NO142424B - Fremgangsmaate til fremstilling av et kjoettlignende matvareprodukt - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av et kjøttlignende matvareprodukt.

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av innettede hydrocarboner.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av spesielle, umettede hydrocarboner som acetylener og olefiner, f. eks. methylacetylen, acetylen, allen, ethylen o. 1.,

og blandinger av disse med andre verdifulle

hydrocarboner, ved kontrollert, termisk

spaltning av propylen.

Det er kjent å spalte forskjellige hydrocarboner termisk til umettede forbindelser. For eksempel ble termisk spaltning av

isobutylen undersøkt, og det viste seg at

ved kontrollerte prosessbetingelser opp-nåddes et gunstig utbytte av methylacetylen og allen med methan som det viktig-ste biprodukt.

Bruk av propylen istedenfor isobutylen

innebærer en annen kjemisk mekanisme

og reaksjon. Reaksjonsmekanismen er helt

forskjellig, idet et methylradikal spaltes

av fra isobutylen mens et hydrogenatom

spaltes av fra propylen. Forøvrig kan de to

reaksjoner ikke karakteriseres som like-artede ut fra de kjente og aksepterte regler

for klassifisering av en kjemisk reaksjon

ifølge den endring en spesiell molekylær

forbindelse undergår.

Szwarc foreslår i «Journal of Chem.

Phys.», 17, nr. 3, side 284—291, en bestemt

teoretisk mekanisme for den termiske

spaltning av propylen. De betingelser som

Szwarc spaltet propylen ved, ga lite eller

intet av det teoretisk beregnede produkt

allen. Det ble anvendt en maksimum reak-tortemperatur på 872°C og et reaktortrykk

på 15 mm Hg. Kontakttiden varierte fra

0,1 til 0,6 sekunder, og den prosentvise spaltning, dvs. mol propylen spaltet pr. mol propylen tilført, oversteg aldri 3,5 pst. Szwarc analyserte sitt produkt med hensyn til hydrogen og methan, og han fastslo bare kvalitativt nærvær av allen i produk-tet.

Amerikansk patent nr. 2 925 451 be-skriver en fremgangsmåte ved dehydro-genering av propylen. Ifølge fremgangsmåten ledes propylen med et trykk på under 100 mm Hg over en platinatråd oppvarmet til minst 900°C. Kontakttiden er mindre enn 0,01 sekund. Etter avkjøling av det gassformede produkt med flytende nitrogen inneholdt kondensatet allen, methylacetylen og ethylen. Fremgangsmåten er meget begrenset, idet prosessen må ut-føres ved et trykk på under 0,13 atmosfærer, fortrinnsvis under 0,08 atmosfærer. Ifølge patentet vil et trykk på over 100 mm gi ubetydelig utbytte av det ønskede produkt. Det er verdt å legge merke til at patentet i sin omtale av tidligere kjente metoder, selv om disse ikke spesielt angår bruk av propylen, fastslår at ved spaltning av propylen dannes bare hydrogen som biprodukt, og videre tar avstand fra bruk av vanndamp i forbindelse med olefintilførse-len.

Ifølge tysk patent nr. 1 062 694 ledes en blanding av propylen og minst 54 molprosent vanndamp (0,5 vektsdeler vanndamp pr. vektsdel propylen) gjennom en reaksjonssone oppvarmet til 800—1100°C ved en kontakttid i reaksjonssonen på 0,01 —0,20 sekunder. Propylenomsetningen og utbyttet av methylacetylen og allen varie-rer innen vide grenser, og ved anvendelse av kontakttider nær den nedre og øvre kontakttidgrense viser propylenomsetningen en sterkt synkende tendens.

Det har nu overraskende vist seg at

ved å gjennomføre en spaltning av propylen i nærvær av vanndamp ved kontakttider fra 0,003 til 0,01 sekund og temperaturer fra 900 til 1200°C fåes en god propylenomsetning og et tilfredsstillende utbytte av methylacetylen og allen samt andre nyttige acetylener og olefiner. Spesielt gunstig er kontakttider opp til 0,005 sekunder.

På grunn av de lave kontakttider som

anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, reduseres mulighetene for en dekompo-nering av produktene og uønskede sidereaksjoner til et minimum hvorved man får jevne og høye propylenomsetninger og methylacetylen- og allenutbytter, samtidig som de lave kontakttider bevirker at kapa-siteten for foreliggende prosess er vesent-lig høyere enn for de kjente prosesser.

Forskjellige umettede hydrocarboner kan fremstilles ved foreliggende fremgangsmåte. Tilførselsblandingen skal i alminnelighet inneholde fra 6,6 til 66,0 molprosent propylen og fra 34,0 til 93,4 molprosent vanndamp, fortrinnsvis fra 13,0 til 35,0 molprosent propylen og fra 65,0 til 87,0 molprosent vanndamp. Ifølge foreliggende fremgangsmåte, benyttes et totalt reaktortrykk på fra 200 til 800 mm Hg. Et totaltrykk, dvs. for propylen og vanndamp, på omkring 1 atmosfære foretrekkes, selv om undertrykk og overtrykk også kan anvendes. Propylenens partialtrykk kan variere fra 50 til 500 mm Hg., fortrinnsvis fra 100 til 350 mm Hg.

