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/
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
>1
Рис. 119. Ацетоновая чаша 1—Чаша, 2— топка, 3—трубопровод, 4—Конденсатор, 5—разделитель, б—бак для масел, 7— бак с мешалкой, 8—скруббер, 9—бак для скрубберной воды |
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%'.