1

Procesy kabonylowania

2

Zastosowanie CO w syntezie organicznej

Amin

Olefin/alkinów/dienów

Chlorków kwasowych

Karbonylowanie

Nitrozwiazków

Alkoholi/fenolikwasowych

Kwasy karboksylowe,

ketony

Aminokwasy

Nienasycone kwasy

karboksylowe

Aldehydy,

alkohole okso

Poliketony/

poliamidy/

poliwęglany

Estry

Izocyjaniany/

Moczniki/

Węglany

Izocyjaniany/

Moczniki/

Węglany

Kwasy

karboksylowe

Węglany

organiczne

Kwasy karboksylowe,

-ketokwasy

a

Monoestry,

-ketoestry

a

Redukcyjne

karbonylowanie

Utleniające

karbonylowanie

Karbonylowanie

Karbonylowanie

Amidoarbonylowanie

Utleniające

karbonylowanie

Hydroformylowanie

Kopolimeryzacja

Hydroestryfikacja

Hydrokarbonylowanie

Hydroestryfikacja

Utleniające

karbonylowanie

3

CH

2

=CH

2

+ C

O + H

2

O

CH

3

CH

2

COOH

CH CH + C

O + H

2

O

CH

2

=CHCOOH

ROH + C

O

RCOOH

HCHO + C

O + H

2

O

HOCH

2

COOH

H

RCH=CH

2

RCH-CH

3

RCH-CO

CH

3

RCH-COOH

CH

3

+ CO

+ H

2

O

+ H

- H

Synteza kwasów karboksylowych i ich pochodnych

Kataliza kwasami

Kataliza kompleksami metali

Ni(CO)

4

Ni(CO)

4

Co, Rh, Ir

4

ROH + C

O

HCOOR

HO

C

2

H

5

OH + C

O

HOCOC

2

H

5

HCON(CH

3

)

2

+ C

2

H

5

OH

+ (CH

3

)

2

NH

RCH

2

CH

2

COOH

RCH=CH

2

+ C

O + H

2

O

RCHCOOH

CH

3

Kataliza zasadami

Kataliza kompleksami metali przejściowych

5

Synteza kwasu propionowego

(proces firmy BASF)

CH

2

=CH

2

+ C

O + H

2

O

CH

3

CH

2

COOH

Wariant 1
 karbonylku niklu Ni(CO)

4

z kwasami, zawierającymi

chlorowce,

 Temperatura - 280

o

C,

 p=30 MPa

Wada - bardzo wysoka korozyjność środowiska reakcji,

Wariant 2



Tetrakarbonylek niklu z
jodowodorem lub pirydyną jako
promotorami.



Temperatura do ok. 160

o

C



Niskie ciśnienie.



Wydajność kwasu - 92-95%.

6

Zastosowanie kwasu propionowego

1.

efektywny środek konserwujący, umożliwiający
długotrwałe przechowywanie wilgotnego ziarna zbóż.

2.

Estry kwasu propionowego wykorzystuje się jako
rozpuszczalniki, np. propionian amylu dobrze rozpuszcza
żywice i pochodne celulozy. Propionian winylu jest
ważnym komonomerem.

W skali światowej produkuje się rocznie ok. 170 tys. t kwasu

propionowego.

7

Metody otrzymywania syntetycznych kwasów

karboksylowych

1. utlenianie stałych parafin (gaczów) z przeróbki ropy

naftowej. Wady procesu: zła jakość kwasów, duża

ilość ścieków, mała selektywność utleniania (ok.

50%),

2. utlenianie aldehydów otrzymywanych metodą

syntezy okso. Wady procesu: kilkanaście procent

produktów ubocznych i wynikające z tego trudności

i koszty wydzielania kwasów z mieszaniny

poreakcyjnej. Proces zastosowany w niektórych

instalacjach.

3. reakcja hydroksykarbonylowania olefin.

4. karbonylowanie alkoholi

8

9

10

Karbonylowanie alkoholi – synteza kwasu octowego

CH

3

OH + CO

CH

3

COOH

Obecnie 60% światowej produkcji kwasu octowego

11

(1960)

Parametry procesu

Katalizator
Stężenie metalu
Temperatura
Ciśnienie
Selektywność względem
1. MeOH
2. CO
Produkty uboczne

12

Parametry procesu

Katalizator – RhX

3

, I

-

Stężenie metalu – 0,001 mol/l
Temperatura – 180-190

o

C

Ciśnienie - 30-49 atm
Selektywność względem
1. MeOH - >99%
2. CO – 90%
Produkty uboczne – CO

2

, H

2

Proces dominujący do 1996 r.

CH

3

I + CO

 

      

CH

3

COI

CH

3

OH

+ HI    

 

          CH

3

I + H

2

O

CH

3

COI + H

2

O

 

 

         

CH

3

COOH

+

HI

Proces Monsanto (1970)

13

Cykl katalityczny

14

Cykl katalityczny

15

Wytrącanie katalizatora

Konwersja CO

Reakcje uboczne

16

17

Proces Cativa

TM

(1996 r.) firma BP-Amoco - katalizator irydowy

Fig. 1 The CativaTM acetic acid plant which is now
operating at Hull.

18

Cykl katalityczny

19

Instalacja

Lokalizacja

Rok

Wzrost

wydajności (%)

lub wydajność

nowej

instalacji

Sterling

chemicals

Texas City, USA

1995

20 %

Samsung-BP

Ulsan, South

Korea

1997

75%

BP chemicals

Hull,UK

1998

25%

Yaraco

(Sichuan

Vinylon and BP)

Chongqing,

China

1998

200000 t

rocznie

Sterling

Chemicals

Texas City, USA

1999

25%

BP Petronas

Kertih,

Malaysia

2000

500,000 t

rocznie

Yaraco

Chongqing,

China

by

2003

Podwojenie

wydajności

Proces Cativa

20

21

22

Inne procesy

Utlenianie etanu – katalizatory: Mo, V, Nb, Pd, La – firma
Sabic uruchomiła w V 2005 r. instalację w Yanbu w Arabii
Saudyjskiej

23

Why Do We Need Acetic Acid?

Światowa produkcja – 6 mln ton