PL9784B1 - Sposób otrzymywania acetonu. - Google Patents

Description

Wynalazek ma na celu otrzymywanie acetonu z acetylenu.Proponowano juz sposób otrzymywania acetonu zapomoca przeprowadzania ace¬ tylenu z para wodna w wyzszych tempe¬ raturach ponad tlenkiem zelaza albo po nad zawierajacemi go substancjami kon¬ taktowemu Zgodnie ze wskazówkami patentu au- strjackiego Nr 88631, przy zachowaniu od¬ powiednich przepisów, udaje sie otrzymac wydajnosc 40% acetonu, mieszajac acety¬ len wolny od trucizn katalizatorowych l 40-krotna objetoscia pary wodnej i prowa¬ dzac mieszanine ponad katalizatorami mo¬ zliwie bogatemi w tlenek zelaza, otrzyma- nemi w kawalkach, np. przez stracenie wo¬ dorotlenku zelaza i odcisniecie go. Przy u- zyciu stosunkowo malych ilosci Fe2031 spo¬ tykanych np. przy stosowaniu tlenku zela¬ za, nalozonego na podloze dla substancji kontaktowej wedlug danych zawartych w powyzszym opisie patentowym, tworzy sie nie aceton, lecz aldehyd octowy.Wedlug patentu austrjackiego Nr 88632 jako katalizatory stosuje sie naturalne po¬ stacie zelaza, jak prazonke pirytowa, ze- laziak ilasty brunatny, syderyt, otrzymu¬ jac przytern wydajnosc 25—50% acetonu* Równiez i tutaj stosuje sie duzy nadmiar pary wodnej, mianowicie 40 czesci obje¬ tosciowych pary na jedna czesc objetoscio¬ wa acetylenu.Sposoby powyzsze, wymagajace zupel-nego uwolnienia acetylenu od trucizn ka- talizatorowych oraz bardzo duzego nad¬ miaru pary wodnej i dajace stosunkowo niewielkie wydajnosci, nie uzyskaly roz¬ powszechnienia w praktyce* Dokladne badania wykazaly, ze wy¬ dajnosc acetonu mozna doprowadzic prawie do teoretycznej przez zastosowanie katali¬ zatorów mieszanych. Okazalo sie mianowi¬ cie, ze aktywnosc wlasciwych katalizato¬ rów, jak np. opisanych w znanych paten¬ tach zwiazków tlenowych zelaza, mozna znacznie zwiekszyc i przedluzyc przez wspóldzialanie katalizatorów pomocni¬ czych. Jako takie stosuje sie metale, a szczególniej tlenki metali. Przy uzyciu ja¬ ko katalizatora tlenków zelaza mozna ja¬ ko katalizator pomocniczy zastosowac ze¬ lazo metaliczne, dalej tlenek manganowy, tlenek glinowy, weglan barowy, dalej np. wapno magnezje oraz podobne zwiazki.Szczególnie (korzystnem jest stosowa¬ nie kombinacyj katalizatorów wlasciwych, np. zwiazków tlenowych zelaza z katali¬ zatorami pomocniczemi, zawierajacemi tlen, np. z tlenkiem manganowym, wegla¬ nem barowym i t. p. zwiazkami oraz me¬ talami, np. zelazem metalicznem. Dobrze jest stosowac np. kombinacje wlasciwych katalizatorów z katalizatorami pomocni¬ czemi, zawierajacemi tlen, na podlozu me- talowem, np. zaopatrujac utlenione na po¬ wierzchni zelazo w postaci przeprazonych opilków zelaznych w cienka warstwe kata¬ lizatora pomocniczego, np. tlenku manga¬ nowego, tlenku cynkowego lub t. p. zwiaz¬ ku.Takie katalizatory odznaczaja sie nad¬ zwyczajna trwaloscia i staloscia.Doswiadczenia porównawcze wykaza¬ ly, ze wspomniane w patencie austrjackim katalizatory z tlenku zelaza wyczerpuja sie juz po trzydniowem uzywaniu, nato¬ miast katalizatory wedlug niniejszego wy¬ nalazku nie wykazuja