Лекция 16, Устюгов А.В

1.

ДИСЦИПЛИНА Общая химическая технология
(полное наименование дисциплины без сокращений)
ИНСТИТУТ Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
КАФЕДРА Кафедра физической химии имени Я.К. Сыркина
полное наименование кафедры
ВИД УЧЕБНОГО Лекция
МАТЕРИАЛА (в соответствии с пп.1-11)
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Устюгов Александр Викторович
(фамилия, имя, отчество)
СЕМЕСТР Весенний семестр, 2025-2026 учебный год
(указать семестр обучения, учебный год)

2.

Лекция 16
Производство ацетальдегида окислением этилена
Мировое производство составляет ~ 1 млн.т/год. Ацетальдегид используется в
химической промышленности в качестве полупродукта. Из него получают уксусную
кислоту, уксусный ангидрид, винилацетат, н-бутиральдегид, этилацетат, пиридины,
пентаэритрит, бутанол и 2-этилгексанол.
Промышленные способы получения ацетальдегида:
1) Гидратация ацетилена
2) Дегидрирование и окислительное дегидрирование этилового спирта
3) Окисление этилена (наиболее эффективный способ)

3.

Промышленные способы получения ацетальдегида
1. Первый промышленный способ получения ацетальдегида
основан на реакции гидратации ацетилена, открытой Кучеровым в 1881 г.:
Производство ацетальдегида этим способом началось в 1916 г. в
Германии. Основной недостаток этого процесса — токсичность
катализатора.
2. Кроме этого, ацетальдегид получали дегидрированием и
окислительным дегидрированием этилового спирта на оксидных (ZnO,
CuO, FeO) и металлических катализаторах (Ag, Cu, Au)

4.

Окисление этилена (Вакер-процесс)
Более эффективный способ – окислением этилена был разработан в конце 50-х почти
одновременно группой Смидта, Хафнера и др. (Консорциум электрохимической промышленности) и
И.И. Моисеевым, М.Н. Варгафтиком и Я.К. Сыркиным (МИТХТ им. М.В. Ломоносова). Метод основан на
трех стехиометрических реакциях, которые в совокупности складывались в каталитический цикл.
Cложение этих реакций приводит к итоговому уравнению каталитического процесса.
C2H4 + H2O + PdCl2 → CH3CHO + Pd(0) + 2HCl
Pd(0) + 2CuCl2 → PdCl2 + 2CuCl
2СuCl + 2HCl + 0,5O2 → 2CuCl2 + H2O
-------------------------------------------------С2Н4 + 0,5O2 → CН3СНО
Это полифункциональная каталитическая система, в которой каждый из трех катализаторов (PdCl2,
CuCl2, H2O) выполняет свою кинетическую функцию. Палладий (II) и нуклеофильный катализатор – вода
– участвуют в стадиях окисления этилена в ацетальдегид. Медь (II) катализирует окисление
восстановленного палладия кислородом. Процесс может проводиться с различными алкенами.
Продуктами являются альдегиды и кетоны.

5.

Окисление этилена (Вакер-процесс)
В случае этилена селективность – до 95%, побочные продукты –
уксусная кислота – 2 %, СО2 – 1 %, хлорпроизводные – 1 % (хлористый
метил, хлористый этил, хлоруксусный альдегид). В случае окисления
пропилена основным продуктом является ацетон. Селективность его
образования достигает 90%. Пропионовый альдегид является побочным
продуктом.
Процесс внедрен в промышленное производство в 1960-е годы
компаниями Waker-Chemie и Farbwerke Hoechst.
Характеристика
процесса:
сложный,
экзотермический, гомогенно-каталитический процесс.
необратимый,

6.

Окисление этилена (Вакер-процесс)
С2Н4 + 0,5O2 → CН3СНО, ΔН° = ̶ 218,5 кДж/моль, ΔS° = ̶ 57,62 Дж/моль*К