Under disse betingelser viste det seg at den prosentuelle omsetning av propylen kan holdes på et økonomisk fordelaktig nivå samtidig som et utmerket utbytte av acetylener og olefiner oppnåes.

Den prosentuelle propylenomsetning kan variere fra 10 til 100 molprosent bereg-net på totalt tilført propylen. De spesielle operasjonsbetingelser som benyttes, vil i noen grad være avhengig av hvilket slutt-produkt man ønsker å oppnå. Dette gir store valgmuligheter såvel hva angår selve fremgangsmåten som sluttproduktet. Ikke bare methylacetylen og allen, men også vesentlige mengder av andre verdifulle, umettede hydrocarboner, som f. eks. ethylen og acetylen, kan lett fremstilles ifølge foreliggende fremgangsmåte.

De nødvendige reaksjonstemperaturer

kan tilveiebringes på forskjellig vis, f. eks.: 1. En varm gasstrøm, f. eks. overopphetet vanndamp eller en inert gass som nitrogen, settes til propylenstrømmen. 2. Propylenstrømmen ledes hurtig

gjennom en elektrisk lysbue.

3. En del av propylenstrømmen bren-nes slik at der oppstår varme forbrennings-gasser som oppvarmer hovedstrømmen av propylen til den ønskede temperatur. 4. Pulveriserte partikler av et ureak-tivt materiale, som f. eks. carbon eller liknende, oppvarmes til høy temperatur og injiseres i propylenstrømmen.

Det er også mulig å bruke en kombi-nasjon av noen av disse opphetningsme-toder.

For å oppnå en kort kontakttid og holde spaltning av reaksjonsproduktene og sidereaksjoner på et minimum er det nødvendig å bråkjøle de gassformige reaksjonsprodukter til temperaturer på 350°C eller mindre straks etter at de forlater reaksjonssonen. Sjokkjølingen tjener minst to formål. Den senker gasstemperaturen under spaltningstemperaturen og forhind-rer derved nedbrytning av produktene og uønskede sidereaksjoner. Den reduserer også de umettede hydrocarboners temperatur i det gassformede produkt til et punkt hvor polymerisasjonsreaksjoner av disse materialer er på et minimum. Avkjølingen kan skje ved å anbringe en direkte vann-spyling like etter reaksjonssonen. De gassformige produkter kan ledes direkte inn i en strøm eller dusj av koldt vann, olje eller liknende. Det er også mulig å bringe gas-sene fra reaksjonssonen i kontakt med kolde gasser eller med pulverisert, inert materiale, som f. eks. pulverisert carbon etc.

Forskjellige fremgangsmåter kan anvendes hvis det er ønskelig å skille ut de verdifulle komponenter fra de utstrøm-mende gasser. I alminnelighet vil følgende separasjonstrinn komme på tale:

1. Fjerning av carbondioksyd.

2. Fjerning av allen, methylacetylen

og propylen.

3. Adskillelse av acetylen fra ethylen

og lettere komponenter.

4. Rensing av acetylen.

En spesiell fremgangsmåte omfatter først komprimering av utløpsgassene til et trykk på ca. 10,5 kg/cm.2. De komprimerte gasser ledes derpå gjennom et absorpsjons-system med en ammoniakkalsk carbonat-oppløsning etterfulgt av en vasking med alkalihydroksyd for å fjerne all carbondioksyd. Gassblandingen ledes derfra gjennom et absorpsjonsapparat med tungnafta, adsorpsjonsolje, oljeraffinerivæsker eller liknende. Ved omhyggelig kontroll av temperatur og trykk i dette trinn fjernes methylacetylen, allen, propylen, butadien og andre tunge reaksjonsprodukter. I alminnelighet vil temperaturen ligge mellom 15 og 90° C mens trykket vil variere fra 1— 3 atmosfærer ved denne behandling. Ut-løpsgassene fra absorpsjonsapparatet vil inneholde hydrogen, ethylen, acetylen og methan. Methylacetylen og allenprodukter av høy renhet såvel som propylen for til-bakeføring i prosessen gjenvinnes ved av-driving fra naftaen eller andre absorp-sjonsmidler, som derpå kan tilbakeføres til absorpsjonsapparatet. Propylenet skilles fra ved fraksjonert destillasjon av C3-fraksjonen og fjerning av propylenet som et bunnprodukt fra destillasjonstårnet. Hvis nødvendig, kan methylacetylen skilles fra allen ved en påfølgende fraksjone-ringsdestillasj on.

