Cativa process (original) (raw)
O processo Cativa é uma rota para produção de ácido acético. É similar ao processo Monsanto, porém substituindo, no catalisador, ródio por irídio. A tecnologia Cativa foi desenvolvida pela e é vanguarda na produção de ácido acético. O processo Cativa está sob licença BP Plc . No processo o catalisador ativo é baseado em irídio; [Ir(CO)2I2]−.
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| dbo:abstract | The Cativa process is a method for the production of acetic acid by the carbonylation of methanol. The technology, which is similar to the Monsanto process, was developed by BP Chemicals and is under license by BP Plc. The process is based on an iridium-containing catalyst, such as the complex [Ir(CO)2I2]− (1). The Cativa and Monsanto processes are sufficiently similar that they can use the same chemical plant. Initial studies by Monsanto had shown iridium to be less active than rhodium for the carbonylation of methanol. Subsequent research, however, showed that the iridium catalyst could be promoted by ruthenium, and this combination leads to a catalyst that is superior to the rhodium-based systems. The switch from rhodium to iridium also allows the use of less water in the reaction mixture. This change reduces the number of drying columns necessary, decreases formation of by-products, such as propionic acid, and suppresses the water gas shift reaction. The catalytic cycle for the Cativa process, shown above, begins with the reaction of methyl iodide with the square planar active catalyst species (1) to form the octahedral iridium(III) species (2), the fac-isomer of [Ir(CO)2(CH3)I3]−. This oxidative addition reaction involves the formal insertion of the iridium(I) centre into the carbon-iodine bond of methyl iodide. After ligand exchange (iodide for carbon monoxide), the migratory insertion of carbon monoxide into the iridium-carbon bond, step (3) to (4), results in the formation of a square pyramidal species with a bound acetyl ligand. The active catalyst species (1) is regenerated by the reductive elimination of acetyl iodide from (4), a de-insertion reaction. The acetyl iodide is hydrolysed to produce the acetic acid product, in the process generating hydroiodic acid which is in turn used to convert the starting material (methanol) to the methyl iodide used in the first step. (en) Le procédé Cativa est un procédé chimique pour produire l'acide acétique de manière industrielle. La réaction de synthèse est la carbonylation du méthanol à l'aide d'un catalyseur à base d'iridium et d'un promoteur iodique. Ce procédé a supplanté le procédé Monsanto utilisé par l'entreprise du même nom à partir de 1996 grâce à des améliorations tant économiques qu'écologiques. La sélectivité du catalyseur pour la formation de l'acide acétique réduit la concentration d'acide propionique et ainsi le coût de la purification. De plus, le procédé est opérationnel même à haute concentration de méthanol, ce qui réduit la quantité d'eau utilisée comme solvant, donc le volume d'eau usée à traiter. (fr) Il processo Cativa è un processo industriale per la produzione di acido acetico tramite carbonilazione del metanolo. La tecnologia è simile a quella impiegata nel processo Monsanto, ed è stata sviluppata dalla BP Chemicals. Il processo si basa su un catalizzatore contenente iridio, come il complesso [Ir(CO)2I2]− (1). I processi Monsanto e Cativa sono abbastanza simili da poter utilizzare lo stesso impianto chimico. Studi iniziali della Monsanto avevano indicato che catalizzatori a base di iridio fossero meno attivi di quelli a base di rodio nel processo di carbonilazione del metanolo. Ricerche successive mostrarono tuttavia che l'attività di catalizzatori di iridio poteva essere promossa da complessi carbonilici di tungsteno, renio, rutenio e osmio, o