Công nghệ Monsanto:

Một phần của tài liệu cacbonyl hóa methanol sản xuất axit axetic (Trang 28 - 31)

iodua:

Quá trình này được tiến hành ở điều kiện mềm hơn so với quá trình BASF. Hiệu suất của quá trình theo metanol đạt 99% và theo CO đạt xấp xỉ 90%. Hệ phản ứng ở đây không dễ tạo H2 hơn so với quá trình của BASF vì vậy ít tạo ra các sản phẩm mà sự có mặt của nó cũng không quan trọng.

Những nghiên cứu động học của phản ứng cacbonyl hoá metanol xúc tác bởi Rh cho thấy phản ứng là bậc 0 với cacbon monoxyt matanol và là bậc 1 với Rôđi và chất hoạt hoá iodua. Nhiều dạng khác nhau của hợp chất Rôđi hoạt động xúc tác có hiệu quả ở khoảng nhiệt độ phản ứng từ 150 – 2000C. Chất hoạt hoá iodua thường là metyl iodua nhưng hợp chất iodua cũng có thể sử dụng ở nhiều dạng khác nhau mà không có sự khác nhau về tốc độ của phản ứng.

Bằng phương pháp nghiên cứu quang phổ người ta thấy rằng trong môi trường nước hoặc rượu, Rh(III) halogenua có thể bị khử tạo thành [Rh(CO)2X2]-. Hơn nữa khi các loại phức khác nhau của Rh(I) cùng có mặt trong môi trường phản ứng thì phức [Rh(CO)2I2]- tỏ ra chiếm ưu thế, chứng tỏ anion này là loại xúc tác có hoạt tính nổi trội.

Chu kỳ xúc tác chỉ ra trong hình sau dựa trên các nghiên cứu động học và quang phổ. [Rh(CO)2I2]- phản ứng với metyl iodua theo phản ứng oxy hoá cộng hợp tạo thành hợp chất trung gian metyl Rodi. Sự thế chỗ của CO hay chính xác hơn là sự chuyển vị nhóm metyl tạo ra hợp chất trung gian axyl 5 phối trí. Hợp chất trung gian axyl tách axetyl iodua và tái sinh [Rh(CO)2I2]- .Axetyl iodua phản ứng với nước để tái sinh HI và sản xuất Axit axetic. Hydro ioua phản ứng với metanol để tạo ra metyl iodua trong bước xác định phản ứng. Theo phương pháp này cả phức Rh và chất hoạt hoá metyl iodua ban đầu đều được tái sinh.

H2O CH3CO2H CH3COI HI [CH3CORh(CO)2I3]- [CH3Rh(CO)2I3]- [Rh(CO)2I2]- CO [CH3CORh(CO)I3]- MeOH H2O CH3I

Những sản phẩm phụ chủ yếu của quá trình này là cacbon dioxit và hydro thu được từ phản ứng (9), dưới xúc tác của các hợp chất Rh.

Phức của các kim loại chuyển tiếp khác xúc tác cho quá trình cacbonyl hoá cũng được nghiên cứu nhưng vẫn chưa đưa vào sản xuất trong thương mại.Trong số đó, các phức chất iridi do Monsato nghiên cứu và phức chất của niken do Halcon và Rhone – Poulenc nghiên cứu là mang nhiều hứa hẹn.

[Rh(CO)2I2]- + 2 HI → [Rh(CO)I4]- + H2 + CO

[Rh(CO)I4]- + 2CO + H2O → [Rh(CO)2I2]- + CO2 + 2HI



Một phần của tài liệu cacbonyl hóa methanol sản xuất axit axetic (Trang 28 - 31)