PL5293B1

PL5293B1 - Sposób otrzymywania acetonu.

Info

Publication number: PL5293B1
Application number: PL5293A
Authority: PL
Filing date: 1925-07-11
Publication date: 1926-08-31

Description

Sposób przemyslowy otrzymywania a- cetonu polega obecnie na rozkladzie octa¬ nu wapnia lub tez na fermentacji.Proponowano nawet przeprowadzac kwas octowy i acetylen zapomoca kataliza¬ torów w aceton.Przekonano sie, ze mozna latwo prze¬ prowadzic w aceton alkohol etylowy, a takze i jego produkt utlenienia aldehyd octowy, jezeli traktuje sie ciala wyjscio¬ we para wodna w obecnosci katalizatorów w wyzszych temperaturach, np. miedzy 250 —i 650° C. Para wodna moze przytem byc uzyta w nadmiarze ewentualnie nawet w wielkim nadmiarze.Jako katalizatory wchodza takie ciala w rachube, które sa w stanie wplynac na reakcje pomiedzy uzyta woda a alkoholem etylowym, albo aldehydem octowym, przy- czem obok acetonu powstaja jeszcze, jako produkty uboczne, wodór i dwutlenek we¬ gla.Jako korzystnie wplywajace na reakcje okazaly sie miedzy innemi zwiazki tleno¬ we metali naprzyklad zelaza, manganu, miedzi i ionych metali ciezkich, jak np. tlenek zelaza, wodorotlenek manga¬ nu, wodorotlenek miedzi, weglan miedzi i t. d., poza tern metale, jak np* zelazo. Moz¬ na dalej uzywac z dobrym skutkiem ciala albo mieszaniny, które zawieraja tego ro¬ dzaju katalizatory, jak np. mineraly, za¬ wierajace zelazo. Skutek dzialania katali¬ zatorów podstawowych mozna jeszcze po-Wiekszyc przez dodanie dal pomocniczych, korzystnie wplywajacych na reakcje, jak np* weglanu wapniowego, tlenku magnezo¬ wego i tym podobnych zwiazków* Ciala po¬ mocnicze moga takze wywierac wplywy ka¬ talityczne, albo moga pozostac obojetne, W razie uzywania kombinacji, jak np, tlenku zelaza i weglanu wapniowego albo tlenku zelazowego, zelaza i weglanu wapniowego, okazalo sie, ze skutecznie jest skladniki na¬ wzajem ze soba zmieszac w ten sposqfe np.,,. ze poszczególne ziarna masy kontaktowej skladaja sie z mieszaniny skladników, albo tez w/sposób taki, ze jeden sluzy jako przenoshik dla drugiego.Korzystnie wplywia takze ina reakcje u- zycie takich naczyn dla reakcji, które wyko nane sa z njartierijalu (katalitycznego, albo które zawieraja ciala, dzialajace katalitycz¬ nie lub ciala pomocnicze. Przy uzyciu rui zelaznych osiagnieto np, lepsze rezultaty, anizeli pracujac z rurami iz materjlalu cera¬ micznego. Bardzo dobre rezultaty otrzyma¬ no przy zaistosowamiiu katalizatorów w po- sfeidi porowatej, np, przy porowatym po¬ wierzchownie utlenionem zelazie, na któ- rem jako katalizator pomocniczy spoczywa¬ lo wapno.Przyklad I, Zardzewiale szpilki ze¬ lazne wlozono do roztworu: octianu wapniom wego, otwór odparowano stale mieszajac i pozostalosc prazono. Przez mre kwarcowa, która wylozono tym katalizatorem ii ogrza¬ no do 490° C, przepuszczalno pare aldehy¬ du 'Octowegoi pare wodna, ii otrzymano rozr twór 10% aldehydu octowego i potem kondensowano. Wydajnosc (acetonu wyno¬ sila 91 % teorji (w obliczeniu na zuzyty alr dehyd octowy).Przyklad II, Katalizator przygotowano w ten sam sposób, jak opisano w przykladzie I, Przez rure