1. Podać przykłady reakcji w technologii organicznej, w których są stosowane poszczególne typy katalizatorów z opisem procesu oraz wyjaśnić, co wpływa na wybór katalizatora w wymienionych procesach.

Katalizator zwiększa szybkość z jaką reakcja osiąga stan równowagi, czyli obniża energię aktywacji. Ponadto sam się nie zużywa i nie występuje w równaniu stechiometrycznym procesu.

• Katalizator metaliczny: metale mające luki elektronowe na zewnętrznych powłokach, np. Ni, Fe, Co, Pd, Pt. stosuje się je w postaci metalu na dyspersji koloidalnej, na nośniku o bardzo rozwiniętej powierzchni, w postaci szkieletu Raneya.

Przykład: produkcja cykloheksanu z benzenu (surowcem jest frakcja benzynowa lub benzen koksowniczy); w I stadium wykorzystuje się Ni Raneya, a nieprzereagowany benzen poddaje się uwodornieniu w II stadium w obecności Pt/Al2O3. Proces przebiega w fazie ciekłej, ok. 200*C, 4MPa; katalizatory siarczkowe stosuje się w przypadku zasiarczonego benzenu

• Tlenki metali: zasadowe (MgO, CaO), amfoeryczne (α-Al2O3, TiO2), obojętne (CaSiO3), kwasowe (γ-Al2O3, SiO2). Wyróżnia się także tlenki pojedyncze, podwójne, zdyspergowane, stapiane, łączone, mieszane. Wykorzystywane w procesach uwodornienia i odwodornienia, utleniania, polimeryzacji, krakingu oraz syntezie Fischera-Tropscha.

Przykład: produkcja alkoholi C7-C18 metodą uwodornienia estrów kwasów tłuszczowych, 290-370*C, 20-30MPa, kat. CuO + Cr2O3, reaktor adiabatyczny, proces w fazie ciekłej z katalizatorem w suspensji lub w warstwie stacjonarnej.

• Katalizator Zieglera-Natty: halogenek metalu przejściowego grupy IV-VIII (TiCl4, TiCl3) + związek alkilowy, arylowy lub wodorek metalu grupy I-IV (Al, Li, Mg). Najbardziej znany jest katalizator powstający w reakcji trietyloglinu z chlorkiem tytanu (III). Katalizatory te stosowane są w polimeryzacji koordynacyjnej, gdzie tworząc kompleksy z monomerem powodują jego wstępną koordynację przestrzenną, np. produkcja niskociśnieniowego PE-HD.

• Zeolity: krystaliczne glinokrzemiany metali grup IA i IIA. Zawierają w swojej strukturze słabo związane cząsteczki wody, które po ich odszczepieniu zostawiają wolne luki zdolne do przyjmowania innych cząsteczek. Przykładem zeolitu jest ZSM-5, który zyskał zastosowanie podczas alkilowania benzenu etylenem zastępując AlCl3 (eliminacja problemu korozji, faza gazowa reakcji, ok. 400*C, 1,5-2MPa

1. Procesy oxo: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

Synteza oxo jest to proces hydroformylowania olefin w obecności GS z użyciem katalizatorów kompleksów metaloorganicznych (karbonylki Rh lub Co) w fazie ciekłej. Polega na otrzymaniu aldehydów z olefin oraz ubocznie alkoholi. W wyniku reakcji aldehydu z H2 tworzy się odpowiedni alkohol. W wyniku kondensacji aldolowej tworzą się wyższe alkohole.

• Hydroformylowanie propylenu: proces w fazie ciekłej, nieodwracalny i egzotermiczny, kat. rodowy, temp. 100-120*C, 1,5-2,5MPa. CH3CH=CH2 + CO + H2 -> CH3CH2CH2CHO (nie powstaje forma izo). Obecnie stosowane są katalizatory modyfikowane fosfinami, np. wodorokarbonylek rodu modyfikowany trifenylofosfiną. Ciepło reakcji jest odbierane dzięki odparowaniu aldehydów do strumienia odbieranego z góry reaktora oraz dzięki wężownicom chłodzącym. Wykorzystanie modyfikowanego katalizatora rodowego pozwala na znaczne obniżenie temperatury i ciśnienia procesu

1. Uwodornienie: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

• Wytwarzanie cykloheksanu z benzenu: proces katalitycznego uwodornienia w fazie ciekłej, w obecności katalizatorów metalicznych (Ni Raneya, Pt/Al2O3), benzen musi być odsiarczony ponieważ S zatruwa katalizatory (można zastosować WS3, NiS). Proces z użyciem kat. metalicznych przebiega w łagodniejszych warunkach <200*C, <4MPa niż w przypadku kat. Siarczkowych. Reaktor trójfazowy.