zmian nawet po 30 dniach pracy.Przyklad I. Przeprazone na powierzch¬ ni opilki zelazne ogrzewa sie w zelaznej rurze do 500°C. Mieszanine acetylenu i pary wodnej w stosunku czasteczek 1:10 prowadzi sie przez rure reakcyjna. Po o- ziebieniu par otrzymuje sie wodny roztwór acetonu, którego wydajnosc wynosi 83% wydajnosci teoretycznej, liczac na ilosc u- zytego acetylenu. Gaz niedajacy sie skrop¬ lic zawiera jeszcze 7,6% objetosci acety¬ lenu. Wydajnosc obliczona w stosunku do ilosci acetylenu, która weszla w reakcje, wynosi wiec 94% teoretycznej.Przyklad II. Opilki zelazne pokrywa sie tlenkiem zelaza i manganu np. Fe O, Fe3 04, Fe3 02 i t. d. i napelnia sie niemi rure reakcyjna. Mieszanine jednej cze¬ sci objetosciowej acetylenu i 10 czesci pa¬ ry wodnej prowadzi sie przy 475°C przez rure reakcyjna. Ulatniajace sie pary skra¬ pla sie. Otrzymuje sie aceton w ilosci sta¬ nowiacej 95% wydajnosci teoretycznej, li¬ czac na zuzyty acetylen. Katalizator je¬ szcze po 30 dniach wykazywal calkowita aktywnosc.Przyklad III. Opilki zelazne zaopa¬ truje sie w powloke z tlenku zelaza i weglanu barowego i napelnia sie niemi ru¬ re reakcyjna. Mieszanine jednej czesci objetosciowej acetonu i 10 czesci pary wodnej prowadzi sie przez rure, ogrzana do 470°C. Pary skrapla sie. Otrzymuje sie 90% teoretycznej wydajnosci acetonu, li¬ czac w stosunku do uzytego acetylenu.Dalsze badania wykazaly, ze tworze¬ nie sie acetonu zalezy w znacznym stop¬ niu od panujacego podczas reakcji cisnie¬ nia tlenu.Stwierdzono, ze dobre wydajnosci ace¬ tonu otrzymuje sie wtedy, jezeli czastko¬ we cisnienie tlenu w mieszaninie reakcyj¬ nej w okreslonych warunkach pracy za¬ warte jest miedzy stosunkowo waskiemi granicami, np. przy przeróbce mieszaniny jednej czesci acetylenu i 5 do 10 czesci pary wodnej w temperaturze 400°C ci-snienie to powinno sie zawierac pomiedzy 10—30 a 10"32 atm, a w temperaturze 500°C — miedzy 10 -™ a 1G~25 atm, ' Na zasadzie tego spostrzezenia zaleca sie tak dobierac sklad katalizatorów, zeby w danych warunkach doswiadczenia da¬ waly one preznosc tlenu zawarta w po¬ wyzszych granicach.Okazalo sie, ze katalizatory z tak do- branemi preznosciami tlenu wykazuja szczególna dlugotrwalosc. Odpowiednia preznosc tlenu mozna latwo wyprowadzic ze stopnia dysocjacji pary wodnej, zalez¬ nego od temperatury oraz od stopnia roz¬ cienczenia acetylenu.Dalej okazalo sie korzystnem stosowa¬ nie na jedna czesc objetosciowa acetylenu wiecej niz 4 czesci objetosciowych pary wodnej. Swietne wyniki otrzymuje sie z reguly przy uzyciu np. 5—10 czesci obje¬ tosciowych pary wodnej na jedna czesc objetosciowa acetylenu i przy zastosowa¬ niu katalizatorów nastawionych na wyzej wymienione odpowiednie preznosci tlenu, szczególniej takich, które obok katalizato¬ rów wlasciwych, jak zwiazków tlenowych zelaza, zawieraja jeszcze katalizatory po¬ mocnicze metaliczne, albo zawierajace tlen, albo tez katalizatory pomocnicze obu rodzajów. Znaczne przekraczanie 15 cze¬ sci objetosciowych pary wodnej na jedna czesc acetylenu jest zbyteczne, a poza tem nieekonomiczne.Temperatury