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Publication number: BE391416A
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Description


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  Maurice C   H A F F E     T T E   Procédé et appareil pour la préparation catalytique de l'acétone 
On sait qu'il est possible d'obtenir de l'acétone en faisant passer des vapeurs d'alcools sur des catalyseurs , à des températures convenables , en présence de vapeur d'eau en excès . 



   L'alcool employé peut provenir , soit de la fermentation des hydrates de carbone , soit de l'absorption de divers hydrocarbures non saturés par l'acide sulfurique ou un autre acide , soit de la combinaison catalytique directe de ceshydrocarbures avec la vapeur d'eau , soit de tout autre procédé . 



   La présente invention couvre un mode de réalisation industrielle de ce procédé , à l'aide d'un appareillage qui permet une fabrication dans des conditions de rendement et d'économie remarquables , et cela quelle que soit la provenance de la matière alcoolique . 



   La figure , annexée au présent brevet , donne le schéma général de cet appareillage . 



   Si l'on part d'une solution alcoolique , celle-ci refoulée par une pompe , dans le dispositif 1 ,   y   est vaporisée par passage dans un système ,   serpentin ,   tubes   etc...   chauffé par les gaz chauds provenant de l'appareil de cétonisation 3. Les 

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 vapeurs alcooliques arrivent ensuite à la partie supérieure du cétoniseur 3 , où ellesse mêlaient avec la quantité convenable de vapeur   d'eau .   



   Celle-ci , qui provient d'une source quelconque , passe tout d'abord dans un échangeur de température  4 ,   où circulent de leur côté les produits de la réaction . Elle arrive ensuite dans le surchauffeur 2 , où s'effectue un chauffage indirect à l'aide d'un gaz approprié ou éventuellement un chauffage direct à l'aide de   l'hydrogène     produit   lors de la réaction catalytique . Le chauffage en 2 doit être tel que le mélange de vapeur d'eau et de vapeurs alcooliques , qui est réalisé à la partie supérieure du cétoniseur 3 , seit à une température déterminée , variant avec la nature du catalyseur employé . 



   Le catalyseur est supporté par des plateaux perforés disposés en chicanes dans des tubes métalliques , placés à l'intérieur d'une chambre . 



   Comme la réaction de cétonisation est endothermique , il est indispensable de maintenir le milieu réactionnel à la température convenable , ce qui est obtenu par le passage autour du faisceau tubulaire ,   renfermant   le catalyseur , des gaz chauds provenant du   surchauffeur   2.

   La répartition de ces gaz doit être telle que les tubes soient,   chauffés     uniformément .   Pour cela , il est   opportun   de diviser   l'espace   libreà l'extérieur du faisceau tubulaire en sections isolées las unes des autres , et d'y faire   arriver   simultanément   les   gaz chauds ,   lesquels   y   passent     suivant   un circuit   déterminé   et   dans   un   sens   qui change   d'une   saction à   1'autre .    



   Les   gaz   de   chauffage ,   à leur   sorti-.:   du cétoniseur, 

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 passent en totalité ou en partie dans le vaporiseur 1 et reçoivent ensuite toute utilisation appropriée. 



   Les produits obtenus dans la réaction , passent tout d'abord dans un échangeur de température 4 ,   , où   ils chauffent la vapeur d'eau employée , puis dans un condenseur tubulaire 5, où ils sont refroidis le plus   complètement     possible   par une circulation extérieure d'eau froide , ou d'un autre fluide convenable . 



   Les produits condensas sont recueillis dansla réservoir 7. 



   Comme dans la réaction de   colonisation ,   il peut y avoir production d'hydrogène et  d'anhydride   carbonique , ceux-ci entraînent une certaine quantité   d'acétone ,   d'alcool et d'autres produits légersvariant avec la nature de la matière   première .   



   Il est   indispensable  de récupérer ces  corps  organiques . 



  C'est pourquoi on dispose , après la condenseur,   une   colonne de lavage 6 , dans laquelle circule à contre-courant ,   de   l'eau la plus froide possible , qui dissout l'alcool , l'acétone et les autres produits solubles . 



   Les gaz sortant de la colonne de lavage   renferment   encore des corps organiques non solubles dans   l'eau .   Ceux-ci , s'ils ne sont pas renvoyés dans le circuit avec les   gaz ,   peuvent être récupérés par l'emploi   séparé   ou   simultané     d'un   ou de plusieurs moyens connus ,   comme   la dissolution dans un solvant convenable , l'absorption par un corps actif ou la   compression,   le refroidissement   etc...   Le   mélange     gazeux   final   pouvant     contenir ,   suivant les alcools   employés ,     des     proportions   variables ,

   d'hyorogène et d'anhydride   carbonique ,   peut être   utilisé ,   comme il a déjà   été    proposé ,     comme    source  de gaz   combustible   dans   l'appareil   même ou comme diluant pour les vapeurs   d'alcool .   On peut   également ,   s'en   servir     comme     source   

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   d'hydrogène   pur ou de   gaz   carbonique pur. 



   La solution aqueuse d'acétone obtenue est distillée de façon à âtre fractionnée on ses divers   constituants ,   
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 aldéhydes , éther , acétone , alcool, etc.. , i.L' à,-L C 001 qui n'a, pas 1.^.gl , ainsi éventuellement que lee. au'ures COY,l/s organiques cétonisa'bles ) sont r.J1NoyÓS dans le circuit. 



  Pour ce!jte distillation , on récupère toutes les calories disp0iu-r)les dans les îl¯1V-.'.1SS3 parties du procède! . 