• Wytwarzanie cykloheksanolu z fenolu: uwodornienie pierścienia aromatycznego w cząsteczce fenolu prowadzi się w temp. 130-150*C, p=0,5-1MPa, w obecności Ni/Al2O3 lub Cr2O3, reakcja egzotermiczna, produkt uboczny cykloheksanon, faza gazowa

• Produkcja alkoholi tłuszczowych: w 80% produkcja z surowców naftowych, a w 20% z naturalnych tłuszczów zwierzęcych i roślinnych, 290-370*C, 20-30MPa, kat. CuO+Cr2O3 z dodatkiem BaO, proces w fazie ciekłej w reaktorach trójfazowych z katalizatorem w suspensji lub warstwie stacjonarnej

1. Specyfikacja pracy z tlenem i wodorem.

• Metody pozyskiwania wodoru: wydzielenie z gazów poreakcyjnych procesu reformingu, pirolizy, hydrorafinacji, hydrodealkilowania, hydrokrakingu; wydzielenie wodoru z surowego gazu syntezowego powstałego poprzez zgazowanie węgla lub pozostałości naftowych. Wydzielanie metodą PSA (przepuszczanie gazu pod ciśnieniem <4MPa przez warstwę sit), techniki membranowe i niskotemperaturowe, elektroliza wody

• Praca z wodorem: duża wybuchowość zarówno mieszanin wodoru z powietrzem jak i gazów wodorowych, wodór ma niską temperaturę zapłonu, rdza jest inicjatorem utlenienia wodoru, w temperaturze >350*C powoduje korozję wodorową (kruchość stali węglowej poprzez reakcję z zawartym w niej węglem), konieczność hermetyzacji aparatury (zdolność do szybkiego dyfundowania przez ścianki), reakcje uwodornienia = reakcje egzotermiczne

• Pozyskiwanie tlenu: elektroliza wody, techniki membranowe, destylacja i rozfrakcjonowanie powietrza

• Praca z tlenem: reakcje utleniania tlenem są silnie egzotermiczne, dlatego bardzo ważny jest etap chłodzenia reaktora, odbioru ciepła i utrzymywanie odpowiedniej temperatury procesu co zapobiega wybuchowym reakcjom,

1. Wymienić i omówić trzy wybrane zasady zielonej chemii z podaniem przykładów ich zastosowań.

• Zasada 7 "Gdzie jest to możliwe powinno się dążyć do stosowania surowców ze źródeł odnawialnych": przykładem jest stosowanie pestycydów (środków ochrony roślin) pochodzących ze źródeł naturalnych, odnawialnych, a przez to nietoksycznych dla środowiska a owadobójczych, np. SPINOSAD, którego składniki są wytwarzane przez bakterię glebową, zwalcza szkodniki bawełny, warzyw, owoców, roślin ozdobnych przy czym nie zagraża zwierzętom i owadom przyjaznym (osy, pszczoły)

• Zasada 2 "Metody syntezy winny być zaprojektowane tak, aby możliwe było maksymalne wykorzystanie i włączenie do produktu finalnego materiałów z procesu. Ekonomia atomów": przykładem są tutaj procesy zintegrowane, np. podczas produkcji chlorku winylu etylen poddawany jest chlorowaniu w wyniku czego powstaje dichloroetan, który ulega krakingowi do chlorku winylu i HCl. HCl jako produkt uboczny może być wykorzystany do produkcji chlorku winylu z acetylenem lub do produkcji dichloroetanu z udziałem tlenu w reakcji katalitycznej.

• Zasada 10 "Produkty chemiczne powinny być zaprojektowane w ten sposób, by po okresie ich użytkowania nie stanowiły trwałych zanieczyszczeń środowiska i by możliwa była ich bezpieczna degradacja": polimery biodegradowalne i naturalne, które po zużyciu nie stanowią zbędnych odpadów i w glebie w warunkach beztlenowych rozkładają się całkowicie w niedługim czasie. Przykładem są włókna naturalne wprowadzane do polimerów oraz polimery naturalne, np. polilaktydy (opakowania, folie, wykładziny dywanowe), skrobia (stosowana jako napełniacz), celuloza (ligninoceluloza jest stosowana jako napełniacz).

