На рис. 1 приведена общая схема возможных синтезов продуктов промышленного органического процесса на основе оксида углерода (IV) и водорода. Эти процессы протекают в присутствии катализаторов, и от их удачного выбора будет зависеть будущность приведенных процессов.

Рис. 1. Замена нефти углем и природным газом

Использование оксида углерода (И) и водорода для синтеза различных соединений, которые ранее получались из нефти, не так уж и ново. Впервые в промышленных масштабах углеводороды были получены в 1936 г. в Германии по схеме синтеза Фишера – Тропша:

nСО + 2nН2 = СnH2n + Н2О

В годы второй мировой войны Германия испытывала нефтяной голод, и выход из него виделся в создании заводов по получению синтетического жидкого топлива из оксида углерода (II) и водорода. Тогда в Германии работало 15 заводов, на которых получали в год 70 тыс. т топлива.

Развитие синтезов углеводородов на основе оксида углерода (II) и водорода идет по двум направлениям: а) синтез высокооктановых топлив, б) синтез ценных химических продуктов (непредельных углеводородов, высокомолекулярных парафинов и т. д.).

В России уже функционирует завод по производству синтетических углеводородов. В ЮАР на заводе «Сасол» (г. Сасолбург) действует мощная установка по получению искусственного жидкого топлива из продуктов газификации бурого угля. Основными продуктами этих процессов являются углеводороды. В качестве примесей получаются спирты, кетоны, альдегиды. Последние используются для производства пластификаторов, моющих средств. Суммарная ежегодная мощность заводов по выпуску синтетических жидких топлив достигает сейчас 5 млн. т.

Кислородсодержащие продукты нефтехимии получают в основном на базе ненасыщенных углеводородов. Но и смесь оксида углерода (II) с водородом открывает возможность заменить нефть. Еще в предвоенные годы в Германии этим методом получали синтетические спирты. Реальный практический интерес представляет синтез этанола, а это может открыть путь получению и основного продукта переработки нефти – непредельных углеводородов:

СО + Н2 = С2Н5ОН = С2Н4 + Н2О

Синтез этих углеводородов может быть осуществлен и таким путем:

СО + Н2 = С2Н5СООС2Н5 = С2Н4 + С2Н5СООН

Наибольшее внимание в последнее время привлекает один продукт, полученный на основе оксида углерода (II) и водорода, – метанол. По мнению специалистов, с этим продуктом превращения данной смеси в недалеком будущем будет связано решение многих проблем получения традиционных продуктов нефтехимии на ненефтяном сырье.

Более 10 лет известна реакция карбонилирования:

СН3ОН + СО = СН3СООН

Но лишь в последнее время производство уксусной кислоты таким способом стало вровень по тоннажу с традиционным, основанным на нефтепродуктах. Одна из зарубежных фирм разработала эффективный родиевый катализатор этого процесса, что обеспечило ему высокую рентабельность и конкурентоспособность. В России получают уксусную кислоту по этой технологии.

Выше мы приводили беглое описание синтеза этилен-гликоля на основе окиси этилена, но этиленгликоль может быть получен исходя из оксида углерода (II):

Продолжение см. “Производство синтетических углеводородов, (часть 2)”.