BE497335A

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Publication number: BE497335A
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Description


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  PERFECTIONNEMENTS A   LA   PRODUCTION DE COMPOSES ORGANIQUES 
L'invention concerne la production de cétène et de ses homologues. 



   Il est bien connu de produire du cétène à l'échelle industrielle par la pyrolyse de l'acétone, en faisant passer l'acétone à travers des tu- bes métalliques chauffés par un fouro 
On rencontre cependant des difficultés considérables dans ce pro- cédé, à cause de la décomposition ou de la polymérisation du cétène obtenu au contact des tubes métalliques; ainsi qu'aux difficultés opératoires ré- sultant de l'obstruction des tubes.

   On a obtenu un certain succès en utili- sant des tubes de cuivre, mais ce métal est sujet à une oxydation rapide en présence de gaz contenant de l'oxygène à la température de pyrolyse, à la- quelle il possède également de mauvaises propriétés mécaniques, et même des tubes en alliage   recouvert   de cuivre ne donnent pas des résultats très sa- tisfaisants parce que le cuivre pèleo 
Suivant -la présente invention, dans un procédé pour la production de cétène ou de ses homologues à l'échelle industrielle en partant d'acétone ou de la cétone correspondante, on pyrolyse la cétone appropriée dans un ap- pareil de réaction céramique, en présence de matière céramique en mouvement comprenant par exemple des boulets ou particules solides, sous la forme d'un lit fluidifié ou non-fluidifié,

   On dénomme t'appareil de réaction céramique" un appareil dans lequel les surfaces de la zone de réaction sont en matière réfractaire sensiblement exempte de composés contenant du fer, qui produirai- ent du fer métallique dans les conditions de la pyrolse, et dans lequel les corps réagissants ne viennent pas au contact de fer métallique.

   On préfère utiliser dans le procédé de la présente invention la technique bien connue du chauffage par boulets   en*employant   des boulets en matière cérmique, par exemple ayant un diamètre de 3 à 18 mm (1/8 à 3,4   pouce).   Quand on applique la technique du lit fluidifiée il est en général désirable, à cause de la température élevée du gaz résiduaire sortant, qui atteint par exemple   900 C,   de le traiter pour en récupérer la chaleur dans une opération auxiliaire, 

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 par exemple, en l'utilisant dans une chaudière de récupération de chaleurs per- dues, un appareil à chauffer les boulets, etc. 



   Le procédé de pyrolyse n'utilisant qu'un appareil de chauffage à boulets ést préféré et on le décrira ci-après plus en détails en se référant à la pyrolyse de l'acétone en cétène. Dans ce procédé, on chauffe l'acétone au préalable,et on l'introduit sous forme de vapeur au fond d'un appareil de réaction céramique à travers lequel on fait descendre à contre-courant un flot de boulets céramiques chauffés à une température réglée.

   Les boulets cèdent leur chaleur sensible à la vapeur d'acétone dans l'appareil de réacti- on, et en effectuent la pyrolyse en cétène et autres composés qu'on retire du sommet de l'appareil de réaction et qu'on traite pour en obtenir le cétène, par exemple par refroidissement rapide des produits, séparation de la plus grande partie de l'acétone dans un collecteur et absorption du cétène dans les vapeurs sortant du collecteur au moyen d'un liquide tel que de   l'eau.   On chauffe par exemple les boulets par des gaz de cheminée dans un appareil placé de préférence au-dessus de l'appareil de réaction, et ils traversent celui-ci par gravité.

   On évacue les boulets du fond de l'appareil de réaction à travers un tube muni d'un dispositif capable de maintenir le débit des bou- lets sensiblement constant, par exemple un   régistre 'à   glissière, une roue étoi- lée ou, de préférence, une table tournante. On renvoie les boulets ainsi éva- cués à l'appareil de chauffage dans lequel on les porte à la température né- cessaire, et on les fait alors circuler à nouveau dans l'appareil de pyrolyse.    



  Des conditions de fonctionnement convenables comprennent par exemple une pression de 0,7 Kgr/cm (10 livres par pouce carré) et moins à l'entrée de l'ap-   pareil de réaction, et une température de pyrolyse comprise entre   570   et 7500C. 