1. Wymienić procesy zintegrowane i wyjaśnić, dlaczego stosuje się integrację.

• Produkcja fenolu z kumenu: integracja ze względu na produkt (fenol + aceton) oraz niemal całkowite przereagowanie surowców w produkt; w pierwszym etapie zachodzi alkilowanie benzenu propylenem w którym otrzymujemy kumen (ZSM-5, faza gazowa, <300*C). Kumen poddaje się utlenianiu tlenem do wodoronadtlenku kumenu, a następnie poddaje się go rozkładowi do fenolu i acetonu (utlenianie max 120*C, reakcja egzotermiczna, otrzymuje się 25% WNTK który się zatęża do 90%, następnie rozkład 60*C w obecności H2SO4)

• Wykorzystanie HCN: Akrylonitryl na skalę przemysłową jest produkowany w reakcji utleniającej amonolizy propylenu. Produktami ubocznymi tej reakcji jest HCN i acetonitryl. W tym przypadku HCN można wykorzystać i również przetworzyć na akrylonitryl, zgodnie ze starą metodą jego produkcji. Proces ten opiera się na reakcji HCN z acetylenem:

W ten sposób można nie tylko wykorzystać silnie toksyczny cyjanowodór (zapobieganie jego składowaniu), ale także zwiększyć produkcję akrylonitrylu w obrębie jednego zakładu (zasada racjonalnego wykorzystania produktów ubocznych).

• Zagospodarowanie HCl: Otrzymywanie szeroko stosowanego chlorku winylu opiera się na zbilansowanej i zintegrowanej reakcji chlorowania etylenu. W wyniku chlorowania etylenu otrzymujemy dichloroetan, który w wyniku krakingu termicznego daje nam produkt główny - chlorek winylu oraz HCl. HCl w instalacji można wykorzystać do produkcji dalszej ilości dichloroetanu (a tym samym chlorku winylu) w reakcji oksychlorowania etylenu. Można także przeprowadzić reakcję HCl z acetylenem z utworzeniem chlorku winylu. Jest to przykład zagospodarowania produktu ubocznego.

• Produkcja tlenku etylenu i glikolu etylenowego: integracja ze względu na produkt (tlenek etylenu jest wybuchowy i toksyczny, jego składowanie i transport jest niebezpieczne) oraz ze względu na ciepło (utlenianie etylenu do tlenku jest reakcją egzotermiczną, wytworzone ciepło jest wykorzystywane w procesie hydratacji).

1. Czym są biorafinerie?

Biorafinerie: zakłady w którym są zintegrowane procesy otrzymywania paliw, energii i chemikaliów z użyciem typowej aparatury procesowej. Dają produkty o wysokim stopniu przetwarzania (fine chemicals) lub masowe ilości tanich produktów, np. biopaliw. Wyróżnia się 3 rodzaje biorafinerii: zbożowe (zboża, ryż, kukurydza; gorzelnie), ligninocelulozowe i zielone. Ponadto w biorafineriach realizuje sie dwa typy procesów: biochemiczno/chemiczne (przerób zawartych w biomasie węglowodorów do określonych związków) oraz termochemiczne (termiczny rozkład biomasy do produktów gazowych i biopaliw). Biorafinerie "zielone" przerabiają biomasę rośliną (warzywa, owoce, trawy, rośliny paszowe, zioła) na różnorodne związki chemiczne (alkohole, węglowodany, cukry, enzymy, witaminy, hormony, leki, pasze, biogaz, olejki eteryczne) produkowane przez naturę.

1. Wymienić surowce odnawialne.

Surowce odnawialne to takie których odnowienie jest bieżące albo trwa bardzo krótko. Najbardziej znane z nich tj. woda, wiatr, promieniowanie słoneczne, opady, pływy morskie, fale morskie, źródła geotermalne są wykorzystywane na szeroką skalę do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Warta uwagi jest biomasa (uprawy spożywcze, drewno, słoma, odpady rolne, oleje i tłuszcze) która może być spalona (energia elektryczna i cieplna), zgazowana do metanu (gaz opałowy, produkcja metanolu), poddana pirolizie do CH4 lub węgla drzewnego (opał) oraz upłynniona w wyniku czego otrzymuje się biopaliwa. Zastosowanie biomasy nie tylko pozwala na wytworzenie mediów energetycznych i cieplnych ale także powoduje wykorzystanie niepotrzebnych odpadów rolniczych czy leśnych (zagospodarowanie odpadów).

