PL35072B1 - - Google Patents

Description

Zwykly sposób wytwarzania acetonu polega na tym, ze pary kwasu octowego przepuszcza sie w wysokiej temperaturze nad róznymi kataliza¬ torami, jak np. glinem, weglanem wapnia, we¬ glanem baru, dwutlenkiem manganu itd. Ten sposób postepowania posiada jednak rózne nie¬ dogodnosci, zwiazane zwlaszcza z kosztownym odzyskiwaniem i stezaniem kwasu nieprzetwo¬ rzonego, rozcienczonego woda wytworzona pod¬ czas reakcji. Proponowano juz usunac te wade przez zmniejszenie szybkosci przeplywu par kwasu nad katalizatorem, co umozliwia prak¬ tycznie calkowite przetworzenie kwasu oraz uzyskanie produktów nie zawierajacych zadnych kwasów. Tym niemniej wynik ten osiaga sie kosztem znacznego zwiekszenia objetosci komór katalitycznych, jak równiez znacznych strat ke¬ tonu, poniewaz czesc ketonu przetwarza sie na produkty ciezkie.Stwierdzono, ze mozna uzyskac praktycznie zupelne przetworzenie kwasu octowego na ace¬ ton z dobra wydajnoscia, jezeli reakcje prowa¬ dzi sie pod cisnieniem w obecnosci tlenku man¬ ganu lub soli manganowej, przechodzacej w tle¬ nek w temperaturach, w których odbywa sie wytwarzanie katalityczne acetonu. Spostrzezenie to jest nadspodziewane, jezeli sie zwazy, ze wskutek tworzenia sie dwutlenku wegla, reak¬ cja ketonizacji jest polaczona ze zwiekszeniem sie objetosci.Zastosowanie nadcisnienia posiada nastepuja¬ ce zalety w porównaniu z praca pod zwyklym cisnieniem: a) unika sie kosztów spowodowa¬ nych stezaniem kwasu octowego nieprzetworzo¬ nego, zwlaszcza, ze stopien przetworzenia zbliza sie do 100 %, b) mozna zwiekszyc szybkosc zasi¬ lania, a wskutek tego i wydajnosc pieca, zacho¬ wujac stopien przetworzenia okolo 100 %% c) uni¬ ka sie reakcji wtórnych, które w znanych spo¬ sobach postepowania powoduja tworzenie sie produktów ciezkich, czesciowo osiadajacych na katalizatorze i zanieczyszczajacych produkt kon-cowy,Daje to wiekszy wspólczynnik sprawnosci, znaczne przedluzenie czasu trwania katalizato¬ rów oraz uzyskanie acetonu czysciejszego, d) uzyskuje sie aceton praktycznie pozbawiony kwasu i zanieczyszczen, przy czym oddzielanie od wody utworzonej podczas reakcji odbywa sie w sposób prosty i ekonomiczny,* mianowicie przez destylacje, e) ketonizacja przebiega prak¬ tycznie calkowicie przy zachowaniu wydajnosci okolo 100%, «r byloby rzecza niemozliwa, gdy* by reakcja odbywala sie pod cisnieniem atmo¬ sferycznym.Jako katalizatory mozna stosowac zwiazki manganu w postaci tlenków (np. dwutlenku man¬ ganu), soli mineralnych (np. weglanów, octanów) lub soli organicznych (np. propionianu lub mai¬ lami), przechodzacych wskutek rozkladu ter¬ micznego w temperaturze 350° — 450° C w tlenki.Wspomniane zwiazki manganowe stosuje sie w stanie dokladnie rozdrobnionym, osadzone na nosniku porowatym, np. ziemi okrzemkowej, welnie szklanej, welnie zuzlowej, pumeksie, zelu krzemowym, weglu aktywowanym itd. Cisnie¬ nia stosowane wedlug wynalazku moga sie wa¬ hac od 1 do 10 kg/cme, odpowiednio do stezenia kwasu octowego. Jednakowoz najczesciej sto¬ suje sie 3 — 5 kg/cm2. Temperatura reakcji wy¬ nosi najkorzystniej 350° — 460° G.Przy przetwarzaniu kwasu octowego na ace¬ ton nie jest rzecza konieczna aby kwas octowy doprowadzany do komory katalitycznej byl czy¬ sty; pary kwasu moga byc rozcienczone gazami lub parami obojetnymi. Jednakze rozcienczenie par kwasu octowego powoduje czesto zmniej¬ szenie szybkosci reakcji i koniecznosc zwieksze¬ nia cisnienia. 