CH283052A - Procédé de fabrication de l'acétone. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de l'acétone.    Un procédé usuel de fabrication de l'acétone  consiste à faire passer des vapeurs d'acide  acétique à hante température sur divers cata  lyseurs tels qu'alumine, carbonate de calcium,  carbonate de     baryum,    bioxyde de manganèse,  etc.  



  Ce procédé présente divers inconvénients  et, en     partieulier,'celui    de nécessiter une dé  pense importante pour la récupération et la  concentration de l'acide non transformé, qui  se trouve dilué par l'eau formée en cours de  la réaction. On a proposé de remédier à cet  inconvénient en diminuant considérablement.  la vitesse de passage des vapeurs d'acide sur  le catalyseur, ce qui permet de réaliser une  transformation pratiquement complète de  l'acide et d'obtenir, à la sortie des chambres  de catalyse, des produits ne contenant prati  quement plus d'acide. Néanmoins, ce résultat  est. obtenu an prix d'une augmentation impor  tante de volume des chambres de catalyse et  d'une perte considérable de la cétone, une pro  portion importante de cette dernière étant  transformée en produits lourds.  



  Or, la titulaire a trouvé que l'on pouvait  obtenir une transformation pratiquement com  plète de l'acide acétique en acétone avec  d'excellents rendements, tout, en conservant  des vitesses d'alimentation satisfaisantes, lors  qu'on opère à des pressions supérieures à la    pression atmosphérique en présence d'un  oxyde de manganèse (qui peut être formé  in  situ  à l'aide d'un sel de manganèse apte à  fournir un oxyde par décomposition thermi  que dans les conditions opératoires). Cette  observation est surprenante si l'on considère  que, par suite de la formation de gaz carbo  nique, la réaction de     cétonisation    s'accompagne  d'une augmentation de volume.  



  L'emploi de la surpression présenté, sur  le travail à la,     pression    ordinaire, les avantages  suivants  a) suppression de la dépense de concen  tration de l'acide acétique non transformé, les  coefficients de transformation étant voisins  de     100        0/a;     b) possibilité d'augmenter la vitesse d'ali  mentation et., par suite, la, capacité de pro  duction d'un four donné tout en conservant.

    un taux de transformation voisin de 100 %;  c) suppression pratiquement complète des  réactions secondaires qui, dans les procédés  connus, provoquent, aux dépens de l'acétone  obtenue, la formation de produits lourds qui  se déposent en partie sur le catalyseur et  souillent le produit final; il en résulte des  rendements plus élevés, un accroissement con  sidérable de la, durée de vie du catalyseur et  l'obtention d'une acétone plus pure;      d) obtention d'une cétone pratiquement  exempte d'acide et d'impuretés et dont la  séparation d'avec l'eau formée par la réaction  peut alors être réalisée d'une façon extrême  ment simple et économique par les méthodes  habituelles de distillation;

    e) possibilité de     cétoniser    d'une façon pra  tiquement complète de l'acide acétique dilué,  tout en conservant un rendement voisin de  100%, ce qui est impossible lorsque l'on  effectue la. réaction à la pression atmosphé  rique.  



  Comme catalyseur, on peut utiliser par  exemple le bioxyde de manganèse. Pour for  mer le catalyseur  in situ , on peut, employer  le carbonate, l'acétate ou tout autre sel miné  ral ou organique du manganèse (par exemple  le     propionate    ou le butyrate), capable de  fournir un oxyde par décomposition thermi  que à la température de réaction. Ce composé  de manganèse sera, d'ordinaire, utilisé en dé  pôt à l'état finement     divisé    sur un support  poreux tel que le     kieselguhr,    la laine de verre,  la laine de laitier, la ponce, le gel de silice, le  charbon actif, etc.  



  Les pressions employées peuvent varier       entre-1    et 10 kg (au-dessus de la pression  atmosphérique) par     cm2,    selon la concentra  tion de l'acide acétique; toutefois, on opère le  plus souvent entre 3 et 5 kg. Quant à la tem  pérature de réaction, elle sera avantageuse  ment comprise entre 350 et 450  C.  



  Il n'est pas indispensable, pour le succès  de la transformation en acétone, que l'acide  acétique envoyé dans la chambre de catalyse  soit pur; les vapeurs peuvent en effet être di  luées par tous gaz ou vapeurs qui sont inertes  dans les conditions de la réaction. Toutefois,  la dilution des vapeurs d'acide acétique se tra  duit fréquemment. par un ralentissement de  la réaction et par la nécessité d'augmenter la.  pression; aussi, en pratique, elle n'offre d'in  térêt que lorsque le diluant est la vapeur d'eau  provenant     d'un    acide aqueux que l'on peut,  en effet, traiter avec succès, par le présent  procédé, sans devoir le déshydrater au préala  ble.

   Il est possible néanmoins, en particulier    pour créer d'emblée la pression requise dans  la chambre de catalyse, d'injecter initialement  un gaz inerte tel que l'anhydride carbonique  ou l'azote.  