1. Podać przykład zielonego medium, opisać gdzie jest stosowane.

Jednym z przykładów zielonego medium jest biomasa celulozowa, która jest odnawialnym surowcem zawierającym takie materiały jak: trway, rośliny drzewiaste, pozostałości rolnicze i leśne. Ważnym produktem przemiany biomasy jest etanol (hydroliza i fermentacja alkoholowa). Innym produktem jest kwas lewulinowy mający zastosowanie w syntezie m.in. kwasu bursztynowego: monomer do wytwarzania poliestrów, jego sole są niekorozyjnym i nietoksycznym środkiem przeciwoblodzeniowym.

1. Opisać trzy przykłady zastosowania gazu syntezowego w chemii organicznej.

Gaz syntezowy jest to mieszanina głównie CO, H2, CO2 i N2. Może być otrzymywany z surowców stałych (węgiel, biomasa, koks), ciekłych (frakcje ropy naftowej) lub gazowych (gaz ziemny, metan). Przed zastosowaniem gaz syntezowego w reakcji konieczne jest jego oczyszczanie (usuwanie pyłów, ciężkich związków organicznych, związków siarki). Czasem konieczna jst też korekcja stosunku H2:CO co uzyksuje się poprzez proces WGS (reakcja GS z parą wodną z wytworzeniem CO2). Na koniec usuwa się z GS CO2 technikami membranowymi lub absorpcyjnymi. GS z węgla otrzymuje się poprzez zgazowanie w reaktoarch Lurgi, Koppers-Totzek lub Winklera, z frakcji ropy naftowej metodą Texaco, a z gazu ziemnego poprzez reforming parowy CH4. Procesy te zachodzą w bardzo wysokich temperaturach (powyżej 1000*C).

Zastosowanie GS:

• Produkcja paliw płynnych metodą Fischera-Tropscha: produkcja alkoholi, aldehydów i ketonów, alkanów, kwasów karboksylowych, pod ciśnieniem 10-15MPa w obecności katalizatorów metalicznych; pod niższym ciśnieniem w obecności katalizatora Co tworzą się olefiny według reakcji: 2nH2 + nCO -> (CH2)n + nH2O. Produkcja paliw ciekłych w obecności katalizatora żelazowego (Fe2O3+Al2O3+K2O) lub kobaltowo-nikowego pod ciśnieniem 1,5-2MPa w temp. <250*C: nCO + (2n+1)H2=CnH_2n+2 + nH2O. Proces wykorzystywany w RPA w zakładzie SASOL.

• Produkcja metanolu: CO + 2H2 <-> CH3OH i CO2 + 3H2O <-> CH3OH + H2O, reakcje są egzotermiczne i odwracalne, w związku z tym sprzyja jej niska temperatura i wysokie ciśnienie, jednak niskie ciśnienie powoduje małą szybkość reakcji i problem doboru katalizatora. Dawniej stosowano metodę wysokociśnieniową na kat. ZnO-Cr2O3, w temp. >300*C i ciśnieniu >30MPa (duże koszty inwestycyjne, droga aparatura). Obecnie stosuje się metodę niskociśnieniową poprzez dodatek miedzi do katalizatora CuO-ZnO-Cr2O3, w związku z czym temp. Ok 250*C a ciśnienie 5-10MPa, większa aktywność katalizatora, GS musi być dokładnie odsiarczony (metoda ICI). Metanol znajduje zastosowanie w produkcji min. kwasu octowego, aldehydów, amin, estrów, w procesie Mobil (benzyna syntetyczna), DME, MTBE (komponenty benzyn).

