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Verfahren zur Herstellung von Aceton Die Herstellung von Aceton durch
Erhitzen von Isopropylalkohol in Gegenwart von geeigneten Katalysatoren, die wie
Kupfer oder dehydrierend und dehydratisierend wirkende Metalloxyde die Reaktion
CH,CHOHCH,- CH,COCH3 -f- H2 begünstigen, ist bekannt.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Umwandlung von Isopropylalkohol
in Aceton mit Vorteil in der Weise durchführen kann, daß man Isopropylalkohol in
Dampfform, gegebenenfalls vermischt mit anderen Gasen oder Dämpfen, durch eine auf
die gecvünschte Reaktionstemperatur erhitzte flüssige Schmelze eines Metalls, einer
Legierung, eines Metallsalzes oder eines Metallsalzgemisches hindurchleitet. Besonders
vorteilhaft sind Bleischmelzen. Beispiele von geeigneten Salzgemischen sind äquimolekulare
Mengen von Bariumchlorid und Calciumchlorid oder Gemische aus 8o Mol Calciumfluorid
mit 2o MOI Calciumchlorid oder 33 Mol Magnesiumchlorid mit 67 Mol Kaliumchlorid
oder 75 Mol Kaliumchlorid mit 25 Mol Calciumchlorid oder 5o Mol Natriumchlorid
mit 5o Mol Kaliumchlorid. Das ausg iihlte flüssige Medium soll weder den Isoeiv.
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propylalkohol noch das Aceton wesentlich angreifen und nicht Anlaß sein
oder begünstigend auf das Eintreten unerwünschter Seitenreaktionen wirken, als da
sind: Bildung von Koks oder Kohlenwasserstoffen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat gegenüber dem bekannten katalytischen
Verfahren den Vorteil, daß die Reaktionsdauer nur sehr kurz ist, weil der Isopropylalkohol
schnell erhitzt und mit einer ständig wechselnden Katalysatoroberfläche in Berührung
gebracht wird, und daß der als Ausgangsmaterial dienende Isopropylalkohol nicht
rein sein muß, sondern mit anderen Gasen oder Dämpfen, insbesondere Wasserdampf,
vermischt sein kann. Wenn beispielsweise reiner Isopropylalkohol nicht verfügbar
ist und nur mehr oder weniger konzentrierte wäßrige Lösungen dieses Alkohols zur
Verfügung stehen, kann man derartige Lösungen, ohne sie vorher vom Wasser zu befreien,
direkt erfindungsgemäß verarbeiten.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise in der Weise
durchgeführt werden, daß man Isopropylalkohol oder eine wäßrige Lösung dieses Alkohols
verdampft und die Dämpfe durch einen beheizten Behälter hindurchleitet, in dem sich
das flüssige
Medium, beispielsweise geschmolzenes Blei, befindet.-
Die Temperatur dieses flüssigen Mediums kann innerhalb weiter Grenzen schwanken,
beispielsweise zwischen 3oo bis 700° liegen. Bei einer Temperatur in der Nähe von
6oo° erzielt man gute Ergebnisse. Durch geeignete Regelung der Gasgeschwindigkeit
kann man eine fast vollständige Umwandlung des Isopropylalkohols in Aceton erreichen.
Die aus dem flüssigen Medium austretenden Gase werden gekühlt und kondensiert. Man
erhält dabei als wertvolles Nebenprodukt Wasserstoff, dessen getrennte Gewinnung
ohne Schwierigkeiten möglich ist. Die kondensierte Flüssigkeit enthält zur Hauptsache
Aceton und, falls eine wäßrige Lösung von Isopropylalkohol als Ausgangsmaterial
verwendet wird, außerdem noch kondensierten Wasserdampf. Die Gase können geringe
Mengen von Kohlensäure, Kohlenoxyd, ungesättigten Kohlenwasserstoffen, Methan und
bzw. oder anderen Kohlenwasserstoffen enthalten.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann kontinuierlich durchgeführt
werden, und es können die bekannten Methoden zur Erzielung möglichst großer Wärmeausbeuten,
beispielsweise die Verwendung von Wärmeaustauschern, Anwendung finden. Ganz allgemein
ist es vorteilhaft, die Berührung der Isopropylalkoholdämpfe mit Eisen zu verhindern,
wodurch unerwünschte Nebenreaktionen eintreten können. Der Behälter für das flüssige
Medium besteht deshalb zweckmäßig aus Kupfer oder Chrom oder anderen Metallen als
Eisen oder anderen gegen die Einwirkung von Isopropylalkoholdämpfen widerstandsfähigen
Materialien. Er kann auch mit diesen Materialien ausgekleidet sein. Beispiele i.
Dämpfe, die 88 % Isopropylalkohol und 12 % Wasser enthalten, werden durch eine Bleischmelze
m einem mit Kupfer ausgekleideten Kessel hindurchgeleitet, der auf eine Temperatur
von etwa 625° erhitzt ist. Die austretenden Gase werden gekühlt, und man erhält
eine Flüssigkeit, die 82,8 % Aceton enthält, was 95,7 % der theoretischen Ausbeute
entspricht.
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2. Isopropylalkoholdämpfe, die 14,7 % Wasser .enthalten, werden durch
eine auf 5oo° erhitzte, zu 9o % aus Zink und zu i o o/o aus Zinn bestehende Schmelze
hindurchgeführt. Das Zuführungsrohr für die Alkoholdämpfe, die mit einer Geschwindigkeit
von 2,2 ccm Flüssigkeit in der Minute zugeführt werden, ist so in der Schmelze angeordnet,
daß die Dämpfe eine 15 cm starke Metallschicht durchströmen müssen. Das entweichende
Gasgemisch wird aufgefangen und kondensiert; man erhält eine Flüssigkeit, die außer
nicht umgesetzten Isopropylalkohol und Wasser 66,5 % Aceton enthält. Der Verlust
an Isopropylalkohol beträgt 5 %.
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3. Isopropylalkoholdämpfe werden durch eine Salzschmelze geführt,
die i Mol Cd CL
auf i Mol K Cl und i Mol Na Cl enthält und eine Temperatur
von etwa 58o° aufweist. Das Zuführungsrohr für die Alkoholdämpfe, die mit einer
Geschwindigkeit von i3/4ccm Flüssigkeit in der Minute zugeführt werden, ist so angebracht,
daß die Dämpfe durch eine Salzschicht von etwa io cm hindurchgehen müssen. Das entweichende
Gasgemisch wird aufgefangen und kondensiert; man erhält eine Flüssigkeit, die neben
nicht umgesetzten Isopropylalkohol und Wasser 45,5 % Aceton enthält.