  Pour le maintien de la pression à la va  leur désirée, il suffit de régler le débit. des  produits gazeux en aval de la chambre de  catalyse en fonction du débit d'entrée des va  peurs d'acide acétique, dans cette chambre. Le  dispositif de réglage du débit des produits  gazeux peut d'ailleurs être placé soit à la sor  tie de la chambre de catalyse, soit. au-delà,  par exemple à la sortie du dispositif de con  densation de vapeurs ou à la. sortie du dispo  sitif de lavage dont il va être question.  



  Dans ce dernier cas, la condensation des  vapeurs et le lavage des gaz résiduaires sont  également réalisés sous pression, c'est-à-dire  dans les meilleures conditions possibles.  



  Le mélange recueilli à. la sortie de la  chambre de catalyse et qui renferme les va  peurs de la cétone formée est, de préférence.  envoyé d'abord dans un réfrigérant, en vue  de la condensation d'une partie importante de  la cétone, puis soumis à un lavage par un sol  vant approprié tel que l'eau pour la récupé  ration des dernières traces de cétone. Les  liquides ainsi obtenus sont distillés en vue de  l'obtention de la cétone pure.  



  Les exemples suivants montrent comment.  l'invention peut être réalisée  Dans ces exemples, l'expression  taux de  transformation  représente le pourcentage  d'acide acétique transformé en acétone et  l'expression  rendement  représente la somme  des quantités d'acétone produite (exprimée en  acide acétique) et d'acide acétique non trans  formé, par rapport à l'acide acétique mis en       aeuvre.     



  <I>Exemple 1:</I>  Sur un catalyseur constitué par 2 kg d'acé  tate de manganèse déposé d'une     façon    homo  gène sur de la ponce occupant un volume total  de 3,5 litres, ce qui correspond à environ 50 g  d'acétate pour<B>150</B> g de ponce, on fait passer  12 kg par heure d'acide acétique à la tempé  rature de 425  sous une pression relative de  3 kg par     em2.    Après condensation et distilla-           tion    des produits obtenus, on recueille 5,7 kg  d'acétone pure et 180 g environ d'acide non  transformé, ce qui fait ressortir un taux de       transformation        voisin        de        98,

  5%        et        un        rende-          ment        final        compris        entre        99        et        99,5%.     



  Une opération identique effectuée à la  pression atmosphérique conduit à un taux de  transformation de     881/o    seulement, à cause de  la production importante d'huiles cétoniques;  encore faudrait-il alimenter à 5 kg par heure,  soit. à un débit 2,4 fois moindre.  



  <I>Exemple 2:</I>  On fait passer 14,1 kg par heure d'acide  acétique à 85% sur 4 kg d'acétate de manga  nèse déposé sur ponce à la température de  450  sous une pression relative de 4,5 kg par       em2.    Après condensation et distillation des  produits obtenus, on recueille 5,74 kg d'acé  tone pure. Le taux de transformation est de  99 0/0. Si l'on néglige la. faible quantité d'acide  restant après séparation de la cétone, le ren  dement final     ressort    à 99 %.  



  En opérant sous la pression atmosphéri  que, toutes choses restant égales par ailleurs,  le taux de transformation n'atteindrait pas       80()/o.     



  <I>Exemple 3:</I>  On fait passer 12 kg par heure d'acide acé  tique, à 400 , sous une pression relative de  3,5 kg par     em2,    sur un catalyseur constitué  par 700     g    de bioxyde de manganèse déposé  sur de la laine de verre.  



  Après condensation et distillation des pro  duits obtenus, on recueille 5,65 kg par heure  d'acétone pure et 300 g d'acide non trans  formé, ce qui fait ressortir un taux de     trans-          formation        voisin        de        97,5        %        et        un        rendement.          final        de        99,5%.       Le taux de transformation obtenu par  exécution de la même opération à la. pression  atmosphérique serait voisin de     8511/o.     



  <I>Exemple</I>  Sur 1 kg de carbonate de manganèse dé  posé sur de la ponce, on fait passer     l'?    kg  par heure d'acide acétique dilué à     501/o,    à la  température de 430 , sous une pression rela  tive de 6 kg par cm?. Après condensation et  distillation des produits obtenus, on recueille  2,84 kg d'acétone pure, ce qui correspond à     -Lui     taux de transformation de     981/o.  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de fabrication d'acétone par dé- earboxylation d'acide acétique en phase va peur en présence de catalyseur à base de com posés du manganèse, caractérisé par le fait que la réaction est. effectuée sous une pression supérieure à la pression atmosphérique et en présence d'un oxyde de manganèse. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caracté risé par le fait que la température de réaction est comprise entre 350 et 450 C. 2. Procédé selon la revendication, caracté risé par le fait qu'on opère à des pressions relatives de 1 à 10 kg par em2. 3.

   Procédé selon la revendication, caracté risé par le fait qu'on envoie sur le catalyseur des v apeurs d'acide acétique diluées. 4. Procédé selon la revendication. et la sous-revendication 3, caractérisé par le fait que les vapeurs d'acide acétique sont diluées par de la vapeur d'eau. 5. Procédé selon la revendication, caracté risé par le fait que l'on effectue sous pression la récupération de l'acétone.