zelazna, która wylozono tym katalizatorem i ogjnzanb do 500° C, przepu¬ szczano pare alkoholu etylowego i pare wodna, i otrzymano roztwór 10% wag. al¬ koholu etylowego i potem kondensowano.Wydajnosc acetonu wynosila 80,5% teorji (w obliczeniu na zuzyty alkohol etylowy), „ : Podlug tego wynalazku mozna takze kondienispwaic estry alkoholu etylowego np, octan etylowy, Jezellii np, dziiallaija na siebie octan etylowy i para wodna, wobec katali¬ zatorów wyzej wymienionego rodzaju, w temperaturze 500^ i wyzszej np, 910°, to praktycznie udaje sie przeprowadzilo caly octan etylowy w aceton. Przy tym prze¬ biegu reakcji okazaly isie katalizatory mie¬ szalne bardzo warboscciowemiil nip, tlakie, któ¬ re zawienaja zwiazki tlenowe metali ciez¬ kich jak np, utlenione zelazo, oraz* zwiazki tletnowe metali ziem alkailiczinych j'ak np* weiglan wapniowy, tlenelk wapniiiowy lub tym podtobne. Moznosc (przeprowadzania estrów, takich jak octan etylowy w aceton jest nieoczekiwana, dlatego, ze zmydlenie e^itrui octowego w fazie gazowej przebiega, jak wiadomo, niedostatecznie z tego powo¬ du, ze polozenie równowiagi przesuwa sie w kitainku tworzenia srje estru.Jezeli zamienia sie octan etylowy w ke¬ ton w obecnosci wyzej wymienionych kata¬ lizatorów i w temperaturze umiarkowanej np, 475° C, to nastapi przemiana kwasu oc¬ towego, zawartego w estrze, w wiiekszej cze¬ sci na aceton, a alkohol tylko czesciowo u- legnie tej przemianie, tak, ze, jako produkt reakcji, otrzymuje sie miaszianine acetonu* i alkoholu. Poza tern mozna) estry przepro¬ wadzac w ketony w ten sposób, ze prak¬ tycznie zamienfia sie tylko obecny kwlas w aceton, podczas gdy alkohol praktycznie zawarty jest zupelnie w produkcie reakcji.Przy tym sposobie pracy uzywa sie jako ka¬ talizatorów ciail takich jak weglan1 wapnio¬ wy!, tlenek wapniowy i i. d, przyczem ko- rzystnem jest rozdzielenie jlch |ia przeno¬ snikach n(p, tego rodzaju co pumeks. Tem¬ peratur uzywa sie przewaznie od 450—600°, Czesciowa przemiana estrów na kefcotffc jest korzystna dlatego, iz dla otrzymywania aceforó mloztniai w miejsce .octanu etylowego, uzywac takze innych estrów kwasti octowe- - Z -go. Jezeli poddaje sie reakcji ketonowej np. octan metylowy, to otrzymuije sie jako pro¬ dukt reakcji mieszanine acetonu ii alkoholu metylowego, która, jak wiadomo, jeart /aar- tosciowym rozpuszczalnikiem, i dlatego moze byc zuzytkowana bez rozdzialu na swoje skladniiki.Otrzymywanie acetonu z estrów jdst przedlewszyistkiem wtedy korzystne, gdy chodzi o przeróbke rozcienczonych materja-, lów wyjsciowych, Mozma naprzyklad suro¬ wy ocet drzewny, który zawiera tylko 9— 10% kwasu octowego obok alkoholu mety¬ lowego, i otrzymany celowa oczyszczony octan etylu zamienic na aceton, przyczem zastosowuje sie warunki przy których ca¬ ly ester moizna przeprowadzic w ketom.Mozna jednak i postepowac w ten1 sposób, ze kwas, zawarty w surowym ocoiie drzew¬ nym, przeprowadzi sie zapomoca zawarte¬ go alkoholu metylowego i zapomoca doda¬ nia potrzebnej ilosci alkoholu metylowego w octan metylowy, który sie nastepnie za- • mienia na keton w celu otrzymania rozpu- szcz^i^ka, skladajacego