燃燒室

[拼音]：tanyi huaxue

[英文]：C1 chemistry

又稱C1化學或一碳化學，研究以含有一個碳原子的物質(CO、CO2、CH4、CH3OH及HCHO)為原料合成工業產品的有機化學及工藝。

沿革

20世紀20年代，德國就已開始由合成氣制烴類的研究工作。第二次世界大戰期間，由合成氣製取液體燃料的技術如費託合成已得到應用。但戰後，除南非因其特殊政治及地理條件，繼續建設以煤為原料由費託合成法生產液體燃料的工廠外，其他國家(地區)由於有廉價的石油及天然氣供應，該項技術沒有得到發展。70年代石油大幅度漲價後，廉價豐富的石油、天然氣穩定供應的形勢受到衝擊。石油進口國各大企業為尋找“化工原料多樣化”和替代能源的途徑，紛紛重新考慮從合成氣製取基本有機化工原料和發動機燃料。70年代中期，首先在日本提出了C1化學的概念。與此同時，美國孟山都公司用低壓甲醇羰基化（見羰基合成）製取醋酸技術獲得工業應用；美國莫比爾化學公司ZSM－5分子篩催化劑成功地應用於甲醇轉化制汽油；中東、加拿大等天然氣產量豐富的國家，由天然氣制甲醇生產能力加速提高，導致大量甲醇進入市場。因此，近年來C1化學不僅研究以合成氣，而且也研究以甲醇作為重要的基礎原料，來合成一系列以乙烯為基礎原料生產的基本有機化工產品（見圖)。

工業應用

迄今，已工業化的C1化學生產技術有：

（1）醋酸合成以甲醇、一氧化碳為原料，在銠－碘催化劑存在下，進行羰化反應，反應條件2.8MPa、175℃。以甲醇計，選擇性為99％；以一氧化碳計，選擇性為90％以上。

（2）醋酐合成美國田納西州的伊斯曼化學產品公司以銠系催化劑生產醋酐的方法是：

CH3COOH+CH3OH─→CH3COOCH3+H2O

CH3COOCH3+CO─→(CH3CO)2O

哈康－科學研究公司開發的方法則是將醋酸甲酯與一氧化碳生成的醋酐，一半直接作為產品，而另一半與甲醇反應生成醋酸甲酯，即：

CH3-COOCH3+CO─→(CH3CO)2O

2(CH3CO2)O+2CH3OH─→2CH3COOCH3+H2O

總的結果為：

2CH3OH+2CO─→(CH3CO)2O+H2O

（3）草酸合成現已工業化的方法是日本宇部興產公司的工藝，其反應過程為：

2CO+2C4H9OH+½O2─→(COOC4H9)2+H2O

上述反應以鈀為催化劑，在亞硝酸丁酯的存在下進行，反應溫度80～100℃，一氧化碳分壓5.0～7.0MPa，催化劑濃度50～100ppm，亞硝酸丁酯濃度10％，按丁醇計反應選擇性為90％～93％，按一氧化碳計選擇性為75％～80％。所得草酸丁酯經酸化後可得草酸及丁醇。後者可迴圈使用。

（4）費託合成用鐵系催化劑，由一氧化碳和氫氣合成液體燃料。此法在第二次世界大戰期間曾得到應用，戰後只在南非得到繼續發展。

（5）莫比爾法70年代莫比爾化學公司開發成功的C1化學新技術。它採用ZSM-5分子篩催化劑，在340℃、1.0～2.0MPa條件下使甲醇一步轉化為高辛烷值汽油。紐西蘭利用其豐富廉價的天然氣資源，已投資建設以天然氣為原料的大型甲醇合成工廠，和以莫比爾法合成汽油的工廠。此法生產每噸汽油需耗2.4t甲醇。