anche da semplici ioduri di zinco, cadmio, mercurio, gallio e indio, e si poteva così ottenere un catalizzatore migliore rispetto al sistema basato sul rodio. L'uso del catalizzatore di iridio permette di utilizzare meno acqua nell'ambiente di reazione, di diminuire la quantità di prodotti secondari (come l'acido propionico), e di minimizzare la reazione di spostamento del gas d'acqua. Con questi miglioramenti il metanolo è convertito in acido acetico con una resa del 99%. Rispetto al processo Monsanto, il processo Cativa risulta più economico e ha un minor impatto ambientale. Figura 1. Ciclo catalitico del processo Cativa. Il ciclo catalitico presente nel processo Cativa è schematizzato nella figura 1. La specie cataliticamente attiva è il complesso planare quadrato cis-[Ir(CO)2I2]– (1). Inizialmente questo dà una reazione di addizione ossidativa con lo iodometano formando il complesso ottaedrico di iridio(III) fac-[Ir(CO)2(CH3) I3]– (2). Segue una reazione di sostituzione dei leganti con un CO che sostituisce uno ioduro. Nella trasformazione da 3 a 4 si ha l'inserzione 1,1 di CO nel legame iridio-carbonio, formando così un gruppo acetile coordinato. Infine, la specie cataliticamente attiva 1 è ripristinata tramite una reazione di eliminazione riduttiva che rilascia ioduro di acetile. L'acido acetico è ottenuto idrolizzando lo ioduro di acetile; in questa fase si genera acido iodidrico che viene riciclato convertendo il materiale di partenza metanolo a ioduro di metile, da usare nel primo passaggio descritto. (it) Het Cativa-proces is een chemisch proces ter productie van azijnzuur, door de carbonylering van methanol. De methode is gelijkaardig als die bij het Monsanto-proces en werd ontwikkeld door BP Chemicals. Het proces vereist een katalysator op basis van iridium, zoals het complex [Ir(CO)2I2]−. Oorspronkelijk onderzoek toonde aan dat rodium betere katalytische eigenschappen bezit voor de carbonylering, maar latere studies wezen uit dat een combinatie van iridium en ruthenium de katalytische eigenschappen van rodium overtreffen. Bovendien zorgde het gebruik van iridium ervoor dat er in de reactie minder water moest verbruikt worden, hetgeen het aantal droogstappen achteraf sterk reduceerde. Daarnaast werd de vorming van nevenproducten, zoals propionzuur, vermeden. Het totaalproces komt neer op: (nl) カティバ法 (英: Cativa process) は、メタノールのによる酢酸製造法である。モンサント法に類似するこの製造法は、BPケミカルズ社によって開発され、BP社のライセンスのもとにある。この方法は、イリジウムを含む錯体触媒 [Ir(CO)2I2]− (1) に基づく。 カティバ法とモンサント法は、同じプラントを使うことができるくらいよく似ている。モンサントによる初期の研究では、メタノールのカルボニル化のためには、イリジウムはロジウムほど有効ではないことが示されていた。しかし、後の研究によって、イリジウム触媒がルテニウムによって促進され、この組み合わせがロジウムベースのものより優れた触媒になることが示された。ロジウムからイリジウムへの置き換えにより、中での水の使用量を減少させることが可能になった。これにより必要な乾燥塔の数が減り、プロピオン酸のようなの生成が減少し、水性ガスシフト反応を抑制することができる。 上記のように、カティバ法による触媒サイクルは、平面四角形の触媒活性種 [Ir(CO)2I2]− (1) とヨウ化メチルの反応によって、八面体形のイリジウム(III)種 fac-[Ir(CO)2(CH3)I3]− (2) が生成することで開始する。この酸化的付加反応は、ヨウ化メチルの Me-I 結合にイリジウム(I)中心が挿入されることで起こる。I- と CO の配位子交換 (3) の後に、Ir-Me 結合へのが起こることで、Ir にアセチル基が結合した四角錐形の化学種 (4) が生成する。活性触媒種 (1) は、(4) からヨウ化アセチルが還元的脱離して再生する。ヨウ化アセチルは加水分解されて酢酸となり、同時にヨウ化水素が生成し、メタノールと反応してヨウ化メチルとして再利用される。 (ja) O processo Cativa é uma rota para produção de ácido acético. É similar ao processo Monsanto, porém substituindo, no catalisador, ródio por irídio. A tecnologia Cativa foi desenvolvida pela e é vanguarda na produção de ácido acético. O processo Cativa está sob licença BP Plc . No processo o catalisador ativo é baseado em irídio; [Ir(CO)2I2]−. (pt) Cativa催化法是一种通过甲醇制备乙酸的方法。此法和孟山都法一样，都是由英国石油开发并持有专利。这个方法是基于一种含铱的催化剂，一般是复合物[Ir(CO)2I2]−。 Cativa催化法和孟山都法极其类似，可以使用同样的反应设备。孟山都最初研究表明，在甲基羰基化中，铱催化的活性没有铑催化的活性高。但随后的研究又显示，含铱催化剂的活性可以被钌提升，而这样的组合比的还要好很多。使用铱的另外一个好处是减少了反应的，可以大幅减少了干燥管的使用量，从而减少副产物生成，順帶还抑制了的发生。另外，这个方法允许更多催化剂的使用。与孟山都法相比，Cativa催化法可以产生更少的丙酸副产物，並抑制水煤氣變換反應。 (zh) |
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