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Verfahren zur Darstellung von Keten Die Darstellung von Keten durch
thermische Spaltung von Aceton zwischen 500 und 700° in Gegenwart gewisser Metalle,
z. B. Eisen oder Nickel, führt zu unbefriedigenden Ausbeuten infolge starker Abscheidungen
von Ruß; dieser besitzt jedoch keine katalytische Wirksamkeit bei der thermischen
Spaltung von. Aceton zu Keten. Andere Metalle, z. B. Kupfer oder Kupferlegierungen,
wirken günstiger, doch sollen damit nach 8stündigem Kreislauf des Reaktionsgemisches
nur Ausbeuten von höchstens 8o % der Theorie erzielt werden können.
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Gemäß der Erfindung werden in erheblich kürzerer Zeit schon bei einmaligem
Durchsatz praktisch quantitative Ausbeuten erzielt, ohne daß störende Nebenreaktionen
auftreten, wenn die thermische Spaltung von Aceton oberhalb q.50° in Gegenwart von
Glanzkohle, Koks ' oder Graphit vorgenommen wird. Zweckmäßig wird dabei vermieden,
daß das erhitzte Reaktionsgemisch mit Metallen in Berührung kommt.
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Es ist nicht erforderlich, schon bei Beginn der Spaltung von Kohlenstoff,
z. B. Glanzkohle oder Graphit, auszugehen. Vielmehr gelangt man zu dem gleichen
Effekt, wenn man derartige Kohlenstoffmodifikationen während des Verfahrens im Reaktionsraum
in Abwesenheit von Metallen erzeugt bz-,v. auf geeignete Träger niederschlägt, die
jedoch aus Metallen nicht bestehen dürfen. Als Träger bzw. als Katalysatoren selbst
können z. B. Glühlampenkohlenfäden, Silit u. dgl. Verwendung finden, die, sofern
sie unter Strom gesetzt werden, zur Erzeugung der nötigen Reaktionswärriie dienen
können. Auf die Wirksamkeit des Katalysators ist es im allgemeinen ohne Einfluß,
ob sich der niedergeschlagene, meistens das Aussehen von Glanzkohle besitzende Kohlenstoff
ganz oder teilweise mit den Trägerstoffen verbindet oder nicht.
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Das als Nebenprodukt anfallende, nahezu chemisch reine Methan wird
nach erfolgter Umsetzung des äußerst reaktionsfähigen Ketcns z. B. zweckmäßig auf
einen hochwertigen Ruß derartig verarbeitet, daß die dabei auftretende Verbrennungswärme
gleichzeitig für die Verdampfung des Acetons verwendet wird.
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Durch das. erfindungsgemäße Verfahren wird man infolge der außerordentlichen
Wirksamkeit des Kohlenstoffkatalysators gegenüber den bisherigen Darstellungsmethoden
von Keten in weiteren Grenzen- unabhängig von der Innehaltung einer gewissen Verweilzeit
der Reaktionsteilnehmer im Reaktionsraum.
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Das Verfahren wird im folgenden durch einige Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Beispiel r In einem mit Zu- und Ableitungsrohren versehenen Reaktionsraum
werden zwei gegeneinander isolierte, mit Stromzuführungen ausgestattete, plattenförmige
Kohle- oder Graphitelektroden parallel übereinander angeordnet.
Der
Raum zwischen den Elektroden wird mit einer Anzahl von Fäden aus verkokten Pflanzenfasern
(Kokosfasern wie bei den Kohlenfadenglühlampen) derart überbrückt, daß die Kohlenfäden
an dem äußeren Umfange der Elektroden mit diesen leitend verbunden werden. Zweckmäßig
ordnet man zwei Elektrodenplatten mit ungleichem Durchmesser derart an, daß die
untere Platte den kleineren Durchmesser hat.
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Der in einem Verdampfungsgefäß entwickelte Acetondampf wird in den
Raum zwischen den beiden Elektroden eingeleitet und auf diese Weise gezwungen, zwischen
den auf Rotglut erhitzten Kohlenfäden hindurchzustreichen. Durch ein Ableitungsrohr
tritt nach erfolgter Spaltung des Acetons das aus Keten und Methan bestehende Gasgemisch
zugleich mit noch unverändertem Aceton in eine gutwirkende Kühlvorrichtung, in welcher
das Aceton kondensiert und direkt in den Verdampfer zurückgeführt wird.
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Durch Regelung der Verdampfungsgeschwindigkeit einerseits sowie durch
Veränderung der Stromstärke bzw. der dadurch bedingten Temperatur der Glühfäden
andererseits, schließlich durch beide Maßnahmen gleichzeitig erhält man einen äußerst
gleichmäßigen, seiner Zusammensetzung nach konstanten Gasstrom.
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Die Ausbeute an Keten, bezogen auf die umgesetzte Menge Aceton, beträgt
94010 der Theorie.
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Beispiel a Ein mit kleinstückiger Retortenkohle oder Koks beschicktes
Kohlerohr wird in ein aus widerstandsfähigem Material bestehendes Rohr eingebettet
und langsam auf 55o bis ;0o° Innentemperatur erhitzt, während gleichzeitig die Luft
aus dem Rohr durch Acetondampf verdrängt wird.
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Im übrigen verfährt man wie in Beispiel i. Die Ausbeute beträgt 93
°/o der Theorie und darüber.
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Beispiel 3 In einem mit Zu- und Ableitungsrohr versehenen zylindrischen
Gefäß wird ein käuflicher, zuvor zweckmäßig dünn berußter Silitstab elektrisch auf
dunkle Rotglut erhitzt, während gleichzeitig die Luft aus dem Reaktionsraum durch
Acetondampf verdrängt wird. Die Verdampfungsgeschwindigkeit des Acetons wird so
geregelt, daß die Erhitzungsdauer im Spaltraum bzw. die Verweilzeit am Kontakt io
Sekunden nicht wesentlich überschreitet.
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Ausbeute: 940/, der Theorie und darüber. An Stelle des Silitstabes
kann man mit Vorteil Silitrohre mit oder ohne Füllung derart verwenden, daß man
das Innere des Rohres als Spaltraum und die Rohrwandung gleichzeitig als Wärmequelle
benutzt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung lassen sich in kurzer Zeit sehr erhebliche
Durchsätze bei nahezu quantitativer Ausbeute an Keten erzielen.