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Verfahren zur Herstellung von Aceton Die bekannten Verfahren zur direkten
Gewinnung von Aceton aus Essigsäure, bei welchen Essigsäuredämpfe über Kalk, Eisen,
Strontian usw. geleitet werden, sind mit dem erheblichen Mangel verbunden, daß dabei
hohe Temperaturen (über q.ooD) nötig sind, die insofern weitere Nachteile zur Folge
haben, als das Aceton dabei weitergehenden Polymerisationen und Zersetzungeri unterworfen
ist, wodurch die Ausbeuten erheblich vermindert werden.
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Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich die Reaktion bei erheblich
niedrigerer Temperatur durchführen läßt, wenn man als katalytische Substanz hochaktive
Kohle, gegebenenfalls mit anderen Katalysatoren, z. B. Kalk, Eisen, Baryt, Zinkoxyd
u. dgl. oder Gemische derselben, anwendet. Unter hochaktiven Kohlen sind solche
zu verstehen, welche durch Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material mit Chlorzink
u. dgl. bzw. durch teilweise Oxydation (Gasaktivierung vermittels Luft, Wasserdampfes
u. dgl.) erhalten werden.
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Beispiele i. Essigsäuredämpfe werden bei einer Temperatur von etwa
300' über gekörnte hochaktive Kohle geleitet, die vorteilhafterweise mit
20 % ihres Gewichtes an Zinkoxyd und 2 % Eisenoxyd oder auch Bariumacetat
und Eisenoxyd imprägniert ist. Der Katalysator hatte nach zweimonatigem Arbeiten
seine Aktivität nicht merklich verändert.
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2. Die Dämpfe einer etwa 25%igen Essigsäure werden zunächst durch
einen Überhitzer aus Kupfer oder Aluminium auf 38o bis qoo° vorerhitzt und sodann
bei derselben Temperatur über gekörnte hochaktive Kohle geleitet. Die Höhe der Katalysatorschicht
sowie die Verweilzeit und die Temperatur des Kontaktes werden jeweils so bestimmt,
daß der Säuregehalt in dem Katalysat geringer als 0,3 % ist. Das Katalysat
enthält Aceton, welches durch Fraktionieren ohne weiteres in reinem Zustand gewonnen
werden kann.
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Die Ausbeute beträgt etwa 92 %. Der Katalysätor hatte nach
vierwöchigem Betrieb in seiner Aktivität kaum nachgelassen.
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3. Gekörnte hochaktive Kohle wird mit 2 o j0 ihres Gewichtes an Ceronitrat
beladen und durch mehrstündiges Erhitzen im Wasserdampfstrom bei 40o° formiert.
Über diesen Katalysator leitet man analog wie im Beispiel i oder 2 die Dämpfe von
konzentrierter oder verdünnter Essigsäure.
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Die Ausbeute beträgt durchschnittlich 95 °/o der Theorie. Der Katalysator
hatte nach vierwöchigem Betrieb in seiner Aktivität kaum nachgelassen.
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Es ist bereits bekannt, Aceton derart herzustellen, daß man Essigsäuredämpfe
über
Koks leitet, welcher in -eisernen Kontaktröhren montiert ist.
- Bei dieser älteren Arbeitsweise- bleibt die an und für sich geringere Aktivität<
nur relativ-kurze-Zeit erhalten, und die entstandenen Reaktionsprodukte enthalten
, erhebliche Mengen unerwünschter Nebenprodukte. Die vorliegenden Vergleichs= produkte
bestätigen dies.-Füllt man beispielsweise nach dem bekannten Verfahren von unten
in ein eisernes Rohr von io bis z2 mm -O' und i,2o m ,Länge stückige tlolzkohle
oder Koks und leitet über diesen Katalysator bei 4io° den Dampf einer 20%ig=en Essigsäure,.
so erhält man beim Abkühlen im Katalysat zu. Anfang Aceton in einer Ausbeute von
85 %. `Führt man den gleichen Versuch- mit einer Füllung von aktiver Kohle
aus, die evtl. noch, wie in unserem Beispiel angegeben; mit--Zink und Eisenoxyd
im]erägniert sein kann, so erhält man ohne- weiteres Aceton_a_us4euten, in fastquantitativer
Höhe. Versucht man nun, gemäß dem bekannten Verfahren die Katalyse unter sonst gleichen
Umständen, aber mit einem Kontaktrohr, von. 5 -bis -.r o m(1)# Länge auszuführen,
so erhält man zwar anfänglich gute Ketonausbeuten, jedoch schön nach kürzer Zeit-findet
eine erhebliche Abnahme der Ausbeute an Aceton'statt. Gleichzeitig erscheinen in.
.reichlichen Mengen wertlose Kondensationsprodukte des Acetons, die .als ölige Schicht
auf dem Kätaiysat schwimmen. Unter diesen- Umständen läßt sich zwar eine- vollständige
Umsetzung der Essigsäure erreichen, jedoch sinken die Ausbeuten an reinem Aceton
weit unter 70 °% herunter. - Die Tatsache, daß die katalytische Aktivität nach dem
älteren Verfahren schon nach kurzer Zeit stark nachläßt, kann auch dadurch nicht
beseitigt werden; daß man den Koks erst `sauber wäscht und vom Staub befreit. Daraus
ergibt sich erneut der Beweis, daß die nach vorliegendem Verfahren verwendete hochaktive
Kohle in ihrer katalytischen Aktivität und in ihrer - Lebensdauer gewöhnlichem Koks
oder gewöhnlicher Holzkohle weit überlegen ist. Außerdem kann die Katalyse mit aktiver
Kohle, besonders hochaktiver Kohle; unter wesentlich beschränkten Raumverhältnissen'durchgeführt
werden, was bei gewöhnlicher Kohle oder `Koks nicht möglich ist. Schließlich=muß
noch daran erinnert werden, daß hesönders bei der Verwendung von konzentrierterer
Essigsäure als Ausgangsmaterial eheblicb -geringere..- Reaktionstemperaturen erforderlich
sind als bei dem bekannten Verfahren, wodurch weitere erhebliche Vorteile bedingt
werden.