sie z acetonu i al¬ kohol jfaetylowego.Przyklad III. Katalizator otrzymano sposobem opisanym wf przykladzie I. Przez rure zelazna, która wylozono tym kataliza:- torem i ogrzano do 510°, przepuszczono w równej ilosci walgowej pary octanu etylo¬ wego i wody, a nastepnie kondensowano.Wydajnosc acetonu wynoisila 85% teorji (w obliczeniu ma zuzyty octan etylowy, po¬ dlug przebiegu reakcji: CH3 COOC2H5+H20 =CH3 COCHz+C02+2HJ.Przyklad IV. Kawalki pumeksu wlozo¬ no do roztworu octanu wapniowego, odpan rowano, ciagle mieszajac, i produkt ogrze- wiano do 500° C. Przez rufe kwarcowa, któ¬ ra byla wylozona tym katailizatoreim i o- grzana do 540° C, [przepusizicziamo pare octa¬ nu metylowego i pare wodna, odpowiadal- jaoa 10% wag roztworowi octanu metylu i kondensowano. Wydajnosc aicetonu wyno^ sila 91% teorji, w obliczeniu mai zuzyty octan metylu. Oprócz tego zawieral produkt kondensacji alkohol metylowy prawie ilo¬ sciowo.W koncu okazalo sie, ze mozna prze¬ prowadzic w aceton mieszanine cial, ulega¬ jacych reakcji ketonowej jak np. alkohol ety¬ lowy, aldehyd octowy, kwas octowy, octan etylowy i to nawet w obecnosci cial obcych takich jak np. alkohol metylowy i tym po¬ dobne nie bioracych udzialu w reakcji. A nawet zupelnie zdenaturowany np. spirytus do palenia, zawierajacy pirydyne, moze byc saim przerobiony w aceton, lub tez zamieszai- ny z immemi cialami, ulegajaicemi reakcji ketonowej.Moznosc przerobienia mieszanin wyzej wymienionego rodzaju daje te korzysc^ ze produkty mieszalniitn, otrzymanych w techni¬ ce, moga byc przeprowadzone w aceton bez rozdzielenia ich na czesci skladowe. Mozna w ten 'sposób np. przeprowadzic w acetofri produkty, powstajace przy otrzymywaniu aldehydu octowego z alkoholu etylowego, które obok siebie zawieraja alkohol, al¬ dehyd octowy i kwas octowy. Mozna poza tern w ten sposób przeprowa¬ dzic otrzymywanie acetonu z jednego oznaczonego produktu wyjsciowego np. z alkoholu etylowego, ze rezygnujac z wysokiej wydajnosci teoretycznej, prze¬ prowadza sie .duze ilosci alkoholu etylowe¬ go przez aparature, i powstajaca przy tern mieszanine reakcji, która obok produktu glównego aicetoniul zawiera (jieiszcze nieza- mieniony alkohol etylowy, kwas octowy, troche aldehydta octowego i wode, po od¬ dzieleniu acetonu, poddaje reakcji ketono¬ wej ?w tej samelj iaparaturze w ten sposób, ze mieszanine poddaje sie poprostu ponow¬ nie procesowi ketonowemu!/ przerabiajac ze swiezym alkoholem etylowym na aceton. W ten sposób posiada sie moznosc oisiajgniecila duzej prodlukcji acetonu, nie biorac pod u- wage pewnych strat, dlatego, ze produkty uboczne zostaja wprowadzone zpoWrotem — 3 —do procesu reakcji a nastepnie takze zamie¬ nione w aceton. Przez przerabianie miesza- rafo, wyjsciowych, które obok skladinikówt ulegajacych reakcji ketonowej, zawieraja dala jak lip- alkohol metylowy, albo cialia jak np. octan metylowy, które podczas przebiegu pnecesu wytwarzaja alkohol me¬ tylowy, mozna otrzymac celowo wartoscio¬ we rozpuszczalniki, jak np. mieszanine ace¬ tonu d alkoholu metylowego.Katalizatory, biorace udziallwtreakcji ke¬ tonowej, mozma podlug