Methyl methacrylas (MMA) est materia rudis chemica organica et monomer polymerum magni momenti, praecipue adhibita in productione vitri organici, plasticarum formandarum, acrylicorum, tunicarum et materiarum polymericarum functionalium pharmaceuticarum, et cetera. Est materia pretiosa pro industria aerospatiali, informatione electronica, fibra optica, robotica, aliisque campis.

MMA, ut monomer materiale, praecipue in productione polymethyl methacrylatis (vulgo plexiglass, PMMA noti) adhibetur, et etiam cum aliis compositis vinylis copolymerizari potest ad producta cum proprietatibus diversis obtinenda, ut ad fabricationem additivorum polyvinyl chloridi (PVC) ACR, MBS, et ut monomer secundum in productione acrylicorum.

In praesenti, tres genera processuum maturorum ad MMA producendum, domi et foris, exstant: via methacrylamidi hydrolysis et esterificationis (methodus acetoni cyanohydrini et methodus methacrylonitrili), via isobutyleni oxidationis (processus Mitsubishi et processus Asahi Kasei), et via ethyleni carbonyl synthesis (methodus BASF et methodus Lucite Alpha).

1. Via esterificationis hydrolysis methacrylamidis
Haec via est methodus traditionalis productionis MMA, inter quas methodus acetoni cyanohydrini et methodus methacrylonitrili, ambae post hydrolysim intermediam methacrylamidi et synthesim esterificationis MMA.

(1) Methodus acetoni cyanohydrini (methodus ACH)

Methodus ACH, primum a societate Americana Lucite elaborata, est prima methodus productionis industrialis MMA, et etiam est processus productionis MMA vulgaris in mundo hodie. Haec methodus utitur acetone, acido hydrocyanico, acido sulfurico et methanolo ut materiis primis, et gradus reactionis includunt reactionem cyanohydrinizationis, reactionem amidationis et reactionem hydrolysis-esterificationis.

Processus ACH iam technice maturus est, sed haec gravia incommoda habet:

○ Usus acidi hydrocyanici valde toxici, qui diligenter custodiendas mensuras in repositione, transportatione et usu requirit;

○ Productio secundaria magnae quantitatis residui acidi (solutionis aquosae cum acido sulfurico et ammonii bisulfate ut componentibus principalibus et continentis parvam quantitatem materiae organicae), cuius quantitas est 2.5~3.5 maior quam MMA, et fons gravis pollutionis environmentalis est;

Ob usum acidi sulphurici, apparatus anticorrosionis requiritur, et constructio instrumenti sumptuosa est.

(2) Methodus Methacrylonitrili (methodus MAN)

Asahi Kasei processum methacrylonitrili (MAN) excogitavit, viam ACH innixum, id est, isobutylenum vel tert-butanolum ammonia oxidatur ut MAN obtineatur, quod cum acido sulfurico reagit ad methacrylamidum producendum, quod deinde cum acido sulfurico et methanolo reagit ad MMA producendum. Via MAN reactionem oxidationis ammoniae, reactionem amidationis, et reactionem hydrolysis-esterificationis comprehendit, et plerisque apparatibus fabricae ACH uti potest. Reactio hydrolysis acidum sulfuricum superfluum utitur, et proventus methacrylamidi intermedii fere 100% est. Attamen methodus subproducta acidi hydrocyanici valde toxica habet, acidum hydrocyanicum et acidum sulfuricum valde corrosivum sunt, requisita apparatuum reactionis valde magna sunt, dum pericula environmentalia valde magna sunt.

2. Via oxidationis isobutyleni
Oxidatio isobutyleni via technologica praelata societatibus magnis in mundo ob efficientiam magnam et tutelam naturae fuit, sed limen technicum eius altum est, et sola Iaponia olim hanc technologiam in mundo habuit et technologiam Sinis obstruxit. Methodus duo genera processus Mitsubishi et processus Asahi Kasei comprehendit.

(1) Processus Mitsubishi (methodus isobutyleni trium graduum)

Societas Iaponica Mitsubishi Rayon novum processum ad MMA ex isobutyleno vel tert-butanolo ut materia prima producendum excogitavit, deinde bipartito oxidatione selectiva per aërem ad acidum methacrylicum (MAA) obtinendum, deinde methanolo esterificando. Post industrializationem Mitsubishi Rayon, societates Iaponica Asahi Kasei, Iaponica Kyoto Monomer, Korea Lucky, et cetera, industrializationem continuaverunt. Societas domestica Shanghai Huayi Group multas opes humanas et pecuniarias impendit, et post quindecim annos continuorum et indefessorum laborum duarum generationum, technologiam MMA productionis purae isobutyleni oxidationis et esterificationis bipartitae feliciter et independenter excoluit. Mense Decembri anni 2017, officinam industrialem MMA 50,000 tonnarum in societate communi Dongming Huayi Yuhuang, Heze provinciae Shandong sita, perfecit et in operationem induxit, monopolium technologicum Iaponiae fregens et sola societas in Sinis cum hac technologia facta, Sinis etiam secundam nationem faciens quae technologiam industrializatam ad productionem MAA et MMA per oxidationem isobutyleni habet.

