مقدمه
متیل متاکریلات (Methyl Methacrylate) همان متا اکریلیک اسید با فرمول مولکولی C5H8O2 است. این ماده به صورت مایعی شفاف، بیرنگ و با بویی تند و زننده است. دمای ذوب آن 160 درجه سانتی‌گراد و دمای جوش آن 200 درجه سانتی‌گراد است. این ماده غیرمحلول در آب است اما در بیشتر محلول های ارگانیک قابلیت حل شوندگی دارد. همچنین این ماده، مایعی فرار و قابل اشتعال است. این ماده از سخت‌ترین پلیمرها به شمار می‌رود که شفافیت آن بیشتر از شیشه است و دارای سطح صاف و صیقلی می‌باشد. با اینکه شفافیت این مواد از شیشه بیشتر است اما نسبت به آن استحکام بیشتری در برابر ضربه و عوامل جوی دارند.
این ترکیب به روش‌های مختلفی تولید می‌شود که اصلی‌ترین آن استاتین سیانوهیدرین (ACH) است. ACH توسط تراکم استن و سیانید هیدروژن تولید می‌شود. سیانوهیدرین در حضور اسید سولفوریک به یک استرئور سولفات متاکریل آمید هیدرولیز می‌شود، متانولیز از این استر می‌دهد بیسوفات آمونیوم و MMA. اگرچه به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، مسیر ACH مقادیر قابل توجهی از سولفات آمونیوم را تولید می‌کند.
شرح فرآیند
تصویر زیر نمودار جریان فرآیندی ارائه شده، مراحل تولید متاکریلات متیل (MMA) به روش آلفا را نشان می دهد. این فرآیند دو مرحله اصلی داشته و از طریق واکنش‌های شیمیایی متعدد، مواد اولیه را به محصول نهایی تبدیل می‌کند. MMA یک مونومر مهم برای تولید پلی‌متیل متاکریلات (PMMA) است که کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز، خودرو و پزشکی دارد.
مراحل فرآیند: مرحله اول: تولید پروپیونات متیل (MeP): در این مرحله، اتیلن، مونوکسید کربن و متانول در یک واکنش افزودنی ترکیب شده و پروپیونات متیل تولید می‌کنند.
مرحله دوم: تولید متااکریلات متیل (MMA): پروپیونات متیل تولید شده در مرحله اول، با فرمالدهید واکنش داده و MMA و آب را به عنوان محصولات ایجاد می‌کند. فرمالدهید مورد نیاز برای این واکنش معمولاً از طریق فرآیند متداول تولید فرمالدهید از متانول و اکسیژن تهیه می‌شود.
مقایسه فرآیند آلفا با روش‌های متداول: در روش‌های متداول، فرمالدهید از طریق اکسیداسیون متانول تولید شده و سپس با پروپانون (استون) واکنش می‌دهد تا MMA تولید شود. در مقابل، فرآیند آلفا از پروپیونات متیل (محصول مرحله اول) به جای پروپانون استفاده می‌کند که منجر به انتخاب‌پذیری بالاتر و کاهش محصولات جانبی می‌شود.
مزایای فرآیند آلفا: انتخاب‌پذیری بالا: واکنش‌های این فرآیند انتخاب‌پذیری بالایی دارند، به این معنی که بخش قابل توجهی از مواد اولیه به محصول نهایی تبدیل شده و میزان محصولات جانبی کم است. کاهش ضایعات: به دلیل انتخاب‌پذیری بالا، مقدار ضایعات تولید شده در این فرآیند نسبت به روش‌های متداول کمتر است. سادگی فرآیند: فرآیند آلفا از نظر تعداد مراحل و تجهیزات مورد نیاز ساده‌تر از روش‌های متداول است. فرآیند آلفا یک روش کارآمد و سازگار با محیط زیست برای تولید MMA است. مزایای این فرآیند از جمله انتخاب‌پذیری بالا، کاهش ضایعات و سادگی آن، باعث شده تا مورد توجه صنایع مختلف قرار گیرد.
شمای فرآیندی که ارائه شده، یک نمای کلی از مراحل مختلف تولید صنعتی متیل پروپیونات را به تصویر می‌کشد. این فرآیند شامل چندین واحد عملیاتی است که به صورت متوالی و با هدف تبدیل مواد اولیه به محصول نهایی عمل می‌کنند.
نتیجه گیری
تولید متیل متاکریلات به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که از میان آن‌ها، روش مبتنی بر استون سیانوهیدرین از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این روش، استون سیانوهیدرین پس از طی مراحل شیمیایی مختلف، به متیل متاکریلات تبدیل می‌شود. فرآیند تولید متیل متاکریلات با چالش‌هایی همچون تولید محصولات جانبی، جداسازی و خالص‌سازی محصولات و همچنین مدیریت پساب‌های صنعتی همراه است. با توجه به اهمیت اقتصادی و زیست‌محیطی فرآیند تولید متیل متاکریلات، بهینه‌سازی این فرآیند از نظر مصرف انرژی، مواد اولیه و کاهش تولید پسماندها، همواره مورد توجه پژوهشگران و صنایع بوده است.
شبیه سازی فرآیند تولید متیل متاکریلات در اسپن پلاس
در این پروژه شبیه سازی فرآیند تولید متیل متاکریلات در نرم افزار اسپن پلاس شبیه سازی شده است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.