wynalazku uczynic znów aktywnemi przez traktowanie fch tle¬ nem albo mieszanina igazów, zawierajaca tlen jak np, powietrzem, aj takze i przez do¬ datek pary wodnej w temperaturze wyz^ szej np, 500° C, Mozna postepowac np, w ten ispos-ób, ze pnzy wyczetripalnluj sie, ewen¬ tualnie przy zwolnionej dzialalnosci kata- Ifeatorów, przerywal sie przebieg reakcji ketonowej i przepuszcza nad kataUzJaftorem nip. powietrze albo mieszanine powietrza i pary wodkiej, przy stalem zachowaniu tem¬ peratury (reakcji) nip, 500° C. Jezeli przytem tlen nie zostaje juiz wiecej iabsorbowany al¬ bo tylko w niedostatecznej mnerze absorbo¬ wany, to mozna1 kondensacje przeprcwaiztiic dalej, przyczem osiagla) sie zmów pierwotna dluza wydajnosc, Okazalo sie korzystnem powiekszac aktywnosc katalizatora w krót¬ szych odstepach czasu,- gdy wyczerpanie katalizatora jeszcze wybiincfa sie nie uwy¬ datnilo. Przez to osiaga .sie stale wysokie wydajnosci acetonu. Mozna pozial tern wkoncu przedluzyc aktywnosc katalizato¬ ra dzieki temiu, ze Wprowadza sie dio masy kontaktowej nie przerywtaljac przebiegu re¬ akcji ketonowej, male lUcsoi powietrza., ra¬ zem l mieszanina reakcyjna np. z alkoho¬ lem etylowym i pare wodna, Para wodtaa -mozna równiez powiekszyc dzialalnosc katalizatorów, a przedewszyst- ldem wtedy, .gdy produktem wyjsciowym dla1 otrzymwiia acetonu jest aldehyd octo¬ wy, W tym przypadku nalezy dla przepro- wadlzeaaa procesu regjeneracji, przerwac doplyw ciala, ulegajacego ketonSzacji np. aldehydu octowego i przepuszczac przez^ mase kontaktowa pare wodna, przy .stalem zachowaniu temperatury np. od 450—600°.W tym wypadku mozna okresy regeneracji wprowadzac zanim uwydatni! sie wyczerpa¬ nie katalizatora.Podlug niniejszego wynalazku, zuzyt- kowuje sie, jako produkt uboczny, powsta¬ jacy wodór, na cele przebiegu reakcji keto¬ nowej lub tez przy regeneracji) katalizato¬ rów. Jezeli wprowadza sie np, razem z mieszanina reakcji do procesu troche po¬ wietrza, to czesc tworzacego sie wodorii sipailai sie w aparaturze i zostaije zuzytkowa¬ na dla wewnetrznego ogrzania. Wodór, wy¬ dzielajacy sie z aparatury, mozna bez od¬ dzielenia od rówinoczesnile utworzonego kwasu weglowego, albo wodór saim, zuzyc do zewnetrznego ogrzania komory reakcyj¬ nej w czasie przebiegu kondensacji lub tez do regeneracji katalizatorów. Mozna rów¬ niez stosowac skombincwane ogrzewanie. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe, 1. Sposób otrzymywania oeetonu, zna¬ mienny tern, ze alkohol etylowy lub alde¬ hyd octowy, albo octan etylowy lub miesza^- niny wymienionych cial w wyzlszych temperaturach np. 250—600° reaguja z pa¬ ra wodna w obecnosci katalizatorów nip, zwiazków tlenowych metali, przedewszyst- kiem zwiazków tlenowych zelazia lub utle- nionejgo zelaza lub zwiazków tlenowych in¬ nych metali ciezkich, lub cial zawierajacych te katalizatory,
2. Sposób otrzymywania acetonu we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze stosuje sie katalizatory w polaczeniu i celowo zetknie¬ te z cialami pomocniczemi, sprzyjaj acemi reakcji, przyozem cialia pomocnicze moga byc katalitycznie czynne lub obojetne.
