیغات، مبلمان، ساخت و ساز، حمل و نقل و ارتباطات، بازار PMMA بر این اساس گسترش یافت.علاوه بر این، با توجه به بهبود سطح زندگی مردم، محصولات مصنوعی پلاستیکی جایگزین محصولات چوبی و فولادی خواهد شد.افزایش تقاضا برای محصولات PVC باعث توسعه پردازش و اصلاح کننده ضربه می شود.در عین حال، نسبت و خروجی پوشش‌های پایه آب با عیار بالا بسیار افزایش می‌یابد و فرمول فرآیند به تدریج با حفاظت از محیط زیست ادغام می‌شود، بنابراین تقاضا برای MMA نیز به تدریج افزایش می‌یابد.MMA به عنوان ماده اولیه برای افزودنی های ACR و همچنین برای تولید امولسیون اکریلیک استفاده می شود.این ماده خام کلیدی برای پوشش های سطحی آب است.در عین حال، MMA همچنین کاربردهای مهمی در اندازه گیری پارچه، عامل اتصال عرضی پلی استر غیر اشباع، روان کننده و میز مرمر مصنوعی دارد.

در سال 2015، ظرفیت تولید MMA داخلی 685000 تن در سال، خروجی کمتر از 400000 تن و مصرف 590000 تن بود.در سال 2019، ظرفیت تولید MMA داخلی کمتر از 1 میلیون تن در سال است، خروجی به 800000 تن می رسد (نرخ عملیاتی 80٪ محاسبه می شود)، تقاضا به 890000 تن می رسد و شکاف بین عرضه و تقاضا 90000 تن است.از سال 2016 تا 2020، عرضه و تقاضای MMA به شرح زیر است:

هماهنگی داخلی عرضه و تقاضا

واحد 10 هزار تن

خلاصه فناوری

تاکنون تنها کشورهای معدودی در جهان به تولید صنعتی با فرآیند اتیلن پی برده اند.و با توجه به کاتالیزور، این فرآیند در مقیاس بزرگ انجام نشده است.اکثر تولید MMA بر اساس روش سنتی است، یعنی روش ACH و روش C4، و روش ACH نسبت بالاتری را به خود اختصاص می دهد.مسیر سنتز روش ACH با جریان فرآیند طولانی، بازده کم پس از واکنش چند مرحله‌ای و هزینه بالا پیچیده است.اسید هیدروسیانیک بسیار سمی به عنوان ماده خام استفاده می شود و محصولات جانبی مانند سولفات آمونیوم و فاضلاب برای محیط زیست مضر هستند که در طبقه بندی استفاده محدود توسط دولت ذکر شده است.

از طریق عملیات با مؤسسه تحقیقاتی، SL CHEMTECH یک فناوری تولید قابل اعتماد و تمیز مبتنی بر زغال سنگ را توسعه داد، که توسعه مهم صنایع شیمیایی زغال سنگ و متانول در پایین دست است.این می تواند بهترین استفاده را از منابع زغال سنگ چین داشته باشد و فناوری تولید MMA را در چین بهبود بخشد.این فرآیند دارای مواد خام فراوان، در دسترس و ارزان است.این فرآیند در شرایط ملایم انجام می شود، بنابراین از اکسیداسیون در دمای بالا و فشار بالا جلوگیری می شود.تخلیه سه زباله کمتر از 50 درصد فرآیند بالغ موجود است، بنابراین یک فرآیند پاک و ایمن است.از طریق همکاری با موسسه تحقیقاتی، SL CHEMTECH پیشرفتی در کاتالیزور ایجاد می کند که غیرفعال شدن آهسته و عمر طولانی کاتالیزور خواهد بود.

متیل استات و فرمالدئید مواد خام در فناوری مبتنی بر زغال سنگ هستند و می توان آن را به سه مرحله تقسیم کرد: متیل استات و فرمالدئید ابتدا متراکم می شوند تا متیل آکریلات تولید شود، سپس هیدروژنه می شود تا متیل پروپیونات تولید شود و سپس متیل پروپیونات بیشتر متراکم می شود. با فرمالدئید برای به دست آوردن متیل متاکریلات.و می توان آن را به صورت زیر نشان داد:

CH3- COOCH3+HCHO → CH2=CH-COOCH3+H2O

CH2=CH-COOCH3+H2 → CH3CH2COOCH3

CH3CH2-COOCH3+HCHO→CH2=C(CH3)COOCH3+H2O

در مقایسه با فرآیند ACH و فرآیند C4، جریان اصلی در تولید داخلی MMA، این فرآیند اسید و نمک زائد تولید نمی کند و مواد بسیار سمی مانند اسید هیدروسیانیک در فرآیند تولید وجود ندارد.سیستم کلی تمیز و پایدار است.مواد شیمیایی فله معمولی به عنوان ماده خام استفاده می شود، بنابراین نیازی به تطبیق با منشاء مواد خام خاص نیست.یکی از دو پروژه MMA EPC که هر دو با شرکت فناوری Hubei Sanli Fengxiang قرارداد دارند.Ltd.، تحویل اولیه نصب را تکمیل می کند.و تخمین زده می شود که محصول واجد شرایط را در اکتبر 2021 تولید کند. این واحد اولین واحد نمایش صنعتی 10 هزار تنی فناوری MMA مبتنی بر زغال سنگ در جهان خواهد بود.

لطفاً موارد زیر را برای مصرف فناوری MMA مبتنی بر زغال سنگ مشاهده کنید

جدول 8 مصرف واحد MMA