   Les appareils à chauffage par boulets comportent, on le sait, un goulot allant de la chambre dans laquelle on chauffe les boulets jusqu'à la chambre dans laquelle on utilise leur chaleur. De préférence, dans la présen- te opération, le diamètre minimum de ce goulot doit atteindre au moins 8 fois le diamètre des boulets. Il est préférable que la chambre de chauffage ait une forme conique au fond et que le demi-angle du cône ne dépasse pas 30 , 
Parmi les matières convenant pour l'appareil de réaction et les boulets ou solides en.forme de particules, on citera la mullite, la sillimani- te, le ciment de   sillimanite   (cuit) et la vermiculite, Le ciment fondu et les briques réfractaires ferrugineuses ne donnent pas satisfaction parce qu'ils donnent de faibles rendements de cétène et d'importants dépôts de carbone. 



  Il est désirable que la zone de pyrolyse et les boulets soient exempts de composés contenant du fer qui produiraient du fer métallique dans les con-   ditions   de pyrolyse, parce que le fer métallique catalyse la décomposition de cétène en carbone. 



   Un des principaux avantages de la technique appliquée dans la présente invention, consiste en ce qu'elle n'occasionne qu'une perte de char- ge très faible, et ceci permet l'utilisation de basses pressions qui favori- sent la production de cétène et de ses homologues. Une augmentation de pres- sion réduit rapidement le rendement en cétène et ses homologues. Un autre avantage résultant de l'application des techniques d'appareils à chauffage par boulets ou de lit fluidifiée consiste en ce qu'elle permet l'utilisation de ces matières céramiques avantageuses qu'on ne pourrait pas utiliser dans d'autres procédés, par exemple ceux utilisant des tubes de réaction, à cause de difficultés provenant de la transmission de la chaleur et de la construc- tion. 



     On   préfère effectuer l'opération à de faibles taux de conversion, pour lesquels le rendement en cétène par rapport à l'acétone consommée est augmentée      
On peut réaliser des conversions avantageuses en choisissant des valeurs convenables de la température, de la pression partielle de cétène et du volume de l'appareil de pyrolyse. La température de pyrolyse peut être comprise entre 570 , et 750 C, mais n'est de préférence pas inférieure à 650 , et est plus avantageusement comprise entre 675  et 725 C.

   En dessous de   650 C,   

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 le volume de   l'appareil   de réaction a tendance à être d'une grandeur désavan- tageuse et   inéconomique;   au delà de   7500C,,  la réaction devient si rapide que le convertisseur pour des productions   raisonnables,- devient   désavantageuse- ment petit. Si on utilise les températures et pressions partielles déjà citées il est facile de 'choisir une durée de contact et des dimensions d'appareil de pyrolyse qui permettent l'obtention des conversions et des rendements les plus favorables,, 
Des vitesses spatiales appropriées à l'application du procédé vont   jusqu'à   un litre de liquide,en particulier entre 0,5 et 1 litrepar litre   d'espace   de pyrolyse et par heure. 



   Des avantages résultant de   1-'application   de la technique de chauf- fage à boulets dans le procédé sont les suivants : 1 ) bien   qu'il   se produise des dépôts de carbone, ceux-ci s'effectuent sur les boulets, dont ils peuvent facilement être enlevés par combustion dans l'appa- reil de chauffage, en produisant incidemment de la chaleur utiletandis que dans les procédés antérieurs, ils se produisent sur les tubes communément em- -ployés et provoquent un rendement thermique notablement réduit et nécessitent également des démontages fréquents pour le nettoyage; 
2 ) on peut maintenir la température de pyrolyse plus uniforme, et la régler dans une gamme étroite au moyen de variations relativement faibles de la vi- tesse de circulation des boulets, aussi bien que de la quantité de chaleur fournie au four;

   
3 ) l'emploi de matériaux réfractaires aboutit à une durée de vie plus longue, et à un entretien   moindre!1   qui a pour résultat les avantages d'un prix de re- vient plus faible et d'une durée de marche plus longue.      



   L'invention est illustrée par l'exemple suivante 
EXEMPLE. - 
On utilise un appareil de chauffage à boulets qui comprend : 
1 ) une chambre de chauffage qui' comprend une partie supérieure cylindrique de 75 cm (2 pieds 6 pouces) de long et 15 cm (6 pouces) de dia- mètre, et une partie inférieure en forme de cône disposée au centres ayant la forme d'un tronc,   d'une   profondeur de 12,5 cm (5 pouces),sous un angle intérieur total qui ne dépasse pas 60 , un'diamètre supérieur égal   à   celui de la partie cylindrique et un diamètre inférieur de 30 mm (1   1/4   pouces); 
2 ) une chambre de pyrolyse cylindrique placée en dessous de la chambre de chauffage, ayant une longueur de 60 cm (2.pieds) et un diamètre intérieur de 15 cm (6 pouces), qui se termine par une partie de fond conique de dimensions analogues..

