Supported Ionic Liquid Phase (SILP) Catalysis for the Production of Acetic acid by Methanol Carbonylation

摘要

Denne afhandling omhandler udviklingen af en ny kemisk proces. Ved at benytte et rhodium-kompleks i en supporteret ionisk væskefase (Supported Ionic Liquid Phase, “SILP”) som katalysator for carbonyleringsreaktionen mellem methanol og kulilte kan eddikesyre fremstilles. Carbonyleringen af methanol bruges til industriel fremstilling af eddikesyre på megaton-skala, hvilket er et vigtigt udgangsstof for at lave plastik, fibre, tekstiler og bindere som f.eks. lim. Ved at anvende SILP-båret katalysator kan reaktionen udføres i en kontinuert reaktor, hvilket tillader en konstant fremstilling af eddikesyre uden at skulle stoppe og genstarte reaktionen som i en batch-reaktor. Kontinuerte processer undersøges i stigende grad som erstatning for kemiindustrielle processer baseret på batch-reaktorer, idet kontinuerte systemer normalt tillader bedre kontrol med produktkvaliteten, er sikrere, mere bæredygtige og ofte mere økonomiske i storskala-produktion. Projektet har omfattet opbygning af en passende opvarmet og tryksat reaktionsopstilling, efterfulgt af syntese og afprøvning af en række katalysatorer. Et antal forskellige kvælstof-baserede ioniske væsker er indledningsvis blevet testet som SILP-bærere for rhodium-katalysatoren. Efterfølgende er et antal phosphonium-baserede salte med smeltepunkter over 100◦C (og dermed teknisk set ikke ioniske væsker) blevet testet som erstatning for de kvælstofbaserede ioniske væsker til SILP, og disse medførte højere katalytiske aktiviteter af de afprøvede SILP-katalysatorer. Afhandlingen demonstrerer, at denne type proces er en lovende industriel metode til fremstilling af eddikesyre, hvilket understreges af Wacker Chemie AGs opbygning af et pilotanlæg i München baseret på teknologien.