Химическая технология органических веществ. Часть 4. Орехов В.С - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Rh, но в присутствии тех же промоторов. Впервые процесс был реализован при катализе соединениями Co для получения
уксусной кислоты из метанола:
CH
3
OH + CO → CH
3
COOH.
Его вели при 250
°С и давлении 70 … 75 МПа, выход уксусной кислоты ≈90% по метанолу. Был разработан процесс с Rh-
катализатором, что позволило снизить температуру и давление до 175 … 189
°С и 2,7 … 2,9 МПа. Этот вариант синтеза даёт
выход продукта ≈99% по метанолу и считается экономичным способом получения уксусной кислоты.
Упрощённая технологическая схема процесса изображена на рис. 2.5. Метанол подогревают в аппарате 1, вводят в
реактор 2 с мешалкой и барботером для СО. Реакционная масса содержит уксусную кислоту, 15 … 20% воды и небольшое
количество непревращённого метанола. Непревращённый СО вместе с унесёнными парами веществ выходит сверху реактора,
охлаждается в холодильнике 3, конденсат отделяется от газа в сепараторе 4, возвращается в реактор, газ идёт на очистку.
Рис. 2.5. Технологическая схема производства уксусной кислоты
методом карбонилирования метанола:
1 – подогреватель; 2 – реактор; 3 – холодильник; 4, 6, 11 – сепараторы;
5 –дроссельный вентиль; 7 – насос; 8, 12, 13 – ректификационные колонны;
9 – кипятильник; 10 – дефлегматор
Жидкая реакционная масса дросселируется в вентиле 5, за счёт чего происходит её частичное испарение и охлаждение.
В сепараторе 6 отделяют жидкость от пара и первую возвращают в реактор насосом 7. Отвод тепла реакции осуществляется
только за счёт испарения части жидкости и её дросселирования, дополнительное регулирование температуры проводят,
изменяя температуру поступающего метанола.
Пары из сепаратора 6 поступают в колонну 8 с кипятильником 9. В ней отгоняют летучие продукты, которые
конденсируются в аппарате 10, и конденсат разделяется на две жидкие фазы в сепараторе 11. Верхняя фаза, представляющая
собой водный раствор, служит флегмой колонны 8, а тяжёлая фаза, состоящая в основном из СН
3
I, возвращается насосом в
реактор. Из средней части колонны 8 отбирают сырую уксусную кислоту, а кубовую жидкость возвращают в сепаратор 6.
Сырая уксусная кислота поступает в колонну обезвоживания 12, где освобождается от HI, для чего на одну из тарелок
подаётся метанол, дающий с HI летучий СН
3
I. Отогнавшуюся смесь возвращают насосом в реактор. Кубовая жидкость
колонны 12 закачивается в среднюю часть ректификационной колонны 13, в которой отгоняется технически чистая уксусная
кислота. Кубовый остаток отправляют на сжигание.
Кроме синтеза уксусной кислоты реакция карбонилирования успешно применена для получения из этанола пропионовой
кислоты и из метанола – уксусного ангидрида:
C
2
H
5
OH + CO → C
2
H
5
COOH,
CH
3
OH
+ CO
CH
3
COOH
+ CH
3
OH
- H
2
O
CH
3
COOCH
3
(CH
3
CO)
2
O.
+ CO
Восстановительным карбонилированием метилацетата можно получить этилидендиацетат и из него – винилацетат:
2CH
3
COOCH
3
+ 2CO + H
2
→ CH
3
CH(OCOCH
3
)
2
+ CH
3
COOH,
CH
3
CH(OCOCH
3
)
2
→ CH
2
=CHOCOCH
3
+ CH
3
COOH.
Эти реакции катализируются теми же комплексами металлов в присутствии йодидных промоторов. Восстановительным
карбонилированием метанола или метилацетата можно получить, кроме того, ацетальдегид, этанол, этилацетат, а
окислительным карбонилированием – диметилкарбонат и диметилоксалат. Однако эти процессы характеризуются
недостаточным выходом продуктов, жёсткими условиями синтеза и недостаточной активностью предложенных
катализаторов.
Процессы, катализируемые кислотами. Кислотный катализ реакций оксида углерода получил практическое значение
главным образом для синтеза карбоновых кислот из олефинов. Механизм реакции состоит в предварительном
протонировании олефина кислотой с образованием карбокатиона, его взаимодействии с СО с получением ацилкатиона и
реакции последнего с водой с образованием карбоновой кислоты:
–

Страницы