Химия и технология пропилена

ПОЛУЧЕНИЕ АЦЕТОНА

Самый старый метод промышленного производства ацетона заключался в сухой перегонке ацетата кальция, получающегося при нейтрализации известью древесного уксуса, который образуется при коксовании древесины [1]. Сейчас этот метод уже не находит применения, так как ацетон в этом случае содержит слишком много примесей, а исходный материал дефицитен.

Известны также способы получения ацетона путем бактериаль­ного расщепления углеводов (крахмала, Сахаров, мелассы), причем в качестве побочных продуктов образуются бутиловый или этиловый спирт [2—4]. Ацетон и бутиловый спирт получаются в мольном соотношении от 2 : 1 до 3 : 1.

В настоящее время этот метод в США еще занимает определенное положение для получения некоторого количества ацетона.

В Германии был разработан технологический процесс производ­ства ацетона на основе уксусной кислоты [5]. При 400 °С через контакты из церия пропускали уксусную кислоту:

2Сн3соон 400°с' СН3С0СН3 + С02 + Н20

Такой ацетон отличается особой чистотой.

Ацетон производят также из ацетилена прямым синтезом:

2СН=СН + ЗН20 --------- ► СН3СОСН3+С02 + 2Н2 + 40 ккал/моль

Ацетилен вступает во взаимодействие с водяным паром при 450 °С в присутствии катализаторов (в частности ZnO или Fe203 — ZnO) [6].

В США фирма Celanese Corp. производит ацетон наряду с дру­гими кислородсодержащими соединениями путем окисления смеси бутан — пропан небольшим количеством чистого кислорода при 330—370 °С и 7—10 кгс/см2. На долю ацетона приходится 5—7% общего количества оксидата [7]. Более высокий выход получают при использовании изобутана.

7.1.2. Получение из изопропилового спирта[2]

До настоящего времени основное количество ацетона получают все еще дегидрированием изопропилового спирта [13]:

СН3СН(ОН)СН3 —СН2СОСН3 + Н2-15,9 ккал/моль

Дегидрирование протекает при 35Q—400 °С в присутствии таких катализаторов, как сплав железо — медь — цинк [8], окись цинка или окись цинка с 4,5% углекислого натрия [9], медь, свинец и т. д. [10].

Упрощенная схема установки для производства ацетона из изопропилового спирта [11] приведена на рис.38. Изопропиловый спирт обрабатывается водородом при высоких температурах, причем 1 объем водорода поглощает примерно 1 объем паров изопропилового спирта. Смесь при 380 °С проходит через кожухотрубный реактор с трубами из хромоникелевой стали, в котором находится катализатор в виде кусочков пемзы, пропитанной ацетатом цинка (~7% ZnO). Максимальная конверсия изопропилового спирта составляет около 97% [12], время контакта 1 с. Реакционные газы охлаждают, образующийся 20%-ный ацетон концентрируют и очищают перегон­кой. Водород промывают от ацетона в противотоке воды, концентра­ция водорода ~99%. Регенерацию катализатора проводят через 10 суток, выжигая загрязнения смесью азота с 2% кислорода. Срок службы катализатора около 6 месяцев.

В последнее время все чаще получают ацетон путем окисления изопропилового спирта воздухом; при этом образуется также пере­кись водорода:

СН3СН(0Н)СНз+02 —► СН3С0СНз + Н202

Этот метод играет определенную роль при производстве глице­рина в отсутствие хлора.