一、概述
甲基丙烯酸甲酯,化學式為C5H8O2,化學式量為100.12,是一種有機化合物,又稱MMA,簡稱甲甲酯。易燃,有強刺激性氣味,有中等毒性,應避免長期接觸。
目前MMA的合成方法較多且較成熟,一些方法已實現了工廠生產。主要包括:傳統的ACH法、MGC法乙烯羰基化法(BASF法)異丁烯氧化法、贏創Aveneer工藝和異丁烷法等。其中以ACH法和異丁烯法較為常用。
甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成方法
合成方法 | 簡介 |
丙酮氰醇法(ACH法) | ACH法最先與1937年實現了工業化生產,該法最先由美國ICI公司研發出來。該方法由三步合成,分別是:①在NaOH堿性環境下,氫氰酸和丙酮反應生成丙酮氰醇;②硫酸與第一步產品ACH反應合成甲基丙烯酰胺硫酸鹽;③上一步合成的硫酸鹽水解后的產物與甲醇反應合成最終產物MMA'。雖然這種方法較成熟,但是原料氫氰酸具有劇毒,運輸和儲存都不方便,并且ACH原子利用率較低。 |
改進丙酮氰醇法(MGC法) | 改進的丙酮氰醇法即在傳統的ACH法的上得到了進一步的改善,這種方法最先由日本三菱瓦斯化學公司研發出來的。該法由四步合成,分別是:①與原來的ACH法相同,即合成丙酮氰醇;②得到的ACH發生水合生成a-羥基異丁酰胺;③甲酸甲酯與上一步產物反應生成a-羥基異丁酸甲酯和甲酰胺;④第三步的產物分兩方面進行。一方面a-羥基異丁酸甲酯脫水得到MMA,另一方面甲酰胺分解得到水和氫氰酸日。該法的優點是劇毒氫氰酸可循環利用,過程中沒有使用硫酸,因此減少了生成物的后期處理,缺點是MMA的收率較低。 |
贏創Aveneer工藝 | 該工藝最先由德國公司研發出來,并在兩年后即2007年完成了中試裝置'。Aveneer工藝的優點是沒有使用硫酸等物質,減少了后續處理上的資金消耗。最大的優點是可以合成兩種產品分別是MMA和MAA,而且兩種產品的比例不是一成不變,可以在比較大的范圍內進行調整。 |
異丁烯氧化法 | 異丁烯氧化法可分為三步氧化和兩步氧化合成MMA。主要是以C,的餾分異丁烯為主要原料合成的。該法由三步合成,首先原料異丁烯氧化生成甲基丙烯醛;其次得到的產物MAL又一次氧化合成甲基丙烯酸;最后MAA酯化合成產物MMA。異丁烯三步氧化法的優點是原料較為充足,對環境的影響較小,缺點是MMA的產率不高,工藝復雜,因此裝置較多。該法主要由兩步合成,分別發生了氧化反應和酯化反應。這種工藝的優點是相關副產物的減少和MMA產率的提高。缺點是催化劑的條件要求較高。 |
乙烯羰基化法(BASF法) | 乙烯羰基化法由德國BASF公司最先研發出來。該法主要由四步合成,第一步:原料乙烯與一氧化碳、氫氣反應生成丙醛;第二步:甲醛與第--步的產物丙醛反應生成MAL;其余兩步與異丁烯三步氧化法基本相同,唯--的不同在于甲醇是與提純后的MAA反應合成產品MMA。該工藝的優點是生產工藝簡單,缺點是反應中使用的催化劑的選擇性和壽命都不利于反應的進行。 |
丙酸甲酯法(Alpha法) | Alpha法是在原來BASF法的基礎上進行改進得到的。該法由兩步合成,第一步:以乙烯、一氧化碳、甲醇為原料合成丙酸甲酯(MP);第二步:得到的產物與甲醛發生反應合成MMA。該法的優點在于沒有腐蝕性物質,因此對裝置的腐蝕在很大程度上得到減弱,降低了在該方面的成本投資。這種合成方法是目前較為主流的一種工藝門。 |
異丁烷法 | 異丁烷法主要是通過脫氫反應合成MMA。該法由三步合成,第一步:異丁烷氧化合成MAL,其余兩步與異丁烯三步氧化法完全相同,最終產物都是MMA。該方法主要優點是異丁烷價格便宜,但是異丁烷、MAL等的收率都不高,不利于反應的進行。因此該方法目前并沒有建成工業化生產,研究者可以在該方法的基礎上進一步改善,以實行工業化生產。 |
甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一種重要的有機化工原料,也是一種均一聚合或共聚合的單體。作為MMA最主要的應用產品,均一聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為無色透明的塑料,具有易加工成型及易調色特點,能夠加工成薄板、棒狀、管狀、押鑄片及粉狀,廣泛應用于家電、汽車、建筑、衛生潔具、儀器儀表以及廣告裝潢等行業中。MMA與甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類、丁二烯、丙烯腈、苯乙烯等單體生成的共聚合物可用于腈綸、涂料、染料、噴漆、造紙、潤滑劑、粘合劑、皮革表面處理、PVC抗沖改性劑及PVC加工助劑等領域。此外,MMA還可以與橡膠、乳膠和不飽和聚酯進-步共聚生成其他高分子材料。
甲基丙烯酸甲酯(MMA)主要應用領域
資料來源:智研咨詢整理
二、市場供需