   Le cône supérieur débouche dans un goulot vertical de 30 cm (12 pouces) de longueur et 3 cm (1 1, pouce) de diamètrereliant les deux chambres. L'appareil complet est construit en briques de   sillima-   nite cuites à température élevée. Les boulets utilisés dans l'appareil de chauffage consistent en mullite cuite et ont un diamètre d'environ 4 mm (5/32 pouces)On fournit de la chaleur à la chambre supérieure en brûlant un mé- lange de gaz de fours à coke avec de l'air primaire et secondaire dans deux brûleurs en acier doux placés dans deux tuyères diamétralement opposées pré- vues à la partie inférieure de la chambre de chauffage., de manière que la zone la plus chaude soit juste au-dessus de sa partie conique. Dans les deux chambres, la circulation des boulets s'effectue en sens inverse du courant de gaz. 



   Pendant toutes les opérations décrites plus loin,   on-maintient   les éléments suivants sensiblement constants la vitesse de circulation des ga- lets à 40 Kgr heure; le débit de gaz de four à coke aux brûleurs à 2 mètres cubes/heure; le débit total d'air aux brûleurs à 30 mètres cubes heure; la pression de la chambre de pyrolyse à 1 atmosphère;

   etautant que possible la température de pyrolyse,réglée en maintenant sensiblement à   650 C   les produits qui quittent la chambre de pyrolyse par une conduite placée à son sommet 

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Après la condensation de la plus grande partie de l'acétone non- transformée, on échantillonne les produits par absorption dans de la soude caustique aqueuse 5 N et titrage en retour au moyen de HCl N en utilisant de la   phénolphtaléine   comme indicateur,   c'est-à-dire   après dilution conve- nableet   séparation* des   carbonates par précipitation par du chlorure de   ba-   ryum. 



   En opérant de cette manière, on obtient les conversions et rende- ments suivants par passage, par rapport à   l'acétone     transformée,   chaque fois en pourcents en poids : 
 EMI4.1 
 
<tb> Volume <SEP> d'acétone <SEP> liquide <SEP> Conversion <SEP> par <SEP> Rendement <SEP> de <SEP> la
<tb> introduit <SEP> litres/heure <SEP> passage, <SEP> en <SEP> % <SEP> conversion <SEP> %
<tb> 
<tb> .

   <SEP> 9.3 <SEP> 17,3 <SEP> 67,6
<tb> 7,9 <SEP> 33,6 <SEP> 49,0
<tb> 5,9 <SEP> 42.0 <SEP> 45,3
<tb> 
   REVENDICATIONS   
1.- Procédé de production de cétène ou de ses homologues à l'échel- le industrielle à partir d'acétone ou de la cétone correspondante, caractéri- sé en ce qu'on traite par pyrolyse la cétone appropriée dans un appareil de réaction céramique en présence de matière céramique en mouvement, comprenant des boulets ou solides en forme de particules, entre autres, sous la forme d'un lit non-fluidifié ou fluidifié.

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1 pour la production de cé- tène à partir d'acétone.

3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise un appareil de chauffage à boulets..

4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3. caractérisé en ce qu'on choisit la matière céramique parmi la mullite, la sil- limanite, le ciment de sillimanite cuit et la vermiculite 5.- Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les boulets ont un diamètre de 3 à 18 mm (1.8 à 3/4 pouce).

6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, ca- ractérisé en ce que le diamètre de la conduite reliant les chambres de chauf- fage et de pyrolyse de l'appareil de chauffage à boulets est au moins 8 fois plus grand que le diamètre des boulets.

7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, ca- ractérisé en ce que la chambre de chauffage de l'appareil de chauffage à bou- lets comporte une sortie en forme de cône dont le demi-angle ne dépasse pas 30 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca- ractérisé en ce que la pression dans la zone de pyrolyse ne dépasse pas la pression atmosphérique.

9- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que la température dans la zone de pyrolyse est comprise en- tre 5700 et 750 C.

10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la température est comprise entre 695 et 725 C.

11.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'on introduit l'acétone dans la chambre de pyrolyse à un débit s'élevant jusqu'à 1 litre d'acétone liquide par litre d'espace de pyro- lyse et par heure 12.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique la technique du lit fluidifié et on traite les gaz de cheminée pour en récupérer la chaleur. <Desc/Clms Page number 5>

13,,- Cétène produit par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12.

14.- Homologues de cétène produits par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 10 ou 12.