'Praktycznie jednak ma to znacze¬ nie tylko wówczas, gdy substancje rozciencza¬ jaca stanowi para wodna pochodzaca z kwasu zawierajacego wode; mozna ja wedlug wynalaz¬ ku stosowac bez koniecznosci wstepnego odwad¬ niania. W celu uzyskania natychmiastowego cis¬ nienia potrzebnego w komorach katalitycznych, mozna tez wtryskiwac poczatkowo gaz obojetny, np. dwutlenek wegla lub azot.W celu podtrzymania cisnienia na poziomie pozadanym — wystarcza regulowanie ilosci pro¬ duktów gazowych w komorze katalitycznej, w zaleznosci od ilosci par kwasu octowego dopro¬ wadzanych do wspomnianej komory. Urzadzenie regulujace wyplyw produktów gazowych mozna umiescic przy wylocie komory katalitycznej lub tez dalej, np. przy wylocie skraplacza, lub wre¬ szcie przy wylocie urzadzenia pluczkowego, o którym bedzie ponizej mowa. W ostatnim przypadku skraplanie par i plukanie gazów od¬ bywa sie równiez pod cisnieniem, czyli w wa¬ runkach mozliwie najkorzystniejszych. Miesza¬ nine uchodzaca z komory katalitycznej, zawie¬ rajaca pary utworzonego ketonu, przepuszcza sie najpierw przez chlodnice, w celu skroplenia znacznej czesci ketonu, po czym plucze sie ja odpowiednim rozpuszczalnikiem np. woda, w celu odzyskania resztek acetonu. Otrzymane w ten sposób ciecze poddaje sie destylacjiw celu uzyskania ketonu czystego.W podanych ponizej przykladach wyrazenie „stopien przetworzenia" oznacza odsetek kwasu octowego przetworzonego na aceton, a wyraze¬ nie „wydajnosc" oznacza ilosc wytworzonego acetonu, w stosunku do ilosci teoretycznej.Przyklad I. Nad katalizatorem skladaja¬ cym sie z 2 kg octanu manganowego osadzonego na pumeksie, o objetosci 3,5 litrów, — co odpo¬ wiada mniej wiecej 50 g octanu na 150 g pu¬ meksu, — przepuszcza sie w ciagu godziny 12 kg kwasu octowego o temperaturze 425° C pod cis¬ nieniem 3 kg/cm*. Po skropleniu i oddestylo¬ waniu produktów otrzymuje sie 5,7 kg czystego acetonu i 180 g kwasu nieprzetworzonego, z cze¬ go wynika, ze stopien przetworzenia wynosi mniej wiecej 98,5 %, a wydajnosc równa sie 99 — 99,5%.Ten sam proces wykonywany pod cisnieniem atmosferycznym daje stopien przetworzenia tyl¬ ko 88 %, wskutek wytwarzania sie znacznych ilosci olejów ketonowych. Ponadto trzeba by za¬ silac iloscia 5 kg kwasu na godzine, co odpo¬ wiadaloby produkcji 2,4 razy mniejszej.Przyklad II. 14,1 kg kwasu octowego 85 %-go przepuszcza sie w temperaturze 450° C, pod cisnieniem 4,5 kg/cm2 nad 4 kg octanu man¬ ganowego osadzonego na pumeksie. Po skrop¬ leniu i oddestylowaniu produktów uzyskanych otrzymuje sie 5,74 kg czystego acetonu. Stopien przetworzenia wynosi 99 %, a wydajnosc równiez 99 %.Przy pracy pod cisnieniem atmosferycznym wszystkie wielkosci pozostaja takie same, lecz stopien przetworzenia wynosi 80 %.Przyklad III. Przepuszcza sie 12 kg kwa¬ su octowego w ciagu 1 godziny w temperaturze 400° C, pod cisnieniem 3,5 kg/cm2, nad kataliza¬ torem utworzonym z 700 g dwutlenku manga¬ nu osadzonego na welnie szklanej. Po skropleniu i oddestylowaniu otrzymanych produktów uzys¬ kuje sie 5,65 kg czystego acetonu i 300 g kwasu nieprzetworzonego, z czego wynika, ze stopien przetworzenia zbliza sie do 97,5 %, a wydajnosc do 99,5 %. Stopien przetworzenia uzyskany przy - 2 -pracy pod cisnieniem atmosferycznym wynosi tylko okolo 85 %.Przyklad IV. Nad 1 kg weglanu manga¬ nu osadzonego na pumeksie, przepuszcza sie w ciagu 1 godziny 12 kg kwasu octowego 50 %-go w temperaturze 430° C pod cisnieniem 2. 6 kg/cm2. Po skropleniu i oddestylowaniu otrzy¬ manych produktów uzyskuje sie 2,4 kg czystego 3. acetonu, co odpowiada stopniowi przetworzenia 98%. 4. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania acetonu z kwasu octo¬ wego przez odkarboksylowywanie w fazie ga¬ zowej w obecnosci katalizatora manganowe¬ go, znamienny tym, ze reakcje przeprowadza sie pod cisnieniem, przy czym katalizator stanowi tlenek manganu lub zwiazek man¬ ganowy przechodzacy w tlenek wskutek roz¬ kladu termicznego w warunkach przeprowa¬ dzania reakcji.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperatura reakcji wynosi 350 — 450° C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze stosuje sie cisnienia 1 —10 kg/cm*.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze przeprowadza sie nad katalizatorem pary kwasu octowego rozcienczone para wodna. Les Usines de Melle Zastepca: Kolegium Rzeczników' Patentowych „Prasa" Stalinogród, 4159 — 9. 7. 52.. — R-3-18467 — BI pism. 100 g — 150 + 17. PL