Деревне порошок вживається не тільки для отримання оцтової кислоти, але і для виробництва ацетону.
До кінця минулого століття ацетон був тільки препаратом для наукових цілей, але потім він набув значного застосування до техніки. В даний час він вживається, як розчинник в цілий л дзигою дном виробництві? при виготовленні бездимного ггорохн,
Для отримання іокона, йодоформу, хлороформу та ін. Ацетонове масло - побічний продукт ацетонового виробництва-йде для Дена-турірованія винного спирту.
Ацетон представляє рухому рідину з особливим запахом, з точкою кипіння 56 ° Ц і питомою вагою 0,8; з водою, алкоголем і ефіром він змішується в усіх відношеннях, в едком натре не розчин-рим, на якімсь властивості грунтується спосіб визначення його в дере-весна спирті.
Виробництво ацетону особливо розвинене в Англії, яка бугая-Сива для цієї мети величезна кількість сірого деревного по-рошка з О. Л. Сполучених Штатів. Воно ведеться, головним чином, за допомогою сухої перегонки деревного порошку, розкладається nptf вцсокой температурі ГТО наступним рівнянням;
Освіта ацетону починається вже при температурі 150 # 9632; 200ЙЦ, ц »повнерозкладання порошку відбувається тільки при темпе-ратурі близько 400 ° Ц.
Внаслідок вмісту в дерев'яному порошку різних домішок (смолистих речовин, вапна, вищих гомологів оцтової кислоти та ін.) Вищевказана головна реакція розкладання уксуснокальціевой солі супроводжується цілою низкою побічних реакцій, як то;
1) смолисті речовини при 40о ° Ц обугливаются, утворюючи Газні і смоляні олії, при чому останні переходять в дестіллят разом з ацетоном:
2) надлишок вапна, часто зустрічається в дерев'яному порошк'1. pt-iiгіруст з оцтовокислим кальцієм п утворює метан і вуглекислий: ': кальцій але з наступним рівнянням:
# 9632; ii вцспше гомологи оцтової кислоти, розкладаючись разом з ук - гу '.- нокіслой вапном, дають ряд вищих іростих і складних кетошж переходять в дестіллят н складових ацетонове масло; так, раз-ложение суміші оцтовокислої н прскшоновокіслой пзвесті происхо-дит чу, з наступним рівнянням:
'Са> Са = 2; ХСО i 2 CaCOj.
Образуіщійся при цьому метилетилкетон переходить в ацетонове масло, з якого він іноді ізолюється і домішується до чистого ацетону для збільшення виходу цього йоследнего.
Крім зазначених первинних продуктів при сухій перегонці деревного порошку відбуваються ще вторинні продукти, частково завдяки місцевого перегріву, почасти внаслідок худий що образо-вавшего вже продукти, стикаючись з розпеченими стінками, - піддаються подальшим розкладанням.
Всі ці побічні реакції надають вліянПе на освіту чистого ацетону з оцтовокислої вапна і пояснюють, чому при розкладанні деревного порошку ніколи не вдається отримаєте теоре-тичний вихід продукту.
Ще в кінці минулого століття був запропонований Ш і Ф ф о м Спосіб отримання ацетону з парів оцтової кислоти, які про-пускаються через нагріті трубки, наповнені оцтовокислим барієм або магнієм, чинним ;, як каталізатори. Кактолько суміш ук-суснокіслих і водяних ларів увійде в зіткнення з оцтово-кислим Барпи або з утворилася з нього окисом барію, оцтова кислота переходить в ацетон з виділенням вуглекислоти по сл ^ мукпцему рівняння:
- СН t - СО - СН. 4 СО - II Д)
Цей спосіб має ту перевагу, що тут не пул: а про дере-весна оцет після перегонки його і виділення деревного спирту переводити в оцтовокислий кальцій, і, отже, зберігаються вапно і витрати, пов'язані з нейтралізацією, виправними л сушінням порошку. Але, з іншого боку, реакція розкладання ларів оцтової кислоти ніколи не йде кількісно, як це доказ-ється утворенням етану н присутністю в дестнлляте оцтової кислоти, і вихід ацетону з ацетоновій маслом становить лише
Теоретичного, тим часом як п. Ч уксусно-кальцневой солн пов<т выход достигает.> теорії. Через низький виходу і по многий іншим ірічінам спосіб прямого отримання ацетону з деревного оцту виявився менш вигідним і не набув поширення.