• Produkcja amoniaku: jego synteza przebiega z udziałem H2 i N2. Azot jest wydzielany z powietrza poprzez np. metodę Lindego. Kolejnym etapem jest wytworzenie gazu syntezowego, np. poprzez zgazowanie węgla. GS poddawany jest oczyszczaniu, CO poddaje się konwersji z parą wodną z utworzeniem CO2 i H2, następnie usuwa się CO2 (techniki membranowe) uzyskując wodór. Ostatnim etapem jest właściwa synteza amoniaku: N2 + 3H2 -> 2NH3, która przebiega z udziałem katalizatora Fe/Al2O3 w temperaturze 400-500*C (zwiększenie szybkości reakcji)

1. Utlenianie: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

• Produkcja akrylonitrylu: akrylonitryl jest otrzymywany w wyniku utleniającej amonolizy propylenu w obecności katalizatora molibdenowo-bizmutowego Bi2O3-MoO3, temp. 420-500*C, 0,2-0,3MPa, faza gazowa, produktem ubocznym jest HCN, który wykorzystuje się do produkcji akrylonitrylu w reakcji z acetylenem

CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2-> CH2=CHCN + 3H2O

• Produkcja tlenku etylenu: jest to proces utleniania etylenu tlenem z powietrza w fazie gazowej, kat. Ag/Al2O3, temp. 200-300*C, 15-25 bar, działanie katalizator polega na aktywowaniu tlenu, etylen i powietrze poddaje się dokładnemu oczyszczaniu od acetylenu i siarki by uniknąć zatrucia katalizatora, istnieje niebezpieczeństwo wybuchu, tlenek etylenu jest toksyczny dlatego też stosuje się integrację z instalacją do produkcji glikolu etylenowego.

CH2=CH2 + 0,5O2 ->

• Otrzymywanie kwasu tereftalowego: proces utleniania p-ksylenu (z reformingu) w fazie ciekłej, w obecności soli kobaltu z dodatkiem NaBr jako promotora, 150*C, 1,5MPa (proces Amoco), utlenianie powietrzem

1. Utlenianie w fazie gazowej: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

• Produkcja akrylonitrylu: akrylonitryl jest otrzymywany w wyniku utleniającej amonolizy propylenu w obecności katalizatora molibdenowo-bizmutowego Bi2O3-MoO3, temp. 420-500*C, 0,2-0,3MPa, faza gazowa, produktem ubocznym jest HCN, który wykorzystuje się do produkcji akrylonitrylu w reakcji z acetylenem

CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2-> CH2=CHCN + 3H2O

• Utlenianie etylenu do tlenku etylenu: jest to proces utleniania etylenu tlenem z powietrza w fazie gazowej, kat. Ag/Al2O3, temp. 200-300*C, 15-25 bar, działanie katalizator polega na aktywowaniu tlenu, etylen i powietrze poddaje się dokładnemu oczyszczaniu od acetylenu i siarki by uniknąć zatrucia katalizatora, istnieje niebezpieczeństwo wybuchu, tlenek etylenu jest toksyczny dlatego też stosuje się integrację z instalacją do produkcji glikolu etylenowego.

CH2=CH2 + 0,5O2 ->

• Produkcja bezwodnika maleinowego z benzenu: utlenianie benzenu w fazie gazowej w obecności tlenków molibdenu i wanadu na nośniku α-Al2O3, temp. 350-420*C

1. Utlenianie w fazie ciekłej: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

• Utlenianie kumenu do wodoronadtlenku kumenu: reakcja utleniania w fazie ciekłej w obecności katalizatora AlCl3 lub H2SO4, 110-120*C, należy bezwględnie przestrzegać tej tempareatury ze względu na to że powyżej 120*C następuje wybuchowy rozkład WNTK, najczęściej proces ten jest zintegrowany z instalacją do produkcji fenolu i acetonu w wyniku rozkładu WNTK

• Produkcja kwasu octowego: utlenianie parafin C4-C8 do kwasu octowego, kat. sole Co2+ lub Mn2+, 170-180*C, 6-7MPa, CH3CH2CH2CH3 + O2 -> CH3COOH

• Otrzymywanie kwasu tereftalowego: proces utleniania p-ksylenu (z reformingu) w fazie ciekłej, w obecności soli kobaltu z dodatkiem NaBr jako promotora, 150*C, 1,5MPa (proces Amoco), utlenianie powietrzem

1. Synteza Fischera-Tropscha: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

• W obecności katalizatorów metalicznych z dokładnie oczyszczonego GS, pod ciśnieniem 10-15MPa tworzy się mieszanina związków org. Zawierających tlen. Przykłady: 2H2 + CO -> CH3OH lub 2H2 + 2CO -> CH3COOH

