ETHYLEN - PRŮMYSLOVÉ ZPRACOVÁNÍ

Transkript

1 H ethanol CH= acetaldehyd CH octová kys. C CH= vinylacetát ETHYLE - PRŮMYSLVÉ ZPRACVÁÍ oxiran (ethylenoxid) ~ 10 % + 2 ~ 20 % -H 2 + KYS. KATAL. ETHE CH= styren (-CH- -) n Ph polystyren PS a jeho kopolymery ethylbenzen (- - -) n polyethylen, PE ~ 10 % a jeho kopolymery ~ 50 % + C + H 2 CH= propanal (-CH- -) n C- PVAc a kopolymery Metathese ligomerizace Halogenderiváty + C + H 2 CH propanová kys. + HC CH C CH= vinylpropanoát (vinylpropionát) -H propanol (-CH- -) n C-C 2 H 5 polyvinylpropionát

2 ETHYLE - PRŮMYSLVÉ ZPRACVÁÍ (- -) n polyethyleny CH=, CH, acetaldehyd, kys. octová, oxiran polymerizace + 2 oxidace -( ) x - lineární 1-alkoholy =CH-( ) x -H lineární 1-alkeny oligomerizace, proces Alfol CH= propanal + H 2 + C hydroformylace = + CH + 2 oxyacetylace C-CH= vinylacetát + 1 / C oxykarbonylace =CHCH kys. akrylová + H 2 hydratace H ethanol H + 2 chlorace oxyhydrochlorace 1,2-dichlorethan

3 ETHYLE - PLYMERIZACE Ziegler-atta Ti Al Ti Al + = Ti Al Ti Al

4 ETHYLE - PLYMERIZACE Ziegler-atta animace CH 2 CH Ti Al Al CH 2 2 CH CH 2 CH CH

5 ETHYLE - VÝRBA XIRAU (ETHYLEXIDU) Chlorhydrinový postup, již nepoužívaný A) = H 2 H- - + H B) 2 H- - + Ca(H) 2 Ca H Přímá oxidace na stříbrném katalyzátoru 2 = CH (Ag) kj/mol 2 (g) + Ag 2 (Ag)!! nedisociativní molekulární adsorpce!! 2 (Ag) + = + :(Ag) 6 :(Ag) + = 2 C H kj/mol Maximální možná produktová selektivita 80 % Částečně se spaluje i oxiran

6 ETHYLE - VÝRBY Z XIRAU (ETHYLEXIDU) R R (H- -) 2 H diethanolamin -H 2 H morfolin -( -) n H neionogenní tenzidy + S 3 H- H 2 ethanolamin R + -( -) n S 3 H Ionogenní tenzidy (H- -) 3 triethanolamin + H 3 (-- -) n Poly(oxyethylen) a jeho kopolymery RP H RP (H ) (-- --XY-) n Polyestery, Polyurethany + 2 =CH-CH= glyoxal H- -H ethandiol + = + H 2 1,3-dioxolan + R CH + H 2 + RH (H + ) H-( -) 2 -H + C 2 diethylenglykol R- -H ethylenglykolmonoalkylethery -H 2 + R-, (H ) 1,3-dioxolan-2-on + R CH 1,4-dioxan ethylenkarbonát R C- -R alkoxyethylestery R C- -H hydroxyethylestery R- -H ethylenglykoldialkylethery

7 ETHYLE - VÝRBA ACETALDEHYDU Klasické výroby xidace ethanolu 2 -H CH= + 2 H 2 Dehyrogenace ethanolu -H CH= + H 2 Hydratace acetylenu CH CH + H 2 CH= xidace alkanů C 3 a C 4 v plynné fázi Současná katalytická výroba Selektivní parciální oxidace ethylenu Pd 2 / Cu 2 2 = CH= kj/mol Pd H = Pd -H Pd CH= + H + Regenerace Pd-katalyzátoru Pd + 2 Cu 2 Pd 2 + Cu 2 2 Regenerace regenerátoru 2 Cu H 4 Cu H 2

8 ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU CH= 1. CH ctová kyselina -. Me 3+ Me 2+ + H +. CH= C= iniciace radikálovou oxidací kyslíkem + 2. C C H CH= + CH= 2 CH Esterifikace acetáty (rozpouštědla) Vinylacetát: CH + = + 2 C-CH= -H 2 polymery

9 ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU CH= 2. C-C 2 H 5 Ethylacetát - katalytickou dimerizací 0 až 5 C -CH= + =CH-CH 3 -C-- (Et) 3 Al + Zn 2 Výhodnější než esterifikace octové ethanolem? 3. C--C C-CH Acetanhydrid - katalytickou parciální oxidací 50 C, do 4 MPa 2 CH= + 2 C--C-CH + 3 H 2 acetáty Co a Cu Alternativní výroba z kyseliny octové a ketenu, CH + =C= C--C- ale keten se vyrábí z kyseliny octové dehydratací!