Уксуснокислий кальцій відрізняється поганою теплопровідністю, внаслідок чого рівномірне нагрівання великої кількості дере-весну порошку пов'язано з великими труднощами; розкладання його в різних частинах маси йде неоднаково, з перегрівом в нижніх частинах, що викликає втрату матеріалу! Тому пристрій мішалок it апаратах для розкладання порошку є нагальною необ
Ність,'собенно якщо переробляються на ацетон досить зна-ве кількості цього матеріалу.
Апарат для отримання ацетону зображений на рис. 72. Він складається з плоскою чавунної чашки, зверху закритою герметично такий же чавунною кришкою і забезпеченою всередині мещалкой. Чашка Вмазати в піч і обігрівається голим огнем.'Устройство топки і димоходів має тут велике значення, так як необхідно, щоб чашка не спадала на безпосереднє зіткнення з полум'ям, інакше вона легко тріскається і робиться непридатною до вживання; тому Тодочное простір влаштовується великих розмірів і виноситься значно попереду чашки, так що дно її омивається топковим Газами бйз полум'я.
Під час дії мішалки розвивається велике кількіст ^ тй * пилу, яка проникає в холодильник, забруднює дестіллят і може навіть викликати закупорку труб. Тому між чашкою я холодильником ставиться пиловловлювач.
З дна чашки виходить і? пічної кладка широка труба, служачи щая для розвантаження апарату; зовнішній кінець її входить в кожух, забезпечений вентилятором, який - відсмоктує запорошений залишок і видаляє його з завОд'вого приміщення. Іноді залишок з чашу і видаляють прямо лопатою через люк на кришці, але це вкрай не-приємна і шкідлива для здоров'я ра ^ та.
З причини того, що холодильник, незважаючи йа присутність пило уловлювача, все-таки забруднюється пилом, 1 він повинен бцть зручний для чистки, тому здевь часто не вживають змієвикових холодильників, а користуються колінчатими, які застосовуються при конденсації ретортних парів.
Чалікф-будуються для навантаження від 120 до 300 кг порошку; дря рівномірності нагріву шар порошку не повинен бути дуже великий по товщині. Отр завантаженні в 800 кг на дію мішалки потрібно ок ^ ло 4 кінських сил.
Після того як вся вода, содержаішаяся в порошку, перейде в дестіллят, настає зупинка в перегонка, під час якої потрібно сильно нагрівати апарат. Зупинка триває хвилин-15, # 9632; оооечего починає відганяти сирої ацетон, який окрашенВтемнокорічневий колір і володіє сильним характерним запахомАцетона.-Прі подальшої перегонці ^ струмінь виділяється ацетонаСлабеет, і під кінець ацетон виділяється з холодильника тільки відекапель. В цей час труба, що йде з чашки до холодильника, Заметноохлаждается, що вказує на закінчення операції розлив-Женіяпорошка. Якщо, в цей момент відкрити Апарат, то ацетоновий газ, що знаходиться в ньому, від контакту з повітрям воспла-Змінюється; тому після закінчення гонки в апарат впускають прямий вар, завдяки чому не тільки підвищується вихід ацетону, в.о. іJforpa- # 9632; яегся небезпека займання.
Пріопісанном способом розкладання уксуснокислого кальціяВиходхіміческі чистого ацетону становить щонайбільше 18 ж »з 1 * 0« з 80 - 82-процентного порошку. Щоб ^ підвищити вихід аце-тону і усунути незручності його отримання з цього спорбу, Пробопідготовка-Валіпроізводіть розкладання порошку перегрітою парою без примі-вати мішалки * В апаратах, відповідно «сконструйованих для цієї мети, пилоутворення було значно менше; випадки заку-прочуханки труб і холодильника сильно скоротилися; завдяки відсутності мішалки зменшився витрата енергії. Але головна перевага при-трансформаційних змін перегрітої пари полягає в можливості рівномірного багревнія і регулювання температури в сваволі; внаслідок цього перегрів разлагаемого порошку усувається, і вихід чистого ацетону підвищується з 18 кг до 20 - 20,5кгіз 100кг80 - 82 - про-процентним порошку. Цей спосіб, незважаючи на свої переваги, неRfo- лучнл практичного застосування з наступних причин: В1-х, Для розкладання порошку потрібна велика кількість перегрітої пари; у 2-х, що виходить сирої ацетон містить тільки 3 ° / # чис-того ацетону, внаслідок чого збільшується витрата пара на ректи-сифікацію, і, в перегрітою парою помилково розкладати тільки не со-тримає пилу, добре просіяний гранульований порошок
4 Ннж.Клярпредложіл спосіб розкладання порошку в тонких шарах висотою 2 - 4смбез застосування мешалкііперегре-того пара. Мал. 75 зображує сконструйований ним апарат; він складається з Муффеля, в який на рухомих подставкахпомешаютсяПолкі з жерсті з насипаним на них тонким шаром порошку. Між полицями залишаються проміжки, достатні для вільного ви-ходу газів і парів.
