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1、第八章羰基化過程過渡金屬絡(luò)合物(主要是羰基化合物)催化劑下,有機(jī)化合物引入羰基。均相反應(yīng),反應(yīng)條件溫和,選擇性好。8.1反應(yīng)類型1.不飽和化合物的羰化反應(yīng)(1)氫甲?;?與CO和H2反應(yīng))在雙鍵兩端的C原子上分別加上一個(gè)氫和一個(gè)甲?;?HCHO)①烯烴的氫甲?;谙N衍生物的氫甲酰化(不飽和醇、醛、酯、醚,含鹵素、含氮化合物)(2)氫羧基化(與CO和H2O反應(yīng))(3)氫酯化(與CO和ROH反應(yīng))(4)不對(duì)稱合成生成單一對(duì)映體的醛2.甲醇的羰化反應(yīng)(1)合成醋酸(2)合成醋酐(3)合成甲酸(4)合成草酸酯、碳酸二甲酯、乙二醇3.理論基礎(chǔ)配位催
2、化催化劑:HxMy(CO)zLnP375-3798.2烯烴的氫甲?;?.化學(xué)原理(1)主、副反應(yīng)(丙烯)主:副:a.異構(gòu)醛b.加氫生成丙烷c.醛加氫生成醇--連串反應(yīng)平行反應(yīng)(2)熱力學(xué)放熱反應(yīng),熱效應(yīng)較大平衡常數(shù)大,熱力學(xué)有利,動(dòng)力學(xué)控制副反應(yīng)比主反應(yīng)熱力學(xué)有利,選擇催化劑和工藝條件促進(jìn)主反應(yīng)(3)催化劑①羰基鈷T↑,PCO↑催化劑↑,PCO↑缺點(diǎn):正異構(gòu)醛比例低,催化劑熱穩(wěn)定性差②膦羰基鈷配位基膦(PR3)特點(diǎn):a.穩(wěn)定性增加,活性降低b.直鏈產(chǎn)物選擇性增加C.加氫活性較高d.副產(chǎn)物少e.適應(yīng)性差③膦羰基銠選擇性好,活性高,異構(gòu)化性能高催
3、化劑穩(wěn)定,可在較低壓力下操作(4)反應(yīng)機(jī)理與動(dòng)力學(xué)P391-394(5)烯烴結(jié)構(gòu)的影響①對(duì)反應(yīng)速度影響a.雙鍵位置與反應(yīng)速度密切相關(guān),直鏈α–烯烴反應(yīng)最快b.支鏈降低反應(yīng)速度②對(duì)產(chǎn)物影響a.環(huán)戊烯、環(huán)己烯反應(yīng)無異構(gòu)醛生成b.雙鍵位置對(duì)正/異比無影響c.帶支鏈:醛基加到α-碳原子(6)影響反應(yīng)的因素溫度T↑,r↑,正/異↓,重組分及醇↑T不宜過高,鈷:140-180℃,銠:100-110℃壓力PCO↑,r↓總壓不變:鈷:PCO↑,正/異↑銠:PCO↑,正/異↓PH2↑,r↑,正/異↑溶劑a.溶解催化劑b.反應(yīng)在氣相中進(jìn)行c.移走反應(yīng)熱8.3丙烯
4、氫甲?;铣啥?、辛醇1.丁、辛醇用途及合成路線(1)用途(2)合成路線①乙烯為原料,乙醛縮合法②氫甲?;╝.液相法催化劑:羰基鈷-高壓膦羰基銠-低壓b.在堿存在下縮合為辛烯醛c.2.丙烯低壓氫甲?;铣烧∪?)反應(yīng)條件a.溫度T↑,r丁醛↑,r副↑,催化劑失活速度↑T↓,催化劑活性低,用量大100-110℃b.壓力1.8MPac.原料配比H2↑,丙烯↑,丙烷↑,原料損失↑∴控制H2和丙烯的量d.催化劑HRh(Co)x(PPh3)yx+y=4PPh3↑,正/異丁醛↑,r↓(2)工藝流程合成氣凈化凈化反應(yīng)丙烯氣液分離器正丁醛異丁醛放空(3)
5、反應(yīng)器不銹鋼釜式反應(yīng)器攪拌器、冷卻裝置、氣體分布器(4)低壓法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)條件溫和副反應(yīng)少,原料消耗少催化劑易分離回收污染少缺點(diǎn):銠資源太少配位體三苯基膦有毒3.縮合與加氫自學(xué)P4074.進(jìn)展(1)催化劑的均相固相化(2)非銠催化劑8.3甲醇低壓羰化制醋酸1.化學(xué)原理(1)主副反應(yīng)主:CH3OH+COCH3COOH副:酯二甲醚CO+H2OCO2+H2(2)催化劑活性組分 ?。郏襤+(CO)2I2]-助劑:HI、CH3I、I2(3)反應(yīng)機(jī)理自學(xué)(3)工藝流程反應(yīng)精制輕組分回收催化劑制備與再生優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)原料多樣化(2)S和X高(3)催化
6、系統(tǒng)穩(wěn)定(4)反應(yīng)和精制系統(tǒng)合為一體(5)Ni-Mo合金耐腐蝕(6)計(jì)算機(jī)控制保持最佳(7)副產(chǎn)物少(8)操作安全可靠缺點(diǎn):銠資源少,設(shè)備昂貴(3)催化劑①羰基鈷T↑,PCO↑催化劑↑,PCO↑T(℃)PCO(MPa)催化劑用量200.050.2%15040.2%15080.9%缺點(diǎn):正異構(gòu)醛比例低,催化劑熱穩(wěn)定性差三種氫甲?;呋瘎┬阅鼙容^催化劑HCo(CO)4HCo(CO)3P(n-C4H9)3HRh(CO)(PPh3)3溫度,℃140~180160~20090~110壓力,MPa20~305~101~2催化劑濃度,%0.1-1.00.6
7、0.01-0.1生成烷烴量低明顯低產(chǎn)物醛/醇醇/醛醛正/異比3~4∶18~9∶112~15∶1