10 . ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU + C= C= CH CH= Cu 2+ Cu + C--C + H + H +. C= Výroba acetanhydridu C H. Me 3+ Me 2+ + H +. CH= C= iniciace + 2. C C H CH= + CH= 2 CH

11 ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU CH= 4. Aldolová kondenzace a navazující produkty a) Kondenzace na acetaldol, tj., 3 hydroxy-1-butanal (H ) CH= + CH= CH CH= CH=CH CH= 2-butenal; krotonaldehyd + =C= (keten) CH CH CH CH CH Kyselina sorbová potraviny krmiva pesticidy farmacie H H CH=CH CH Kyselina krotonová (β-methylakrylová) vinylové kopolymery alkydové pryskyřice + -H (H ) CH + H 3 CH H 2 3-methoxybutanol + H 2 CH H H 1,3-butandiol polyurethany polyestery tenzidy zvláčňovadla hydraulické kapaliny estery

12 ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU CH= 5. Deriváty pyridinu C-H C, MPa 4 CH= + H 3-4 H 2 2-methyl-4-ethylpyridin H 2 -C nikotinamid HC kyselina nikotinová HC CH + H 3 oxidace nikotin-2,5-dikarboxylová kyselina Léčiva, krmiva, speciální chemikálie

13 ETHYLE - VYUŽITÍ ACETALDEHYDU CH= 5. Deriváty pyridinu - pikoliny 3 CH= + H 3 silikoalumina 400 C, 0,1 MPa - 3 H 2 2-pikolin 4-pikolin = 2-pikolin H H 2 CH= 2-vinylpyridin bdobně se vyrábí 4-vinylpyridin. ba se kopolymerizují s butadienem a styrenem na syntetické kaučuky pro pneumatiky 3-pikolin + H H 2 C nikotinnitril + H 2 H 2 -C nikotinamid

14 ETHYLE - CHLRACE A ÁSLEDÉ PRDUKTY

15 ETHYLE - ZPRACVÁÍ METATHESEMI Phillips Triolefin Process, Shawinigan Chemicals, u Montrealu, Kanada : t/rok. CH + CH DES W 3 /Si 2 + CH CH Polymerizace na PE Izomerizace na 1-buten, pak kopolymerizace s ethenem Téměř rovnovážná konverze: %, selektivita > 95 %. Motivace zahájení: tehdejší nadprodukce propenu a nedostatek ethenu Motivace ukončení: rostoucí poptávka po propenu: růst výroby isotaktického polypropylenu růst spotřeby propenu na výrobu akrylátů d 1985 je v chodu Reverzní Phillips Triolefin Process, Lyondel Petrochemical Co., Channelview, Texas, t propenu/rok. Potřebný but-2-en získáván dimerizací ethenu na i-katalyzátoru.

16

17 RCH=CHR 4 W= RCH= 4 W RCH=CHR 4 W RCH= RCH= 4 W RCH =

18 . Shell Higher lefins Process (SHP) i-fosfin (n+2) = (- ) n -CH= (n = 0 až 18) C 4 sudé alk-1-eny C 6 -C 18 C 20 až C 40 izomerizace C=C METATHESE vnitřní alkeny C 11 -C 14 alkeny nad C 14 alkeny pod C Shell, Louisiana USA, produkce t/rok, od r t/rok Shell, Stanlow, UK, t/rok. Finální produkty: syntetická maziva, změkčovadla, detergenty, mastné kyseliny

19 ... CH=CH -CH=CH CH=CH... 1,4-poly(butadien) = = = ethen... CH= =CH CH= =CH CH= =CH... hexa-1,6-dien cyklookten + = ethen deka-1,9-dien

20 H aziridin (ethylenimin) - H + = 3 CH=CH (katal.) 2 benzen ethylbenzen styren exo-dicyklopentadien endo-dicyklopentadien

21 oxiran (ethylenoxid) + C 2 ethylenkarbonát CH CH H CH R CH C R skupina glycidyl glycidylalkohol glycidylethery glycidylestery R- - -CH= R-CH= + C + H 2 olefin Co, Rh, Ru katalyzátor R-CH- CH= oxoaldehydy

22 + Diels-Alder r. retro-diels-alder. metathesní polymerizace CH=CH cyklopentadien dicyklopentadien poly(dicyklopentadien) R-H + R- - -H alkohol oxiran ethylenglykol monoalkylether

23 ETHYLE - ZPRACVÁÍ METATHESEMI CH + CH W 3 /Si 2 + CH CH Polymerizace na PE Izomerizace na 1-buten, pak kopolymerizace s ethenem

24 ETHYLE - PLYMERIZACE Ziegler-atta animace ~~~ CH 2 Ti Al CH 3