Розкладання порошку тут відбувається так само, як і в апаратах, з мішалкою; останні залишки ацетону перед відкриттям Муффеля видуваються паром. Після закінчення перегонкікпродувкі паром Муффель відкривається, підставки, - вагончики з полками висуваються і замість них негайно вводяться нові зі свіжою порцією порошку; таким чином, процес розкладання протікає майже безперервно. При завантаженні і вивантаженні Муффеля немає і слідів пилу.
За способуКляраполучается з 100 кг80-82 -відсотковий порошку, 20,03 кг хімічно чистого ацетону, 2,5 кг білого ацетонового масла і близько зкгжелтого ацетонового масла.
Білі сирої ацетон виходить в не дуже розбавленому перебуваючи-ванні, то він представляє темно-коричневу рідину, уд. вага якої залежить від кількості що полягає в ній води. Якщо ацетон видувається в кінці операції невеликою кількістю пара, то напів-чає однорідна рідина; в іншому випадку рідина поділу-ляется на два шари: нижній, більш світлий, містить велику частину ацетону, і верхній, більш темний, складається з нерозчинних пли важко розчинних у воді вищих кетонів, вуглеводнів та ін.
Нижченаведена таблиця показує приблизну кількість дестіллята, що містить ацетон, з 100 кг безводної оцтової кислоти при різних способах роботи і вихід хімічно чистого ацетону.
Сирий ацетон в тому вигляді, в якому він виходить з апарату, не вживається в техніці і повинен бути очищений, т. Е. Виділено в чистому вигляді без домішки кислот, альдегідів, кетонів, углеводоров-дів і смолообразних з'єднань, що знаходяться в сирому ацетоні. Очищення сирого ацетону проводиться за допомогою ректифікації, з'єднаної з хімічною обробкою, при чому летючі кислоти і альдегіди зв'язуються лугом, а нерозчинні кетони видаляються при промиванні сирого ацетону водою.
Сирий ацетон, отриманий по способу1іS (см.предидущуюТабліцу), надходить в ректифікацію безпосередньо посленейтралі-зації летючих кислот надлишком щелочііудаленія плаваючих на поверхні масел. А найбільш концентровані розчини (спосіб% і 4) до ректифікації розбавляються водою для виділення не розчиняється-мих кетонів; цю операцію найкраще робити врезервуаре, які мають мішалки. До сирому ацетону додають равноеколіче-ство води, пускають в хід мішалку; після того як рідина тща-кові перемішали, її залишають у спокої. ПроісходітразделеніеСлоев: внизу збирається водний розчин ацетону, а над ним шар аце-тонового масла, пофарбованого в темніший колір внаслідок раство-ренію в ньому смолистих речовин. Водний расрор ацетонапоступаетВ ректифікації апарат, а ацетоіна масло піддається пере-гонці відкритою парою.
Для ректифікації ацетону "вживаються такі жеколонниеАппарати, какіпрі ректифікації деревного спирту, свозможноБольшей ємністю куба; звичайна завантаження становить 20 - До розбавленому розчину ацетону, вміщеної в куб колон-ного апарату, додають лугу (їдкого вапна) длянейтралізацііКіслот і руйнування альдегідів і починають ректифікацію. Спочатку чекає погон, пофарбований в жовті кольори завдяки присутності в ні і масел, що залишилися в апараті від попередньої операція; крім того, він містить ще альдегіди, аміни та інші речовини і показує близько 96е по Траллеса. Потім йде дестіллят з дуже чистим ацетон - ним запахом фортецею близько 99 ° поТраллесу. Наступні фракцііМу-Тятся ще кричи змішуванні їх з водою, але далі виділяється погон, який змішується з водою без помутніння в усіх відношеннях. ОД цього погона відбирається частина, яка цілком витримує пробу з марганцевокислого калієм, т. е. при зміщенні 100куб. СМПО-гону з 1куб. см. '/ ю процентного розчину м ар га нцев про кислого калі я залишається забарвленою протягом 30 хвилин. Всі фракції, які не витримай-вающие цю пробу, піддаються вторинній ректифікації.
