La présente invention se rapporte à un nouveau procédé pour la préparation de cétène par décomposition thermique d'acétone et à un nouveau dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Il est connu de préparer le cétène par décomposition thermique-de di-
<EMI ID=1.1>
consiste à soumettre l'acétone à la décomposition thermique en faisant passer l'acétone vaporisée à travers un tuyau chauffé. Jusqu'à présent, on jugeait utile, en général, d'utiliser pour cette décomposition thermique un tuyau à pyrolyse consistant, au moins en ce qui concerne la surface intérieure, en une matière nonmétallique, par exemple en quartz, ou en une matière métallique non-ferriiere, tel que le cuivre, un alliage de cuivre et d'aluminium, l'argent ou le platine. Par conséquent, on avait totalement-renoncé à utiliser des matériaux ferrifères dans la fabrication de tuyaux à pyrolyse destinés à la préparation du cétène par décomposition thermique d'acétone.
On admettait que l'acier au carbone favorisait, par une action catalytique, la décomposition thermique du cétène et d'autres produits obtenus dans la pyrolyse de l'acétone et provoquait,. ainsi la formation de coke ou de carbone. Cette réaction de décomposition thermique secondaire est nuisible du fait que le coke .et/ou le carbone qui se forment obstruent le tuyau à pyrolyse et
<EMI ID=2.1>
On a maintenant trouvé .que, contrairement à ce que l'on admettait jusqu'à présent, il était possible d'effectuer la pyrolyse de l'acétone en vue de la préparation du cétène dans un récipient de réaction dont la surface intérieure soumise au contact de l'acétone consiste en une matière ferrifère, sans queles réactions secondaires mentionnées ci-dessus ne se produisent.
Le procédé pour la préparation de cétène par décomposition thermique d'acétone suivant la présente invention consiste à effectuer la décomposition de l'acétone dans un récipient de réaction dont au moins les parties superficielles
<EMI ID=3.1>
de chrome et au plus 0,12% environ de carbone, le complément à 100 � consistant quasi uniquement en fer.
A titre d'acier répondant à la définition donnée ci-dessus, on peut utiliser, par exemple, l'acier inoxydable figurant sous le N[deg.]295 dans "Chemical
<EMI ID=4.1>
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la préparation de cétène par décomposition thermique d'acétone, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend comme récipient de réaction un long tuyau dont au moins les parties superficielles qui sont soumises au contact de l'acéto-
<EMI ID=5.1>
de carbone, le complément à 100 % consistant quasi uniquement en fer.
L'invention sera décrite par la suite avec référence au dessin annexé, dont l'unique figure représente une coupe schématisée d'une forme d'exécution du dispositif de l'invention. Le dispositif représenté par le dessin comprend un récipient à pyrolyse ayant la forme d'un long tuyau courbé de manière à former un serpentin plan, en acier inoxydable possédant la composition définie ci-dessus.
Le tuyau 1 est porté par des barres 2 qui forment une charpente de support. Le tuyau 1 et la charpente 2 sont disposés dans un four (non représenté) garni de pierres réfractaires, de construction usuelle. Le tuyau 1 est chauffé par une source de chaleur (non représentée) d'un type usuel associée au four, -par exemple un système de chauffage au gaz ou à l'électricité. Le tuyau à pyrolyse 1 présente, d'une part, une entrée 3 pour l'introduction des vapeurs d'acétone et, d'autre part, une sortie 4 pour l'évacuation de l'acétone qui n'a pas réagi et des pro- :
duits réactionnels gazeux qui se composent principalement de cétène, de monoxyde:
de carbone, d'éthylène et de méthane. Au lieu de se présenter sous forme d'un serpentin plan, le tuyau à pyrolyse peut tout aussi bien avoir une autre configuration, par exemple hélicoïdale ou droite.
Conformément à un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on fait passer de manière continue des vapeurs d'acétone à travers un long
<EMI ID=6.1>
uniquement en fer. On maintient le tuyau à des températures de 700 à 800[deg.]C environ et on fait passer les vapeurs d'acétone à une vitesse de 50.000 à 200.000 kg/ m2/heure environ à travers le tuyau. Le temps de résidence des vapeurs d'acétone dans le tuyau chauffé peut varier entre environ 0,01 et 1,0 seconde.
Suivant un mode de mise en oeuvre préféré du procédé suivant l'invention, la pyrolyse est effectuée à une température comprise entre 730 et 760[deg.]C environ, les vapeurs d'acétone étant envoyées à travers le tuyau à pyrolyse à une vitesse de 120.000 à.170.000 kg/m2/heure environ, de manière que le temps de résidence des vapeurs d'acétone dans le tuyau soit compris entre 0,1 et 0,5 seconde environo
Pour maintenir un gradient de pression à travers le tuyau 1, il faut
<EMI ID=7.1>
ses et les temps de résidence des vapeurs d'acétone indiqués ci-dessus, il suffit de créer une différence de pression ne dépassant pas 1,05 atmo environ. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré du procédé suivant l'invention, les vapeurs d'a-
<EMI ID=8.1>
le mélange réactionnel gazeux est évacué à la sortie 4 à environ la pression atmosphériqueo
EXEMPLE 1.
Dans un dispositif de vaporisation et de préchauffage d'un type usuel
(par exemple dans le dispositif décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No.2.053.286), de l'acétone est vaporisée et préchauffée à 150[deg.]C. Les vapeurs d'acétone sont introduites de.manière continue, sous une surpression de 0,35 atm. et à la température de 150[deg.]0, dans un tuyau à pyrolyse ayant la forme d'un serpentin plan qui présente un'diamètre intérieur de 19 mm et une longueur globale de 12,3 m, et qui est fabriqué entièrement en acier inoxydable possédant la composition définie ci-dessus. Le tuyau est maintenu, dans un four, à une température telle que les vapeurs d'acétone soient chauffées à 730[deg.]C. On fait passer 40 kg
<EMI ID=9.1>
Le mélange réactionnel gazeux est évacué du tuyau à la pression atmosphérique et envoyé à travers un dispositif de condensation (par exemple le dispositif décrit
<EMI ID=10.1>
qui n'a pas réagio Les gaz non condensés sont amenés dans un dispositif pour transformer le cétène en dicétèneo
EXEMPLE 2.
De l'acétone est vaporisée et préchauffée à 90[deg.]C dans le même disposi-
<EMI ID=11.1>
20,2 kg d'acétone par heure à une vitesse d'environ 710000 kg/m2/heure à travers le tuyau. Le temps de résidence des vapeurs d'acétone dans le tuyau est de 0,5 seconde.. Le mélange réactionnel gazeux est évacué du tuyau à la pression atmosphérique et envoyé à travers le même dispositif de condensation que dans l'exemple .1 pour condenser l'acétone qui n'a pas réagi. Les gaz non condensés sont amenés dans un dispositif pour transformer le cétène en acide acétique.
EXEMPLE 3.
L'acétone est vaporisée et préchauffée à 90[deg.]C dans le même dispositif que dans l'exemple 1. Les vapeurs d'acétone sont introduites de manière continue, sous une surpression de 0,35 atm. et à la température de 90[deg.]C, dans un tuyau à pyrolyse ayant la forme d'un serpentin plan qui présente un diamètre intérieur de
19 mm et une longueur globale de 12,3 m,et qui est fabriqué entièrement en acier inoxydable possédant la composition indiquée ci-dessus. Le tuyau est maintenu, dans un four, à une température telle que les vapeurs d'acétone soient chauffées à 700[deg.]Co On fait passer 33,7 kg d'acétone par heure à une vitesse d'environ
<EMI ID=12.1>
tone dans le tuyau est de 0,4 seconde. Le mélange réactionnel gazeux est évacué du tuyau à pyrolyse et envoyé à travers le même dispositif de condensation que dans l'exemple 1 pour condenser l'acétone qui n'a pas réagi. Les gaz non conden-
<EMI ID=13.1>
REVENDICATIONS,
lo- Procédé pour la préparation de cétène par décomposition thermique d'acétone, caractérisé en ce qu'on effectue la décomposition de l'acétone dans un récipient de réaction dont au moins les parties superficielles qui sont soumises
<EMI ID=14.1>
plus 0,12 � environ de carbone, le complément à 100 % consistant quasi uniquement en fer.
<EMI ID=15.1>
The present invention relates to a new process for the preparation of ketene by thermal decomposition of acetone and to a new device for the implementation of this process.
It is known to prepare ketene by thermal decomposition of di-
<EMI ID = 1.1>
involves subjecting acetone to thermal decomposition by passing vaporized acetone through a heated pipe. Hitherto, it has been considered useful, in general, to use for this thermal decomposition a pyrolysis pipe consisting, at least as regards the interior surface, of a non-metallic material, for example quartz, or of a metallic material. non-ferriiere, such as copper, an alloy of copper and aluminum, silver or platinum. Therefore, the use of ferrous materials in the manufacture of pyrolysis pipes for the preparation of ketene by thermal decomposition of acetone had been completely abandoned.
It was believed that carbon steel promotes, by a catalytic action, the thermal decomposition of ketene and other products obtained in the pyrolysis of acetone and causes. thus the formation of coke or carbon. This secondary thermal decomposition reaction is detrimental because the coke and / or carbon which form clogs the pyrolysis pipe and
<EMI ID = 2.1>
It has now been found that, contrary to what has hitherto been accepted, it is possible to carry out the pyrolysis of acetone for the preparation of ketene in a reaction vessel whose inner surface subjected to contact of acetone consists of a ferrous material, without the above-mentioned side reactions occurring.
The process for the preparation of ketene by thermal decomposition of acetone according to the present invention consists in carrying out the decomposition of acetone in a reaction vessel, at least the surface parts of which are
<EMI ID = 3.1>
of chromium and at most about 0.12% of carbon, the remainder to 100 consisting almost entirely of iron.
