background image

WYKORZYSTANIE ETYLENU DO SYNTEZ

Otrzymywanie kwasu octowego i bezwodnika 
octowego. Najważniejsze zastosowania.

background image

KWAS OCTOWY

bezbarwna, żrąca ciecz

M – 60.05 g/mol

spala się niebieskim płomieniem

dobrze rozpuszczalny w wodzie 

 i rozpuszczalnikach organicznych

temperatura topnienia = 16,7 °C

temperatura wrzenia = 117-118 °C

słaby kwas, ulega dysocjacji, dobrze 

przewodzi prąd elektryczny

background image

Metody otrzymywania bezwodnika i 
kwasu octowego:

* metoda obecnie nie stosowana

background image

KWAS OCTOWY 

– otrzymywanie:

Metoda karbonylowania metanolu

Metody utleniania węglowodorów 

n-parafinowych C4-C8

Metoda utleniania aldehydu octowego

background image

Metoda karbonylowania metanolu 
(Monsanto):

Surowiec

metanol -> uzyskiwany bezpośrednio z gazu 
syntezowego (zgazowanie koksu/ropy naftowej)

tlenek węgla (II) -> niecałkowite utlenienie węgla, 
bądź reakcja węgla z parą wodną

Katalizator

kompleksy rodu promotowane jodem – Rh/I2 
(RhCl3*3H2O)

background image

Produkt główny:

kwas octowy (lodowaty o wysokiej czystości 

99,9%)

Produkty uboczne:

kwas propionowy (C

2

H

5

COOH)-> oddzielany 

później w kolumnach rektyfikacyjnych

HI -> powoduje korozję

gazy zrzutowe -> spalane w pochodni

background image

Mechanizm reakcji:

background image

Metoda utleniania n-butanu:

Surowiec:

n-butan

tlen

5% r-r NaOH

Katalizator 

sole kobaltu lub manganu (np. nafteniany)

Produkt główny:

kwas octowy (85% wydajności wszystkich 
zawierających tlen produktów procesu)

background image

Utlenianie n-butanu – c.d.:

Produkty uboczne:

kwas mrówkowy, 

metanol, 

etanol, 

aceton (propanon), 

keton etylowo-metylowy (butanon, MEK), 

octan etylu (CH3COOC2H5), 

inne produkty utleniania. 

-> kierowane do kolejnych procesów

background image

Mechanizm reakcji:

background image

Utlenianie benzyny lekkiej C5-C8

Warunki ze względu na surowiec:

-> benzyna nie powinna zawierać więcej niż 

0,05%mas. siarki, 0,5%mas. węglowodorów 
C1-C3 oraz 5%mas. butanów;

->faza ciekła, utlenianie za pomocą tlenu

Warunki ze względu na katalizator- nafteniany 

kobaltu:

T = 170-200°C, p = 4-5 MPa

background image

Produkt główny:

kwas octowy (70-80% mas.)

Produkty uboczne:

kwas mrówkowy (ok. 15%mas.)

kwas propionowy (do 10%mas.) – C

2

H

5

COOH

kwas bursztynowy (kilka procent) – 

(CH2COOH)2

Reszta to obojętne produkty utleniania 

(alkohole, ketony, estry, które tworzą z wodą 
mieszaniny azeotropowe -> zawracane do 
reaktora utleniania

background image

Utlenianie aldehydu octowego

Surowiec:

aldehyd octowy -> pozyskiwany z utleniania etylenu, 
np. metodą Wacker Chemie lub z hydratacji acetylenu

tlen lub powietrze wzbogacone tlenem

Produkt główny

bezwodnik octowy (65-70%)

Produkty uboczne:

kwas octowy (15-20%)

woda zawierająca nieco octanu etylu

gazy odlotowe (gł. CO2) -> spalane

background image

Mechanizm reakcji: 

I – wolnorodnikowa reakcja utleniania aldehydu 

do 
kw. nadoctowego (T = ok. 50°C, p = 0,2 MPa)

katalizator: octan kobaltu

II – powstanie nadoctanu 1-hydroksyetylu

III – dehydratacja do bezwodnika octowego pod 

wpływem katalizatora: octanu miedzi

background image
background image

Zastosowania kwasu octowego:

Otrzymywanie octanu winylu:

background image

Otrzymywanie octanów alkilowych

Otrzymywanie octanów metali, np.:

octan sodu (konserwant i regulator kwasowości 

E262)

Otrzymywanie kwasu chlorooctowego:

Stosowany w produkcji leków i pestycydów oraz 

w produkcji karboksymetylocelulozy – środka 
zagęszczającego.

background image

Zastosowania bezwodnika 
octowego

Produkcja acetylocelulozy:

T= 10-40°C w środ. lodowatego kw. octowego; katalizator – kw. siarkowy

Acetyloceluloze stosuje się do produkcji: 

56-58%  folii technicznych, 

54,5%  włókna octanowego – jedwabiu octanowego, 

 52-54% tworzywa sztucznego – octanu celulozy, 

50-52% farb i lakierów, 

44-48%  farb drukarskich 

 

background image

Otrzymywanie kwasu acetylosalicylowego (aspiryny):

Kwas acetylosalicylowy jest powszechnie stosowanym 

lekiem przeciwgorączkowym i przeciwbólowym. 
Stanowi również składnik następujących leków: 
asprocol, calcipiryna, polopiryna C, polopiryna S.

background image

Otrzymywanie acetofenonu:

Acetofenon jest bezbarwną substancją o temp. 

topnienia 19,5°C i temp. wrzenia 202°C. Stosuje 
się go jako rozpuszczalnik estrów celulozy i 
innych żywic, jako substancję zapachową (np. do 
aromatyzowania tytoniu), a także jako środek 
nasenny (hypnon).

background image

Otrzymywanie chlorku acetylu  (czynnik acetylujący):

Otrzymywanie acetanilidu:

Stosowany  w weterynarii jako lek przeciwgorączkowy 

(antyfebryna). Służy ponadto do produkcji syntetycznej 
kamfory, licznych środków farmaceutycznych (np. 
sulfonamidów) i barwników stanowi również stabilizator 
nadtlenku wodoru.

background image

Technologie 

otrzymywania

background image

Karbonylowanie metanolu

Warunki:

T = ok. 200°C, p < 3,5 
MPa

Metanol

CO

background image

Nowości w karbonylowaniu 
metanolu:

background image

Utlenianie n-butanu

background image

Warunki ze względu na surowiec:
-> n-butan nie powinien zawierać więcej niż 0,5% 

mas. propanu i więcej niż 2% mas. izobutanu 
(tworzą się z nich niepożądane: aceton i octan 
metylu)

Warunki ze względu na katalizator – sole 

kobaltu lub manganu (np. nafteniany):

T= 170-180°C, p= 6-7 Mpa

faza ciekła w roztworze lodowatego kwasu octowego 

-> proces autokatalityczny

background image

Utlenianie aldehydu 
octowego

background image

Warunki ze względu na surowiec:

faza ciekła

nadmiar aldehydu octowego w stosunku do 

tlenu (aby uniknąć nagromadzenia się kw. 
nadoctowego)

Warunki ze względu na katalizator = 

mieszanina octanów kobaltu i miedzi

T = ok. 50°C

p = 0,2 MPa

background image

Procesy zintegrowane

background image
background image

Bibliografia:

Edward Grzywa, Jacek Molenda – „Technologia 

podstawowych syntez organicznych” tom 2, 
WN-T, Warszawa 2000

http://www.janecki.pr.radom.pl/czwarty/mod/k

arbonylowanie.docx [dostep: 20.10.1012, 
godz. 20:16]


Document Outline