(2) Processus Asahi Kasei (processus isobutyleni duorum graduum)

Societas Iaponica Asahi Kasei diu se dedicat evolutioni methodi esterificationis directae ad MMA producendum, quae feliciter elaborata et in operationem inducta est anno 1999 cum officina industriali 60 000 tonnarum in Kawasaki, Iaponia, et postea ad 100 000 tonnas amplificata. Via technica constat ex reactione duorum graduum, id est oxidatione isobutyleni vel tert-butanoli in phase gaseosa sub actione catalysatoris oxidi compositi Mo-Bi ad methacroleinum (MAL) producendum, deinde esterificatione oxidativa MAL in phase liquida sub actione catalysatoris Pd-Pb ad MMA directe producendum, ubi esterificatio oxidativa MAL est gradus clavis in hac via ad MMA producendum. Methodus processus Asahi Kasei simplex est, cum tantum duobus gradibus reactionis et sola aqua ut producto secundario, quae est viridis et amica ambienti, sed designatio et praeparatio catalysatoris valde exigentia est. Nuntiatum est catalysatorem esterificationis oxidativae Asahi Kasei a prima generatione Pd-Pb ad novam generationem catalysatoris Au-Ni promotum esse.

Post industrialisationem technologiae Asahi Kasei, ab anno 2003 ad annum 2008, instituta investigationis domestica incrementum investigationis in hac area coeperunt, cum pluribus unitatibus, ut Universitas Normalis Hebei, Institutum Ingeniariae Processuum, Academia Scientiarum Sinensis, Universitas Tianjin et Universitas Ingeniariae Harbin, in evolutione et emendatione catalysatorum Pd-Pb, etc., incumbentibus. Post annum 2015, investigatio domestica de catalysatibus Au-Ni coepit. Alius incrementum, cuius exemplum est Institutum Ingeniariae Chemicae Dalian, Academiae Scientiarum Sinensis, magnum progressum in parvo studio experimentali fecit, optimizationem processus praeparationis catalysatorum nano-auri, examinationem condicionum reactionis et aestimationem operationis longi cycli emendationis verticalis perfecit, et nunc active cum societatibus cooperatur ad technologiam industrialisationis evolvendam.

3. Via synthesis aethyleni carbonylorum.
Technologia industrializationis viae synthesis ethyleni carbonyl processum BASF et processum methylesteris acidi ethyleni-propionici comprehendit.

(1) Methodus aethyleni-acidi propionici (processus BASF)

Processus quattuor gradus habet: aethylenum hydroformylatur ad propionaldehydum obtinendum, propionaldehydum cum formaldehydo condensatur ad MAL producendum, MAL in reactore tubulari strato fixo aere oxidatur ad MAA producendum, et MAA separatur et purificatur ad MMA producendum per esterificationem cum methanolo. Haec reactio est gradus clavis. Processus quattuor gradus requirit, quod relative onerosum est et apparatum magnum et sumptus collocationis magnos requirit, dum commodum est sumptus humilis materiarum rudis.

Progressus domestici etiam in evolutione technologica synthesis ethyleni-propyleni-formaldehydi MMA facti sunt. Anno 2017, Societas Shanghai Huayi Group, una cum Nanjing NOAO New Materials Company et Universitate Tianjin, experimentum experimentale condensationis propyleni-formaldehydi cum formaldehydo ad methacroleinum mille tonnarum perfecit et elaboravit fasciculum processus pro officina industriali 90,000 tonnarum. Praeterea, Institutum Ingeniariae Processuum Academiae Scientiarum Sinensis, una cum Henan Energy and Chemical Group, officinam experimentalem industrialem mille tonnarum perfecit et operationem stabilem anno 2018 feliciter consecutus est.

(2) Processus ethyleni-methyl propionatis (processus Lucite Alpha)

Condiciones operationis processus Lucite Alpha mites sunt, proventus productus altus est, sumptus in officina et materiae rudis humiles, et scala singularis unitatis facile magna fit; nunc sola Lucite imperium exclusivum huius technologiae in mundo tenet nec ad mundum externum transfertur.

Processus Alpha in duos gradus dividitur:

Primum gradum est reactio aethyleni cum CO et methanolo ad methyl propionatum producendum.

Utitur catalysatore carbonylationis homogeneo palladio fundato, qui proprietates magnae activitatis, altae selectivitatis (99.9%) et longae vitae utilis habet, et reactio sub condicionibus lenibus perficitur, quod minus corrosivum est instrumento et sumptum capitale constructionis minuit;

Gradus secundus est reactio methyli propionatis cum formaldehydo ad MMA formandum.

Catalysator proprietarius multiphasicus adhibetur, qui magnam selectivitatem MMA habet. Recentibus annis, societates domesticae magnum studium in evolutione technologica condensationis methyl propionatis et formaldehydi in MMA impenderunt, et magnum progressum in evolutione catalysatoris et processus reactionis strati fixi fecerunt, sed vita catalysatoris nondum requisita pro applicationibus industrialibus attigit.