华东理工大学的甲醇与醋酸甲酯一步法制MMA研究获进展

近日,华东理工大学的研究团队提出一种基于Cu-Cs双活性位催化甲醇一步法制甲基丙烯酸甲酯(MMA)的工艺路线。该路线在固定床反应器内采用接力催化方式,通过调整Cu与Cs双活性位之间的空间距离与床层分布,能够精确控制所得酯类和醛类的碳链饱和度和长度。相关研究成果发表于《德国应用化学》杂志。

目前,MMA工业生产工艺根据使用原料碳数的不同分为C2、C3和C4路线。C2路线采用乙烯为原料,其工艺简单、污染小、原子利用率高,但产物收率较低且相关技术被国外公司垄断;C3路线主要采用丙酮氰醇法,但由于使用剧毒的氢氰酸和浓硫酸,并产生大量毒副产物而受到限制;C4路线基于异丁烯氧化酯化,操作简单且副产物较少,但催化剂选用金、钯等,生产成本高,且催化剂稳定性差、寿命短,限制了其应用。在“双碳”战略目标下开发绿色低碳、经济的MMA生产新工艺及其相关催化技术,将推动我国MMA产业发展。

该研究团队开发了一种甲醇与醋酸甲酯接力催化一步法制MMA的新工艺路线,甲醇催化脱氢生成甲醛与氢气,甲醛与醋酸甲酯发生羟醛缩合生成丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯与甲醇脱氢产生的氢发生原位加氢反应生成丙酸甲酯,丙酸甲酯与甲醛进一步发生羟醛缩合反应生成MMA。与传统工艺路线的多反应器串联操作方式不同,该一步法工艺生产流程短、原料利用率高、能耗和碳排放低,且生产成本有望降低15%以上。

研究表明,高选择性获得MMA产物的关键是实现中间物种扩散速率、羟醛缩合反应速率与加氢速率三者之间的匹配。

该研究可为甲醇下游产业链拓展提供借鉴。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]