Thread Content
Один из способов производства адипиновой кислоты: метод на основе C4-алкенов. В этом методе в качестве основного сырья используется бутадиен; его можно разделить на два подхода: метод гидроцианирования и метод карбонилирования. Метод гидроцианирования диенила: при этом методе диенил под действием катализатора превращается в 3-пентхлор и 4-октенциан, затем происходит карбоксилирование с образованием 5-цианпентовой кислоты; после гидролиза получается адипиновая кислота. При этом выход продуктов гидроцианирования превышает 90%, а выход продуктов карбоксилирования и гидролиза составляет 85–92%. Выход адипиновой кислоты при этом процессе превышает 80%, однако образуется много побочных продуктов, которые трудно отделять. Карбоксилирование диенила изменило традиционный процесс гидрогенизации бензола. Поскольку в качестве сырья используется дешевый C4, это не только устраняет загрязнение окружающей среды, вызванное традиционными процессами производства, но и значительно снижает производственные затраты. Из-за различий в катализаторах, используемых в разных технологиях, существуют разные способы производства: технология компании BASF в Германии: при этой технологии диенил, содержащийся в C4, подвергается карбоксилированию в растворителе метанола в присутствии углекислого газа (без предварительной экстракции). В результате первой стадии карбоксилирования образуется метил-3-пентеновой кислоты; после второй стадии карбоксилирования получается диметиладипатная кислота. Наконец, путем гидролиза получается сама адипиновая кислота. Процесс Shell: В этом методе в качестве каталитической системы используются палладий-ацетат, 1,4-ди(дифенилфосфин)бутан и 2,4,6-триметилбензойная кислота; реакция протекает в присутствии этанола. Температура реакции составляет 150–155°C, а давление — 3–6 МПа. Уровень превращения диэнов превышает 94%, а селективность получения метилпентеновой кислоты составляет 88%. Технология компании Monsanto: В этой технологии в качестве катализатора используется PdCl2, а в качестве исходного вещества — 1,4-диметокси-2-бутен. Реакция происходит при давлении 6,8 МПа и при температуре ниже 100°C; скорость реакции при этом невысока. Второй способ производства адипиновой кислоты: биокаталитический метод. В 1990-х годах компания DuPont разработала биокаталитический процесс, при котором с помощью энтеробактерий D-глюкоза преобразуется в цисадипиновую кислоту, а затем — в метилгидропентадипиновую кислоту. Затем с использованием аэробных бактерий, способных к денитрификации, была выделена определенная генетическая линия, кодирующая фермент, который позволяет преобразовывать циклогексанол в адипиновую кислоту. При соответствующих условиях роста этот фермент способен селективно преобразовывать циклогексанол в адипиновую кислоту. При использовании этого метода выход адипиновой кислоты может достигать 97%. Поскольку в биологических методах в качестве сырья используются восстанавливаемые и биоразлагаемые вещества, в процессе реакции не образуется никаких загрязнителей, что позволяет достичь экологически чистого производства. Недостатком является высокая стоимость производства, что делает его непригодным для массового промышленного производства. Технология находится на ранней стадии разработки и ещё не совершенна. Подводя итог, у обоих способов производства адипиновой кислоты есть свои преимущества и недостатки. Однако биокаталитический метод является более экологичным и эффективным; он лучше соответствует будущим тенденциям в химической промышленности. Поэтому именно этот метод и представляет собой направление развития производства адипиновой кислоты.