robocze zawarte sa w o- gólnosci w granicach miedzy 250° a 750°C, glównie temperatury robocze — miedzy 350° a 600°C, a szczególniej miedzy 450° a 550°.Przy próbowaniu aktywnosci znanych katalizatorów w ilosciach stosowanych w praktyce oraz w temperaturach w prakty¬ ce spotykanych okazalo sie, ze np. Fe2 03, zalecony w patencie austrjackim. Nr 88631, wykazuje zbyt wysokie cisnienie tlenu, z drugiej zas strony np. cisnienie tlenu przy uzyciu Fe3 04 jest zbyt niskie. Natomiast mozna takie katalizatory, jak tlenek zela¬ za, zapomoca odpowiednich dodatków, szczególniej zapomoca katalizatorów po¬ mocniczych wymienionego rodzaju, nasta¬ wic na odpowiednia zadana preznosc tle¬ nu. Naturalnie zwiazki tlenowe metali i produkty zwiazki te zawierajace, jak ru¬ dy i t. p. surowce wogóle nie nadaja sie, przewaznie jednak stanowia one zdatny materjal wyjsciowy do otrzymywania ka¬ talizatorów wedlug wynalazku. W prak¬ tyce przy wykonaniu sposobu okazalo sie korzystnem w niektórych przypadkach rozpoczynanie procesu od temperatur sto¬ sunkowo niskich, wzrastajacych stale lub skokami. W ten sposób udaje sie preznosc tlenu utrzymywac stale w granicach sprzy¬ jajacych reakcji. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania acetonu przez reakcje miedzy acetylenem a para wodna, w wyzszych temperaturach w o- becnosci katalizatorów, znamienny tem, ze katalizatory wlasciwe, np. zwiazki tle¬ nowe zelaza, stosuje sie w polaczeniu ze wzmagajacemi i przedluzajacemi ich dzia¬ lanie katalizatorami pomocniczemi, np. metalami, a szczególniej samem zelazem albo zwiazkami tlenowemi metali, jak np. tlenkiem manganowym, tlenkiem glinowym, weglanem barowym, weglanem cynkowym, najlepiej w obecnosci katalizatorów po¬ mocniczych obu tych rodzajów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze sie stosuje na podlozach meta¬ lowych, najodpowiedniej na zelazie, mie¬ szaniny katalizatorów, zawierajace katali¬ zatory wlasciwe.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny zastosowaniem jako katalizatora przeprazonych opilków zelaznych, w da¬ nym razie przy lacznem uzyciu kataliza¬ torów pomocniczych, zawierajacych tlen.

4. Sposób wedlug zastrz. od 1—3, — 3 —znamienny tern, ze na jedna czesc objeto¬ sciowa acetylenu stosuje sie wiecej niz cztery np. 5—10, a wogóle nie wiecej niz 15 czesci objetosciowych pary wodnej.

5. , Sposób wedlug zastrz. od 1—4, znamienny zastosowaniem kombinacyj ka¬ talizatorów o okreslonej preznosci tlenu, które w okreslonych warunkach tempera¬ tury i stopnia rozcienczenia acetylenu za¬ wieraja sie w stosunkowo waskich grani¬ cach, np, przy przeróbce mieszaniny jed¬ nej czesci acetylenu i 5—10 czesci pary wodnej w temperaturze 400°—500°C prez¬ nosci te zawieraja sie miedzy 10_32a 10~25 atm.

6. Sposób wedlug zastrz. od 1—5, znamienny tern, ze najprzód pracuje si$ przy niskich temperaturach, np. 400°C, a w ciagu procesu temperature podnosi sie stopniowo albo skokami. Holzverkohlungs-Industrie Aktien-Gesellschaft. Zastepca: Inz. J. Wyganowski; rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa PL PL