6. Химия на основе C1-соединений

В Японии существует крупная исследовательская программа по химии, основанная на использовании в качестве универсальных предшественников одиоуглеродных соединений. Цель, поставленная перед 14 крупными фирмами—участницами программы, состоит в получении этанола, уксусной кислоты, этиленгликоля, олефинов. Нефтяной кризис 1973 г. подстегнул это направление химии.

Исходя из монооксида углерода по реакции получают этиленгликоль. Фирма «Юнион Карбайд» осуществляет восстановление на дорогостоящем катализаторе родии под повышенным давлением.

Литература.

(см. скан)

Монооксид углерода можно также гидрировать непосредственно в изобутанол с селективностью 25% в лабораторных условиях и 11% в промышленных масштабах. Этот процесс, разработанный фирмой может быть далее дополнен дегидратацией в изобутилен. Последний путем присоединения метанола превращается в метил-трет-бутиловый эфир, который можно

использовать в качестве не содержащей свинца добавки, увеличивающей октановое число бензина.

Литература.

(см. скан)

Реакция между и дает метанол; французский Институт нефти совместно с японской фирмой «Идемицу» разработал различные катализаторы для этого превращения, приводящего к образованию продуктов с содержанием 50—70% метанола, 16—23% этанола и пропанола, 4—7% -бутанола, 2—3% амилового спирта и 1—3% высших спиртов, начиная с гексанола.

Литература.

(см. скан)

Химия метанола, ежегодное производство которого составляет около привлекает особое внимание. На пилотной установке в Новой Зеландии для превращения метанола в бензин используется процесс фирмы «Мобил» (катализ молекулярными ситами, цеолитами типа H-ZSM-5), по которому природный газ превращается в метанол в одну стадию.

Литература.

(см. скан)

Прежде крупнейшим технологическим процессом, по которому из -предшественника получали жидкое топливо, был процесс Фишера-Тропша, использовавшийся немцами в годы второй мировой войны. Из смесей монооксида углерода и водорода получали смесь насыщенных и ненасыщенных этиленовых углеводородов, главным образом линейных. Речь идет о восстановительной полимеризации которая развивается в геометрической прогрессии (распределение Шульца-Флори). Распределение продуктов можно прогнозировать путем простого расчета исходя из молярного соотношения исходных реагентов.

Литература.

(см. скан)

В настоящее время лучшим способом получения уксусной кислоты является процесс фирмы «Монсанто», заключающийся в карбонилировании метанола монооксидом углерода.

Литература.

(см. скан)

Разработаны также процессы восстановительного карбонилирования метанола, приводящие к этанолу или ацетальдегиду: степень превращения в которых достигает 97%, а селективность по ацетальдегиду до 80%.

Литература.

(см. скан)

Диоксид углерода — третий важнейший -предшественник, колоссальная распространенность которого компенсируется неблагоприятными термодинамическими характеристиками, так как молекула слишком устойчива. Наиболее широкое применение диоксида углерода состоит в получении метанола

Другое применение диоксид углерода находит в реакции Сабатье характеризующейся ккал/моль, термодинамическая выгодность которой основана на образовании двух молекул воды. Эта реакция отличается своими «химическими эверестами»: образованием высокоэнергетических интермедиатов, наличием очень высоких энергетических барьеров (30—171 ккал/моль), образованием множества побочных продуктов. Обычно ее проводят при давлениях выше атмосферного и повышенных температурах (чаще всего выше Недавно найдена каталитическая система, состоящая из нанесенных на рутил с диаметром частиц около 20 А, в присутствии которой реакция Сабатье идет при комнатной температуре. Что еще важнее, эту реакцию можно совершенствовать и далее. Если облучить рутил, являющийся полупроводником, видимым светом в зоне проводимости то скорость образования метана возрастает в раз.

Литература.

(см. скан)

Последнее применений о котором мы здесь упомянем, — это образование с помощью различных катализаторов продуктов -циклоприсоединения с двумя или четырьмя молекулами

Химия -соединений особенно привлекательна на бумаге. Это химия подручных материалов», основанная на использовании таких ресурсов, как уголь, ископаемые битумы, биомасса и т. п. Пока цеиа барреля нефти остается низкой (скажем, ниже долл.), она вызывает академический интерес, за исключением стран, удаленных от нефтяных месторождений, таких, как Новая Зеландия или Япония.