• Pod ciśnieniem mniejszym do 3MPa w obecności katalizatora żelazowego powstają węglowodory (olefiny i parafiny), np. 4H2 + 2CO -> (CH2)2 + 2H2O lub 5H2 + 2CO -> C2H6 + 2H2O. Jest to metoda produkcji paliw ciekłych (benzyn) wykorzystująca GS (SASOL w RPA)

1. Utwardzanie tłuszczów: podać trzy przykłady reakcji (z katalizatorami) stosowanych w przemyśle z opisem.

Jest to proces uwodorniania wiązań nienasyconych w glicerydach nienasyconych kwasów tłuszczowych, które występują w wielu olejach i tłuszczach naturalnych (lniany, konopny), w olejach z ryb i ssaków morskich. Są to produkty o niedużej wartości liczby jodowej, stanowią surowce do produkcji margaryny. Proces prowadzi się w fazie ciekłej w temperaturze <200*C, pod ciśnieniem 0,4MPa wobec katalizatora niklowego. Często jest to proces periodyczny.

1. Opisać proces Mobil.

Proces Mobil MTG jest to proces przekształcenia metanolu w benzynę silnikową: Co + H2 -> CH3OH -> benzyna syntetyczna. Można w nim uzyskać produkt składający się z małej ilości lekkich parafin i ciężkich węglowodorów, ponadto duża jest zawartość WA i izoparafinowych mających dużą LO. Benzynę otrzymuje się z wydajnością 95% w stosunku do przereagowanego metanolu. Sumarycznie reakcję można przedstawić równaniem: nCh3OH -> (CH2)n + nH2O. katalizatorem są wysokokrzemowe formy zeolitów mające wysoki stopień krystaliczności i silnie kwaśny charakter. Najczęściej stosuje się H-ZSM-5. Proces Mobil można prowadzić w stacjonarnej i fluidalnej warstwie katalizatora. Temp. 330-420*C, ok 2 MPa. Benzyna syntetyczna charakteryzuje się dobrą jakością, wysoką LO i małą zawartością S i N w porównaniu do benzyny mineralnej. Instalacja w Nowej Zelandii.

1. Opisać reaktory i katalizatory stosowane w instalacjach Sasol.

Zakłady SASOL istnieją w RPA i zajmują się przeróbką węgla w paliwa ciekłe poprzez syntezę Fischera-Tropscha. Proces rozpoczyna się zgazowaniem węgla metodą Lurgi (1200*C, 2-3MPa, z węgla lub koksu) w wyniku czego otrzymywany jest GS. Następnie poddaje się go oczyszczaniu metodą Rectisol (wymywanie zanieczyszczeń metanolem w niskiej temperaturze i jego regeneracja obniżonym ciśnieniem). Obecnie stosuje sie katalizatory żelazowe i niklowo-kobaltowe (Fe2O3-Al2O3-K2O). temperatura procesu ok. 250*C, 1-1,5MPa, otrzymuje się frakcję benzynową, olefiny, alkohole i parafiny. Powstający ubocznie metan poddawany jest reformingowi parowemu do GS. W zakładach SASOL I i II wykorzystuje się reaktory SYNTHOL (cyrkulująca faza fluidalna). Temp. 160*C, 2,3MPa, katalizator żelazowy, większa wydajność olefin. W zakładzie SASOL III stosuje się reaktor ARGE (złoże stacjonarne), który pracuje w temp. 220-230*C pod ciśnieniem 2,7MPa w obecności katalizatora żelazowego, większa wydajność parafin. W fazie analiz są reaktory ze złożem zawiesinowym i niecyrkulującym złożem fluidalnym.

prof. Wilk

1. Proces uwodornienia grupy funkcyjnej - otrzymywanie alkoholi tłuszczowych.

Jest to proces uwodornienia grupy funkcyjnej w organicznych związkach tlenowych. Wyższe alkohole tłuszczowe to alkohole jednowodorotlenowe zawierające więcej niż 5 węgli. Produkowane w 80% z węglowodorowych surowców naftowych, a w 20% z naturalnych tłuszczów. Proces przebiega w temp. 290-370*C, 20-30MPa, kat. CuO-Cr2O3 z dodatkiem BaO, reaktor trójfazowy, proces w fazie ciekłej, katalizator w suspensji lub w warstwie stacjonarnej. Alkohole C10-C18 są wykorzystywane głównie do syntezy surfaktantów.