3. Sposób otrzymywania acetonu wedlug zaiste. 1 i 2, -znamienny tem, ze sie s*osu:fe katalizatory miessz&flie np. polaczenie ilen- — 4 —ków zelaza alio zelaza utlenionego z we¬ glanem wapniowym, tlenkiem wajpniitowyni, tlenkiem magnezowym i tym podobnemi zwiazklaimi.
4. Sposób otrzymywiania acetonu we¬ dlug zastrz. 1—3, znarnienny tiem, ze sie stosuje katalizatory ewentualnie ciala lub mieszaniny zawierajace katalizatory w po¬ staci porowatej,
5. Sposób otrzymywania acetonu wedlug zaistrz. 1—4, znamienny tern, ze produkty wyjsciowe wedlug zaistirz. 1, przerabiane sa siaime albo zmieszane z innemi cialami, ule- gajacemi reakcji ketonowej np. kwasem octowym.
6. Sposób otrzymywania ocetonu we¬ dlug zastrz. 1—5, znamienny tern, ze sub¬ stancje, ulegajace reakcji ketonowej we¬ dlug zastrz. 1, lub mieszaniny, wedlug zaistrz. 5, przerabiane isa w obecnosci cial ulegajacych reakcji ketonowej, a przede- wszystkiem wobec alkoholui metylowego lub cial, które wytwarzaja alkohol metylowy w czasie reakcjil
7. Sposób otrzymywania acetonu wedlug zaistrz. 1—6, znamienny tern, ze zamiast octanu etylu mozna przerabiac osobno lub razem inne estry kwasu octowego, iprzede- wisizystkiem octan metylowy.
8. - Sposób otrzymywania acetonu we¬ dlug zastrz. 1—7, znamienny tern, ze katali¬ zatory mozna uczynic aktywnemi przez traktowanie ich tlenem albo mieszaninami, zawierajacemi tlen np. powietrzem w obec¬ nosci lub w nieobecnosci pary wodnej w wyzszych temperaturiach.
9. Sposób otrzymywania acetonu wedlug zastrz. 1—8, znamienny tern, ze traktowa¬ nie katalizatorów tlenem albo mieszanina¬ mi, zawierajacemi tlen, uskutecznia sie w krótszych odistepach czlaisu, przed uwydat¬ nieniem zmniejszfcnej czynnosci kataliza¬ tora.
10. Sposób otrzymywania acetonu we¬ dlug zajstrz. 1—9, znamienny tern, ze rege¬ nerowanie katializatorów zapomooa pary wodnej uskutecznia isale przedewiszyistlkiem wtedy, jezeli aldehyd octowy jest matlerja¬ lem wyjsiciowym dla otrzymania acetonu.
11. Sposób otrzymywania acetonu we¬ dlug zastrz. 1—10, znamiieminy tern, ze wo¬ dór powstajacy przy reakcji zuzytkowuje sile dla ogrzewania masy kontaktowej.
12. Sposób oitrzymywania acetonu we¬ dlug zaistrz. 1—11, znamienny tern, ze ma¬ le ilosci1 tlenu lub gazów, zawierajacych tlen, zostaja wprowadzone w czasie prze¬ biegu reakcji ketonowej do aparatu. Holzverkohlungs-Industrie Aktien-Gesellschaft. Zastepca: M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL