Ацетон получается также в качестве побочного продукта в синтезе аллилового спирта из изопропилового спирта и акролеина:
СН3–СН(ОН) –СН3 + СН2=СН–СНО → СH2=СН–СН2ОН + СН3–СО–СН3
Эта реакция проводится в паровой фазе при 350–450 °С и атмосферном давлении в присутствии катализатора – смеси окиси магния и окиси цинка.
Данный процесс, так же как и процесс получения ацетона и перекиси водорода из изопропилового спирта, является составной частью синтеза глицерина по методу американской фирмы «Shell Chemical Со.»:
|
| ||||
а) пропилен → изопропиловый спирт → ацетон + перекись водорода
|
б) пропилен → акролеин
в) акролеин + изопропиловый спирт → аллиловый спирт + ацетон
г) аллиловый спирт + перекись водорода → глицерин.
Значительные количества ацетона производят из этилового спирта, ацетилена и уксусной кислоты. Все три процесса по механизму, вероятно, сходны между собой.
Реакция
2С2Н5ОН + Н2О--- → СН3СОСН3 + СО2 + 4Н2
протекает при взаимодействии паров этилового спирта и воды в присутствии катализатора — окиси железа, активированной известью; температура процесса 470 °С. Водной промывкой из контактных газов выделяют ацетон в виде 5%-ного водного раствора. Выход ацетона по этиловому спирту составляет 86% [2]. Катализатор нуждается в периодической регенерации, общий срок его службы — 6 месяцев. Реакцию
2СН=СН + ЗН2О → СН3СОСН3 + СО2 + 2Н2
проводят пропусканием ацетилена в смеси с избытком водяного пара над катализатором, состоящим из окисей цинка и железа. Процесс протекает при той же температуре (470 °С), что и синтез ацетона из этилового спирта. Катализатор периодически регенерируют. При промывке контактных газов водой получают 10%-ный водный раствор ацетона, который подвергают ректификации. Выход ацетона равен 85% от теоретического. Эта реакция успешно осуществлялась даже при применении газа, содержащего 8% ацетилена («разбавленный» ацетилен).
В обоих описанных процессах ацетон получается, по-видимому, в результате декарбоксилирования промежуточно образующейся уксусной кислоты, способность которой превращаться в (СН3)2СО при нагревании с солями металлов (например, с ацетатом кальция) известна уже давно.
Это обстоятельство использовано для оформления в промышленном масштабе процесса производства ацетона пропусканием паров уксусной кислоты над окисью церия (осажденной на пемзе) при 400—450 0С и атмосферном давлении:
2СН3СООН → СН3СОСН3 + СО2 + Н2О
Выход ацетона достигает 95% от теоретического.
Одним из путей получения ацетона в промышленности является каталитическое окисление пропан-бутановых смесей при низкой температуре и высоком давлении, осуществленное в США фирмами «Gelanese Corporation of America» и «Warren Petroleum Co.».
Наряду с ацетоном в этом процессе образуются также уксусная кислота (главный продукт), метилэтилкетон, ацетальдегид, метанол, муравьиная, пропионовая и масляная кислоты и различные лактоны.
Недавно была показана возможность синтеза ацетона прямым окислением пропилена в присутствии хлористого палладия. Сообщают, что пропилен легко превращается в ацетон в течение 5 мин при 20 °С; выход ацетона составляет 90% от теоретического.
Процесс окисления пропилена, выражаемый суммарным уравнением
СН3СН=СН2 + 0.5 О2 → СН3СОСН3
протекает в две стадии:
а) СН3СН=СН2 + РbС12 + Н2О → СН3СОСН3 + Рb + 2НС1
б) Рb + 2НС1 + 0.5 О2 → Рb С12 + Н2О
На практике процесс осуществляется значительно сложнее. Реакционной средой является водный раствор солей палладия, железа и меди. В этот раствор пропускают олефин. Хлористый палладий дает с олефином комплекс, который легко разрушается с образованием карбонильного соединения, металлического палладия и соляной кислоты. Металлический палладий немедленно окисляется в хлорид солями железа и меди, которые при этом переходят в соли низшей валентности. Окисление солей меди и железа в соли с высшей валентностью осуществляется кислородом (или кислород-азотной смесью). Таким образом, указанные соли являются переносчиками кислорода.
Процесс может быть оформлен в одну стадию, если в реактор, содержащий раствор солей, одновременно поступают олефин и кислород, или в две стадии, когда олефин и кислород подаются в два отдельных реактора, между которыми циркулирует раствор солей.
Такой способ окисления олефинов в настоящее время разработан применительно к процессу получения ацетальдегида из этилена.
Наконец, как уже указывалось, ацетон получается в качестве побочного продукта в синтезе фенола по кумольному методу. Этот метод значительно сложнее технологически, но при реализации достаточно больших объёмов производства позволяет намного снизить себестоимость продукта.
Дата: 2019-05-29, просмотров: 159.