  C'est ainsi qu# les Gaz de: Clïalll'f.;i; du voporisijur 1, peuvent être employés conne source de chaleur da,üs les diverses   colonnes   de distillation . 
 EMI4.2 
 D-3 laâT1,e , , les x,roàults de la réaction el1co:re à l'état de vapeur , peuvent servir au chauffage des liquides à distiller , C' est ainsi que le condenseur peut être construit de tellesorte qu'il soit possible d'y faire circuler simultanément, dans des circuits isolés , de l'eau froide et la solution à distiller . 



   Cette récupération des calories   n'oblige ,   pour   l'obtention   finale de l'acétone et d'autres   corps   organiques secondaires et pour la récupération de l'alcool non transi'ormé , qu'à des dépenses minimes de chaleur
On peut également prévoir la récupération des calories disponibles , pour la vaporisation brutale du mélange d'eau et d'alcools obtenus ,   lorsque   l'acétone a été séparée De cette façon , on produit la majeure partie de la vapeur d'eau nécessaire et il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif spécial pour la rectification de l'alcool non transformé. 



   Dans ces mises en oeuvre du procédé , on peut prévoir certaines modifications . Il est par exemple possible , au 

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 lieu de chauffage par combustion de gaz   d'envoyer   un chauffage électrique ou une combinaison des deux,
D'autre part , si au lieu   d'employer ,   comme   matières   de départ , des solutions alcooliques , on utilise   directement   des alcools à l'état de vapeur , sortant par   exemple   d'un appareil de catalyse , de distillation ou de saponification ,

   il ne sera évidemment pas nécessaire d'vnvoyer la même quantité de gaz chauds dans le vaporiseur   1 .Il   peut   même   être   possible de   supprimer   celui-ci   et d'envoyer   directement     les     valeurs   aleobliques dans le   cétoniseur .   



   Il y a lieu également de prévoir les   pouces   ou les aspirateurs nécessaires pour assurer la circulation des gaz 
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 et vapeurs dans les diverses 1-211' LiéS de l ' a&5àr.-àLl . 



    REVENDICATIONS.   



   1. Procédé etappareil pour-la fabrication catalytique    de l'acétone à partir d'alcools et d'eau c a r a, c t é r i s é s s   en ce qu'il comporte une chambre dans laquelle les solutions alcooliques sont vaporisées , ou les vapeurs alcooliques éventuellement surchauffées , par chauffage indirect à l'aide de gaz chauds provenant d'une autre partie du système .

Claims

2. Procédé et appareil suivant la revendication 1 c a r a c t é r i s é s en ce qu' il comporte un surchauffeur (le la vapeur d'eau , dans lequel la chaleur nécessaire , transmise indirectement , est produite par la combustion d'un gaz approprié , .3.

Procédé et appareil suivant les revendications 1 et 2 caractérisés s en ce qu'il comporte un cétoniseur constitué par une enceinte fermée , renfermant un faisceau de tubes , dans lesquels sont disposés des plateaux perforés supportant la matière catalytique ; au-dessus du faisceau tubu- <Desc/Clms Page number 6> laire , est un espace vide , où. se fait le mélange de la vapeur d'eau et des vapeurs alcooliques ; l'espace entourant les tubes de catalyse est divisé en plusieurs parties isolées les unes des autres , dans lesquelles sont répartis simultanément et dans un sens qui varie d'une section à la suivante , les gaz chauds provenant du surchauffeur spécifié à la revendication 2.

4. Procédé et appareil suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisés s an ce qu'il conforte un échangeur tubulaire de température dans lequel passent , d'une part , les produits de la réaction et d'autre part , la, vapeur d'eau , qui se rend ensuite au surchauffeur spéci- fié à la revendication 2.

5. Procédé et appareil suivant lesrevendications 1 à 4 caractérisés s en ce qu'il comporte un conden- seur à circulation d'un fluide liquide froid , éventuellement cloisonné de façon à permettre la circulation simultanée du fluide froid et dessolutions à distiller 6. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une colonne de lavage à l'eau .

7. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 6 caractérisés s en ce qu' il comporte un réservoir pour les solutions obtenues .

8. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 7 caractérisés s en ce qu'il comporte un ou plusieurs dispositifs de traitement des gaz produits dans la réaction , en vue de leur enlever tous les corps organiques non condensés dans le condenseur spécifié dans la revendication 5 non dissous dans la colonne de lavage spécifiée à la reven- <Desc/Clms Page number 7> dication 6 9. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 8 caractérisés s en ce qu' il comporte des colonnes de distillation pour les solutions recueillies dans le réservoir spécifié à la revendication 7 10.

Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 8 caractérisé é en ce que la chaleur nécessaire dans les appareils spécifiés aux revendications 1, 2 et 5 peut âtre totalement ou partiellement apportée par un chauffage électrique, 11. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 10 caractérisés s en ce que , soit les gaz de chauffage , ou les produits chauds de la réaction , ou les deux à la fois , sont utilisés comme source de chaleur dans la distillation de la solution complexe d'acétone obtenue ou pour la production de la vapeur d'eau nécessaire dans le procédé' , 12.

Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 11 caractérisés s en ce que l'alcool récupéré et les autres corps organiques cétonisables obtenus par distillation de la solution complexe d'acétone sont réintroduits dans le cycle de fabrication par mélange avec de nouvelles quantités d'alcool.

13. Procédé et appareil suivant les revendications 1 à 12 caractérisé é en ce que comme matières de départ , on utilise directement des alcools à l'état de vapeur sortant par exemple d'un appareil de catalyse , de distillation ou de saponification .