隨著下游領域的高速發展,自2018年起中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)產量逐年增加,2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)產量達82.97萬噸,較2019年增加了15.46萬噸,同比增長22.90%。
2014-2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)產量統計
資料來源:智研咨詢整理
智研咨詢發布的《2021-2027年中國甲基丙烯酸甲酯行業市場運營態勢及發展前景預測報告》數據顯示:從月度數據來看,受新冠肺炎疫情影響,2020年2月中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)產量較2019年有所下滑,3月起開始恢復增長,2020年12月中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)產量為8.41萬噸,較2019年同期增加了2.16萬噸。
2019與2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)月度產量對比:萬噸
資料來源:智研咨詢整理
2019年中國有12家MMA生產企業,總產能為115.5萬t/a。從生產工藝來看,采用ACH法的產能占68.8%,采用Ci法的產能占31.2%。近幾年MMA國內產能擴張明顯,受大環境及國家對環保要求越來越嚴格的影響,MMA產能的快速擴張并沒有帶來實際產量的大幅度增加。
2019年中國MMA主要生產企業
企業名稱 | 生產工藝 | 產能/(萬t/a) |
吉化 | ACH | 20 |
龍新 | ACH | 5 |
璐彩特 | ACH | 18 |
贏創 | C4 | 10 |
惠州惠菱化成 | C4 | 9 |
山東宏旭 | ACH | 7.5 |
斯爾邦 | ACH | 17 |
達偉晟榮 | ACH | 20 |
華立新材料 | C4 | 5 |
山東易達利 | C4 | 5 |
煙臺萬華 | C4 | 4 |
重慶亦翔 | ACH | 10 |
合計 | 115.5 |
近年來,隨著經濟的不斷發展,MMA在我國市場中一直是供不應求,需求缺口主要來源于進口。2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)需求量達104.25萬噸,較2019年增加了20.15萬噸,同比增長23.96%。
2014-2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)需求量統計
資料來源:智研咨詢整理
三、進出口數量
中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)進口數量明顯大于出口數量,中國是全球甲基丙烯酸甲酯(MMA)重要的進口國之一,2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)進口數量達261852.8噸,較2019年增加了46317.38噸,同比增長21.49%。
2014-2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)進口數量統計
資料來源:中國海關、智研咨詢整理
自2018年起中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)出口數量逐年減少,2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)出口數量為49009.1噸,較2019年減少了561.07噸,同比減少1.13%。
2014-2020年中國甲基丙烯酸甲酯(MMA)出口數量統計
資料來源:中國海關、智研咨詢整理
四、生產工藝未來發展方向
在已經工業化的MMA生產工藝中,傳統ACH法的原料氫氰酸受到丙烯腈運送影響很大,導致MMA生產成本較高,優勢減少,此外,其對環境也有一定的影響;BASF法經濟效益不突出;Lucite開發出a-MMA工藝技術剛開始工業化,技術成熟性和整體經濟性有待于進一步檢驗,且BASF公司及Lucite公司對其技術進行壟斷。因此,加快我國具有自主知識產權的MMA生產工藝開發很有必要。
目前,我國主要采用丙酮氰醇法生產MMA,隨著MMA需求量的增長,一方面要積極對丙酮氰醇法工藝路線進行改進優化,滿足市場需求;另一方面要加強研發力度,開發節能環保的MMA工藝技術,以滿足市場的需求和符合綠色環保的要求。以C:資源為原料的MMA生產工藝具有較好的應用前景,但該工藝收率較低,開發性能優異且使用壽命長的催化劑是該工藝發展的關鍵。


2025-2031年中國MMA行業市場全景評估及發展趨向研判報告
《2025-2031年中國MMA行業市場全景評估及發展趨向研判報告》共九章,包含中國MMA行業重點省市市場前景分析,國內外MMA行業標桿企業經營分析,中國MMA行業前景預測與投資戰略規劃等內容。