As steel meeting the definition given above, it is possible to use, for example, the stainless steel appearing under No. [deg.] 295 in "Chemical
<EMI ID = 4.1>
The present invention also relates to a device for the preparation of ketene by thermal decomposition of acetone, this device being characterized in that it comprises as reaction vessel a long pipe, at least the surface parts of which are subjected to contact. aceto-
<EMI ID = 5.1>
of carbon, the remaining 100% consisting almost entirely of iron.
The invention will be described below with reference to the appended drawing, the only figure of which represents a schematic section of an embodiment of the device of the invention. The device shown in the drawing comprises a pyrolysis vessel in the form of a long pipe curved so as to form a flat coil, made of stainless steel having the composition defined above.
The pipe 1 is carried by bars 2 which form a support frame. The pipe 1 and the frame 2 are placed in a furnace (not shown) lined with refractory stones, of usual construction. The pipe 1 is heated by a heat source (not shown) of a usual type associated with the furnace, for example a gas or electric heating system. The pyrolysis pipe 1 has, on the one hand, an inlet 3 for the introduction of the acetone vapors and, on the other hand, an outlet 4 for the discharge of the acetone which has not reacted and pro:
gaseous reaction products which mainly consist of ketene, monoxide:
of carbon, ethylene and methane. Instead of being in the form of a flat coil, the pyrolysis pipe can just as easily have another configuration, for example helical or straight.
In accordance with an embodiment of the process according to the invention, acetone vapors are passed continuously through a long
<EMI ID = 6.1>
only iron. The pipe is maintained at temperatures of about 700 to 800 [deg.] C and the acetone vapors are passed at a rate of about 50,000 to 200,000 kg / m2 / hour through the pipe. The residence time of acetone vapors in the heated pipe can vary from about 0.01 to 1.0 seconds.
According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the pyrolysis is carried out at a temperature of between 730 and 760 [deg.] C approximately, the acetone vapors being sent through the pyrolysis pipe at a speed from 120,000 to 170,000 kg / m2 / hour approximately, so that the residence time of the acetone vapors in the pipe is between 0.1 and 0.5 seconds approximately.
To maintain a pressure gradient across pipe 1, it is necessary
<EMI ID = 7.1>
Its and the residence times of acetone vapors given above, it suffices to create a pressure difference of not more than about 1.05 atm. According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the vapors of
<EMI ID = 8.1>
the gaseous reaction mixture is discharged at outlet 4 at approximately atmospheric pressure.
EXAMPLE 1.
In a vaporization and preheating device of a conventional type
(for example in the device described in US Pat. No. 2,053,286) acetone is vaporized and preheated to 150 [deg.] C. The acetone vapors are introduced continuously, under an overpressure of 0.35 atm. and at a temperature of 150 [deg.] 0, in a pyrolysis pipe in the form of a planar coil which has an internal diameter of 19 mm and an overall length of 12.3 m, and which is made entirely of stainless steel having the composition defined above. The pipe is kept in an oven at a temperature such that the acetone vapors are heated to 730 [deg.] C. We pass 40 kg
<EMI ID = 9.1>
The gaseous reaction mixture is evacuated from the pipe at atmospheric pressure and sent through a condensing device (for example the device described
<EMI ID = 10.1>
which has not reacted Uncondensed gases are fed into a device to convert ketene into diketeneo
EXAMPLE 2.
Acetone is vaporized and preheated to 90 [deg.] C in the same device.
<EMI ID = 11.1>
20.2 kg of acetone per hour at a speed of about 710,000 kg / m2 / hour through the pipe. The residence time of the acetone vapors in the pipe is 0.5 seconds. The gaseous reaction mixture is discharged from the pipe at atmospheric pressure and passed through the same condensing device as in Example .1 to condense. acetone which has not reacted. The uncondensed gases are fed into a device to convert the ketene into acetic acid.
EXAMPLE 3.
The acetone is vaporized and preheated to 90 [deg.] C in the same device as in Example 1. The acetone vapors are introduced continuously, under an overpressure of 0.35 atm. and at a temperature of 90 [deg.] C, in a pyrolysis pipe having the shape of a plane coil which has an internal diameter of
19 mm and an overall length of 12.3 m, and which is made entirely of stainless steel having the composition indicated above. The pipe is maintained in an oven at a temperature such that the acetone vapors are heated to 700 [deg.] Co 33.7 kg of acetone are passed per hour at a rate of approximately
<EMI ID = 12.1>
tone in the pipe is 0.4 seconds. The gaseous reaction mixture is removed from the pyrolysis pipe and passed through the same condensing device as in Example 1 to condense the unreacted acetone. Uncondensed gases
<EMI ID = 13.1>
CLAIMS,
lo- Process for the preparation of ketene by thermal decomposition of acetone, characterized in that the decomposition of acetone is carried out in a reaction vessel of which at least the surface parts which are subjected
<EMI ID = 14.1>
plus 0.12 � approximately carbon, the remainder to 100% consisting almost entirely of iron.
<EMI ID = 15.1>