煤基MMA技术以煤炭为基础原料,通过C1化工路径合成MMA,摆脱对石油原料的依赖。核心代表是中科院过程工程研究所张锁江院士团队的“甲醇-醋酸制MMA”工艺,这是中国第三条具有完全自主知识产权的MMA生产路线。近年来,西南化工研究设计院(西南院)、旭阳集团、中国石油大学(华东)、华东理工大学、中科院大连化物所、天津大学、中石化等主体的进展,使煤基MMA形成多路线并行、多主体竞合的格局。
一、技术背景
我国“富煤贫油”的资源禀赋使煤基MMA具有战略价值。煤基路线原料自主可控,避免剧毒原料和废酸处理,已被纳入《西部地区鼓励类产业目录(2025年)》。
二、核心工艺路线
煤基MMA路线可分为三个层次:甲醇-醋酸法已工业化;醋酸甲酯/甲醛法完成中试并进入产业化前期;甲醇-醋酸甲酯一步法处于实验室突破向工程验证过渡阶段。
1. 甲醇-醋酸法(已工业化)
以甲醇和醋酸为原料,经羟醛缩合与加氢制MMA。成套技术已于2020年10月通过首套工艺安全论证。
2. 醋酸甲酯/甲醛法(中试完成、可研推进)
以醋酸甲酯和甲醛为原料经缩合制MMA,可消化煤基甲醇产业链的醋酸甲酯,避免剧毒原料。该方向形成西南院与旭阳集团各有侧重的格局。
旭阳集团:旗下北京旭阳科技自主开发的醋酸甲酯与甲醛制MMA中试装置于2018年开车成功,为全球首套同类装置。中试完成催化剂放大、工艺验证及产品分离精制,产品质量达国标优级品标准,结果优于小试。公司在反应工艺、催化剂制备、反应器等方面形成12项专利(已授权10项),并完成10万吨/年MMA项目可行性研究报告,评估显示经济效益良好、综合盈利能力强。
西南院:与陕西渭化集团合作建成万吨级二甲醚羰基化制醋酸甲酯中试装置,2025年7月一次开车成功,产出纯度99.99%以上高纯醋酸甲酯,2026年5月通过72小时现场考核。下游与兖矿鲁南化工合作推进1000吨/年醋酸甲酯制MMA中试,重点突破高选择性和长寿命催化剂、复杂易聚体系阻聚及分离提纯,目前已进入验收准备阶段,形成从二甲醚到高纯醋酸甲酯再到MMA的完整工程化验证链。
3. 甲醇-醋酸甲酯一步法(前沿探索,工程对接起步)
该路线试图在同一催化体系内完成从甲醇和醋酸甲酯到MMA的多步串联转化,以简化流程、降低能耗。中国石油大学(华东) 闫昊团队采用Cu-Cs双活性位接力催化策略,在固定床内集成甲醇脱氢、羟醛缩合、加氢、二次羟醛缩合四步反应,优化体系实现64.0%的不饱和酯选择性,成果发表于《Chemical Science》。
三、关键技术与催化剂突破
羟醛缩合催化剂与长周期运行:中科院过程工程所开发均一负载的羟醛缩合多级孔催化剂及规模化制备技术,突破选择性低、寿命短难题,并攻克模拟移动床反应-再生技术,实现长周期稳定运行。西南院在醋酸甲酯制MMA中试中重点攻关高选择性和长寿命催化剂,并突破复杂易聚体系阻聚与分离提纯。旭阳集团完成催化剂放大和工艺验证,形成涵盖反应工艺、催化剂制备、反应器的12项专利体系。
接力催化与双活性位设计:中国石油大学(华东)与华东理工大学分别从催化剂孔道工程、Cs/Cu比优化和活性位空间排布两个维度,推进Cu-Cs双功能催化剂在甲醇-醋酸甲酯一步法中的设计,为后续放大提供了催化剂设计框架。
高纯醋酸甲酯合成:西南院通过二甲醚羰基化路线实现纯度99.99%以上醋酸甲酯的万吨级中试稳定生产,为下游MMA提供原料保障。
多路线催化剂储备:中石化通过负载型硫酸钛、改性复合催化剂及流化床一步法催化剂组合物等多项专利,进行MMA多路线技术储备。
四、工业化与示范项目进展
甲醇-醋酸法:2022年下半年,万吨级煤基甲醇-醋酸制MMA工业示范装置在新疆哈密成功开车,为全球首套同类装置。新疆众友新材料科技有限公司推进40万吨/年煤基MMA项目,位于新疆伊吾县,总投资55亿元,分两期建设,一期10万吨/年按签约时计划于2026年底前建成投产。
醋酸甲酯-甲醛法:旭阳集团中试开车成功后已完成10万吨/年MMA项目可行性研究报告,评估认为经济效益良好、综合盈利能力强;西南院千吨级MMA中试进入验收准备阶段,万吨级高纯醋酸甲酯原料中试已通过现场考核。该路线目前处于“中试验证完成、商业化项目论证成熟”阶段,旭阳10万吨级项目能否从可研走向建设,是该路线产业化前景的关键观察点。
五、技术经济与环保优势
| 维度 | 煤基MMA技术特点 | 对比传统石油路线(如ACH法) |
|---|---|---|
| 原料 | 甲醇、醋酸或醋酸甲酯(煤基),自主可控 | 依赖石油衍生物,部分原料涉及剧毒氢氰酸 |
| 环保 | 无废水排放,无污染;常温常压操作,避免高温氧化反应 | 存在废酸处理和三废排放问题 |
| 成本 | 以煤制甲醇为原料,据项目方介绍1吨成本可节约20%到30%;一步法路线相对于传统多反应器串联工艺预计可降本15%以上 | 成本受石油价格波动影响大 |
| 安全 | 工艺流程相对温和,规避剧毒原料 | ACH法涉及剧毒氢氰酸,安全风险较高 |
六、总结与展望
煤基MMA技术已形成层次分明的产业化梯队:甲醇-醋酸法率先进入大规模商业化建设期;醋酸甲酯-甲醛法以旭阳10万吨级可研和西南院全链条中试为标志,成为产业化节奏最快的追赶路线;一步法路线以中国石油大学(华东)和华东理工大学的接力催化为代表,具备中长期战略价值但尚需中试验证;其他单位在丙酸甲酯法催化剂设计和多路线专利储备上形成补充。
免责声明:本图文、资料来源于网络,转载的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成其他建议。仅供交流,不为其版权负责。如涉及侵权,请及时与我们取得联系: zpia2008@163.com。