Vannfri ammoniakk brukes derpå som et meget selektivt flytende ekstraksjons-middel for å fjerne acetylen fra avløps-gassene fra absorpsjonsapparatet. Denne operasjon foregår ved lav temperatur fra ca. ^-30° til -^60°C, fortrinnsvis ved ^-38° til 4-45°C, og ved trykk under 10,5 kg/cm2. Eventuelt ethylen som absorberes av ammoniakken fjernes i et ethylenabsorp-sjonsapparat og tilbakeføres til acetylen-absorpsj onsapparatet. Acetylen-ammoni-akkblandingen ledes derpå til en acetylen-avdriver hvor blandingen vaskes med vann for å fjerne ammoniakken. Denne kan så tilbakeføres til det tidligere trinn hvor acetylenen fjernes fra utstrømningsgas-sene.

Den gjenværende blanding innehol-dende ethylen, methan og hydrogen skilles derpå lett i rene fraksjoner på grunn av deres forskjellige kokepunkt. Ren ethylen kan f. eks. gjenvinnes ved trykkdestilla-sjon, og den gjenværende blanding av methan og hydrogen kan tilbakeføres for bruk som brenselsgass.

Ovenstående separasjonsmetode er ba-re ment som et eksempel på en rekke kjente metoder som kan anvendes for å gjen-vinne de verdifulle produkter og biprodukter ifølge foreliggende oppfinnelse.

Den olefiniske hydrocarbontilførsel som anvendes ifølge prosessen, kan være praktisk talt ren propylen eller gassblan-dinger som inneholder vesentlige mengder propylen. Slike propyleninneholdende blandinger innebærer avgjort økonomiske for-deler hvor de er tilgjengelige fra destilla-sjons-, ekstraksjons- eller liknende prosesser. Fremgangsmåten kan effektivt utføres i et pyrolyserør eller i en serie av spiraler eller rør fremstilt av rustfritt stål, keramisk materiale eller liknende. I alminnelighet er det fordelaktig å måle propylengasstilfør-selen før den innføres i reaksjonssonen.

Som tidligere nevnt er foreliggende fremgangsmåte fleksibel med hensyn til valg av spaltningsproduktene. For eksempel, ved en gitt temperatur innen opera-sjonsintervallet vil en lengre kontakttid gi mindre utbytte av etylen og mer acetylen, mindre buten-1 og mer butadien, såvel som mindre allen og mer methylacetylen. Ved å variere temperaturen og holde kontakttiden konstant kan sluttproduktfordelin-gen også varieres. For eksempel vil mer acetylen produseres ved 1200°C enn ved 1000°C hvis kontakttiden og reaktortryk-ket holdes konstant. Mengdene av buten-1, trans-buten-2 og butadien vil gå tilbake ved høyere temperaturer. Muligheten for kontroll med produktfordelingen er et an-net viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse. Derved kan blandinger av methylacetylen og allen såvel som andre verdifulle biprodukter som for eksempel acetylen, ethylen og butadien i varierende mengder og forhold fremstilles. Dannelsen av methylacetylen og allen er særlig viktig da disse forbindelser tidligere har vært vanskelige og dyre å fremstille. Methylacetylen og allen er anvendbare som brenn-stoff, som kjemiske mellomprodukter for polymerer, som belegningsstoff og for andre anvendelser hvor deres høye reaktivi-tet er verdifull.

Eksempel.

I forsøk A ble anvendt et spaltningsrør av rustfritt stål, og der ble arbeidet ved atmosfæretrykk. Propylen ble tilført spalt-ningsrøret med et kontrollert partialtrykk på ca. 100 mm Hg., og overopphetet vanndamp ble injisert i propylenstrømmen for å fortynne denne. Molforholdet mellom propylen og vanndamp i strømmen var ca. 1:6,6. Der ble anvendt en kontakttid på ca. 0,003 sekunder og en reaksjonstemperatur på ca. 1100°C. De varme utstrømningsgas-ser ble sjokkjølt med vann straks etter å ha forlatt reaksjonssonen. Man fikk en propylenomsetning på ca. 20 pst., og i neden-stående tabell er oppført en analyse av ut-strømningsgassene fra forsøk A.

Operasjonsbetingelser og utbytter ved pylenpartialtrykk på ca. 200 mm Hg., er andre liknende forsøk, B og C, med et pro- også angitt i tabellen.

Ovenstående data viser at termisk spaltning av propylen ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse fører til fremragende utbytter av methylacetylen, allen og forskjellige andre, verdifulle, umettede hydrocarboner. Videre viser ovenstående data at foreliggende fremgangsmåte ikke krever betingelser med ekstremt redusert trykk eller selv et partielt vakuum på under 100 mm Hg. for å oppnå en effek-tiv spaltning av propylen med utmerket utbytte av ønskede produkter.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av umettede hydrocarboner ved termisk spaltning av propylen ved temperaturer fra 900°C til 1200°C, hvorved en blanding av propylen og vanndamp ledes inn i en reaksjonssone og reaksjonsblandingen etter å ha forlatt reaksjonssonen bråkjøles, karakterisert ved at det anvendes en kontakttid fra 0,003—0,01 sek. i reaksjonssonen.