ТЕХНОЛОГИЯ ПИРОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

ПОЛУЧЕНИЕ АЦЕТОНА, СИЛЬВАНА, МЕТИЛЭТИЛ КЕТОНА. МЕТИЛПРОПИЛКЕТОНА И ДРУГИХ ВЫСШИХ КЕТОНОВ

До 1914 г. ацетон во всем мире получали исключительно из древесноуксусного порошка. С началом первой мировой войны, вызвавшей огромный спрос на ацетон, этот продукт стали полу­чать по новым способам.

Теперь наша лесохимическая промышленность совершенно пре­кратила производство ацетона, потребность в котором удовлетво­ряется главным образом за счет получения его методами, осно­ванными на ферментации крахмало - и сахоросодержащих веществ.

При получении ацетона ив древесноуксусного порошка в каче­стве побочных продуктов получали метилэтилкетон, метиитпропил - кетон и другие высшие кетоны. С прекращением производства ацетона из древесноуксусного порошка прекратилась и выработка лесохимической промышленностью метилэтил - и метилпропилке - Тонов.

При переугливании древесины хвойных пород в печах непре­рывного действия для получения металлургического угля полу­чается большое количество кальциевых солей высших жирных и смоляных кислот, а также фенолятов кальция, которые являются отходом при производстве древесноуксусного порошка и идут в отброс в виде шлама. Выход шлама составляет 3—4 кг из 1м3 дроз хвойных и лиственных пород. Этот шлам также может быть переработан с получением из него кетоновых масел и фенолов. Для этой же цели может быть использована кислая смола, полу­чаемая при отгонке уксусной кислоты в чернокислотном аппарате. Для этою кислая смола должна быть нейтрализована извест­ковым молоком и затем подвергнута пиролизу в аппаратах с ме­шалками. с огневым нагревом.

В состав как шлама, так и нейтрализованной кислой смолы входят все кальциевые соли летучих кислот: муравьиной, уксус­ной, пропионовой, масляной и др., а также соли кислот, образо­вавшихся из летучих лактонов и эфиров, соли смоляных кислот,

Феноляты кальция и др. Присутствие этих веществ усложняет процесс пиролиза шлама и ведет к целому ряду реакций с обра­зованием разнообразных веществ.

Так, при разложении солей муравьиной кислоты в смеси с солью какой-нибудь другой кислоты образуются альдегиды по реакции:

R-COCX НСООч

)Са-г /Ca=2RCHO+2CaCO,. (178)

R—COO НСООх

При разложении уксуснокальциевой соли в смеси с цропиюно - вокальциевой солью образуется метилэтилкетон, а с маслянокис - лой солью—метилпропилкетон по уравнениям:

СН3СООч С, Н5СООч снзч

)Са+ )Са=2 )С0+2СаС03. (179)

СН3СОО/ С2Н6СООх с2н/

Сн3сооч с3н7сооч снзЧ

YCa-f )Са=2 ")С0 + 2СаС03. (180)

СН3СООх С3Н7СОСГ с3н/

Ацетат кальция разлагается с образованием ацетона по ре­акции:

СН3СОО

)Са-^СаС03 + СН3С0СН,. 1I8I1

СН3СООх

В присутствии гидрата окиси кальция ацетат кальция разла­гается по реакции:

СН3СООч

РСа+Са(ОН).,=2СН^+2СаСО,. 11821 СНдСОО/

Одновременно возможны следующие реакции:

I'CHjCHoCOO), Ca-CH3CH2C0CH2CH3+CaC03. 1183)

Диэтилкетон

(СН3СН2СН, СОО)о Са-^СаС034-

-гСН3СН2СН2СОСН, СН2СН3. (184)

Дипропилкетон

Феноляты кальция при сухой перегонке разлагаются с выде­лением фенолов и: других соединений.

Для повышения выхода кетонов и кетоновых масел необхо­димо, чтобы они были немедленно удалены из аппарата, так как при соприкосновении с раскаленными железными стенками и с

Окшарой «етоны могут подвергнуться термическому распаду с об­разованием неконденсирующихся газов.

Шлам и нейтрализованная кислая смола имеют малую тепло­проводность, вследствие чего разложение их следует вести при непрерывном перемешивании. При несоблюдении этого условия разложение будет протекать неравномерно, с развитием большого количества побочных реакций, способствующих понижению вы­хода кетонов.

Для разложения шлама могут быть применены чугунные чаши, применявшиеся для получения ацетона из древесноуксусного по­рошка. Эти чаши полусферической формы, с чугунной крышкой (рис. 119).

Чаша 1 обмурована кирпичной кладкой. Она нагревается про­дуктами горения от сжигания дров или каменного угля в топке 2. Во избежание быстрого прогорания чаша не должна соприка­саться с пламенем и продукты гарения должны иметь возле стенок чаши малую скорость.

Для перемешивания порошка в чаше предусмотрена мешалка, тредставляющая собою вертикальный вал, расположенный в цен - ре чаши. К нижней части вала прикреплены дугообразно изогну­тые ножи, прилегающие непосредственно ко дну и стенкам чаши.

Скорость вращения мешалки 6—7 оборотов в минуту. При пе­ремешивании порошка образуется много пыли, которая уходит из шпарата вместе с парогазами и оседает в трубопроводе 3 ив кон­денсаторе 4. Чтобы уменьшить загрязнение газопроводов и кон­денсатора, между чашей и конденсатором устанавливают пыле­уловитель. Из разделителя 5 конденсат стекает в бак 6, а из него з бак 7 с мешалкой. Газы с примесью паров уходят в скруббер 8, Чде промываются водой. Скрубберная вода стекает в бак 9, а из чего — в бак с мешалкой. Газы ив скруббера отводят наружу.

Работа на чаше сводится к следующему. В чашу загружают хглам в количестве 200—230 кг. Затем при помощи металличе - жого скребка очищают перекидную трубу от осевшего в ней цлама, который собирают в чаше. После этого люк чаши и шту­цера перекидной трубы закрывают, закрепляют, промазывают глиной и в действие пускают мешалку. Топку шуруют в течение всей операции с одинаковой интенсивностью.

В начале процесса происходит сушка шлама, вследствие чего готчас же после запрузки наблюдается выделение дистиллята с. незначительным содержанием кетонов. Скорость выделения ди­стиллята постепенно возрастает и, достигнув максимума, затем быстро падает, иногда до полного прекращения.

После этого начинается выделение кетонов. Скорость выделе­ния кетонов, так же как и дистиллята в период сушки шлама, сна­чала возрастает, достигая максимума, а затем падает.

Образующиеся при разложении порошка неконденсирующиеся газы, прошедшие конденсатор, направляют в скруббер, в верхней части которого разбрызгивается вода.

Конец реакции разложения шлама определяется црекращением струи дистиллята из конденсатора. Для повышения выхода кето­нов и во избежание вспышки при соприкосновении газов с возду­хом при открывании люка чаши на разгрузку в аппарат впускают водяной острый пар в течение 10—15 мин. Полученный при про­дувке дистиллят собирают вместе со скрубберной водой.

После продувки остаток ив чаши выгружают при помощи экс­гаустера.

Продолжительность одного оборота чаши — 8 часов.

Выход кетоновых масел из абсолютно сухого шлама состав­ляет 40—45%'.