1. Utlenianie mieszaniny cykloheksanonu i cykloheksanolu do kwasu adypinowego

Jest to proces utleniania cykloheksanonu i cykloheksanolu kwasem azotowym. Katalizator Cu2+/V5+, temp. 70*C, 0,4MPa

1. opisać 3 zasady zielonej chemii i poglądowo proces pirolizy biomasy

Piroliza biomasy: termiczna konwersja substancji organicznej bez dostępu tlenu. Jako produkt końcowy otrzymuje się koksik (węgiel drzewny), frakcję ciekłą (bioolej) oraz mieszaninę gazów (gaz palny). Stosuje się katalizatory zeolitowe.

1. Procesy zintegrowane -podać definicje i sens. Opisać instalacje zintegrowana gdzie wykorzystuje sie metanol

Procesy zintegrowane: 2 lub więcej instalacji połączonych ze sobą w jednym zakładzie w celu zagospodarowania produktów ubocznych, odpadowych lub wykorzystania energii. Procesy zintegrowane spełniają jedną z zasad technologicznych - zasadę najlepszego wykorzystania surowców.

Instalacja zintegrowana w której występuje metanol: instalacja do zgazowania węgla (np. Lurgi) z instalacją do produkcji metanolu metodą wysoko- lub niskociśnieniową.

1. biomasa, biogaz, biorafineria "zielona", bioanalityka - podać definicje;

Biogaz: produkt fermentacji beztlenowej związków pochodzenia organicznego (biomasy roślinnej, ścieków, odpadów rolnych i zwierzęcych). Powstaje w biogazowni.

Bioanalityka:

1. Zielone rafinerie jako instalacje zintegrowane

W biorafineriach jednym z przetwarzanych produktów są rośliny oleiste z których w wyniku tłoczenia i wyciskania uzyskuje się oleje roślinne zawierające triacyloglicerole (estry gliceryny i kwasów tłuszczowych). Związki te można przerobić do kwasów tłuszczowych i gliceryny w wyniku hydrolizy, do estrów metylowych (biodiesel) w wyniku transestryfikacji oraz na surfaktanty poprzez hydrogenolizę do alkoholi tłuszczowych.

1. utlenianie w fazie gazowej na przykładzie bezwodnika maleinowego

Bezwodnik maleinowy jest otrzymywany w dwóch procesach: utlenianie benzenu lub utlenianie n-butanu. W pierwszym przypadku utlenianiu ulega benzen w obecności kat. MoO3/Al2O3, w temp. 350-420*C. ze względu na szkodliwe działanie benzenu zaczęto używać tańszego i bezpieczniejszego surowca - n-butanu. CH3CH2CH2CH3 +0,5O2 -> CH2=CHCH2CH3 + H2O --> CH3CH=CHCH3 + 3,5O2 -> bezwodnik maleinowy +4H2O. proces ten odznacza się mniejszym zużyciem surowca, mniejszym jego kosztem, mniejszym kosztem energii, a tym samym gotowy produkt też jest tańszy.

1. Proces karbonylowania metanolu do kwasu octowego

CH3OH + CO -> CH3COOH metoda Monsanto: kat. kompleksy rodu + jod jako promotor, 200*C, 2MPa - znacznie łagodniejsze warunki niż w przypadku poprzedniej metody BASF

1. utlenienie etylenu do tlenku (zwrócić uwagę na utlenianie tlenem i powietrzem)

większa selektywność w przypadku utleniania tlenem niż powietrzem.

1. Wyjaśnij dlaczego zintegrowano wytwórnie wodoru z metanolem 

Niebezpieczny transport i przechowywanie wodoru.

1. Napisać znaczenie instalacji schematu ideowego wytwarzania akroleiny, nadtlenku wodoru i gliceryny

1. Co to jest biogaz? Zalety i wady. 

Zalety: energia ze źródeł odnawialnych, tanich, czystych, ogólnie dostępnych, zagospodarowanie odpadów z produkcji rolnej, leśnej, komunalnej, biogaz charakteryzuje się mniejszą zawartością S i N, możliwość produkowania na swoim własnym "podwórku", mniejszy efekt cieplarniany,

Wady: duże nakłady inwestycyjne, konieczność ciągłego monitoringu procesu fermentacji metanowej

1. Co otrzymuje się z pirolizy masy drzewnej? 

W zależności od szybkości prowadzenia pirolizy uzyskuje się z dużą wydajnością węgiel drzewny, bioolej i gaz palny.