Фракція, яка задовольнить пробі з марганцевокислого калієм, представляє готовий продукт, але її виходить мало при першій ректифікації.
Після цього погона показання спиртомера Траллеса починає поступово знижуватися і доходить до 98 °; в цей час дестіллят, змішаний з водою, дає муть, але без виділення на поверхні масляних крапель; ця фракція збирається окремо. Потім з холод-дільніка випливає дестіллят прозорий, як вода, але яка виділяє на поверхні масло при змішуванні з водою. Нарешті, йде фракція, що складається з води і масла, які випливають з апарату окремо; кількість масла робиться все менше і майже зовсім зникає. У цей період з холодильника випливає каламутна водяна рідина. Операцію вважають закінченою і залишок випускають з куба.
Фракції, які виділяють масло при змішуванні з водою, надходять в резервуар з мішалкою, в якому до них додається вода до пів-ного виділення масел. Утворюється при цьому ацетоновая вода при-додавали до сирого ацетону, щоб рассіропіть його; сюди ж посту-Пает вода, яка виділяється в кінці операції разом з маслом, л та, яка виходить при перегонці масел з сирого ацетону прямим паром. Всі ці водні розчини ацетону по відділенні з них масел, а також, ті фракції, які змішуються з водою без помутніння, але не витримують проби з марганцевокислого калієм, піддаються ректифікації.
Масло, яке виходить при змішуванні з водою кінцевих погонів і кипить між 75 і 130 ° Ц, називається білим ацетоновій маслом, на відміну від жовтого, яке випливає пря «про з хотодлль - ника в кінці ректифікації і виходить пріPju1аачеіаі з водою сирого ацетону; воно кипить при 130-2а0 ° Д. Біле ацетонове масло поступово накопичується і, коли збереться кількість, достатню
Для завантаження апарату, ректифіков. При цьому спочатку відганяється кілька ацетону, що полягає ще в маслі, потім йде иетілетілкетон, і при тиску пара близько 7 атмосфер вдається ото-гнати зовсім безводні дестілляти, киплячі близько 140 ° Ц. Оста-ток в кубі переганяється прямим паром, виходить жовте ацетонове масло, яке механічно відокремлюють від води під флорентінскіх судинах.,
Вода, що переходить в дестіллят при перегонці прямим паром, відділяється від ацетонового масла і служить для рассіропліванія си-якого ацетону.
Для правильного ведення всіх описаних операцій потрібно мати кілька ректифікаційних апаратів належної виробник-ності, щоб однакові продукти переганяли в одному і тому ж апараті і чистіші з них не забруднилися більш гряз-ними.
При сталому виробництві дестіллятобикновеннораз-деляется на наступні фракції, які відводяться ізхолодільнікаПрямо до відповідних резервуари:
1) Початковий погон, який піддається вторинній ректи-ції,
2) Погон, який витримує пробу з марганцевокіслимкаліемІ представляє готовий продукт,
3) з високим процентним вмістом погон, що змішується з водойбезпомут-вати, але не витримує пробу з марганцевокислого калієм,
4) з високим процентним вмістом погон, що дає з водою муть,
5) Погон, що виділяє масло при змішуванні з водою,
6) Погон яз води і масла, що виділяються з холодільнікаотдельно.
Погони 1, з і 4 ректифіков знову без додавання води.
Погонів б надходить в резервуар з мішалкою, де при змішуванні з водою з нього виділяється масло; промивна вода йде нарасеірошгіваніе, А масло зливається в особливий резервуар. З погона 6 вода також упо-требляют на рассіропліваніе сирого ацетону, а масло надходить до загального масляний резервуар. В цей же резервуар зливаються масла, виділилися вз сирого ацетону при додаванні до нього водиіпо-лучівшіеся від перегонки прямим паром.
Біле ацетонове масло з точкою кипіння 70 -130 * Ц знаходить - велике застосування в целлюлонднок виробництві і при виготовленні денатурирующего деревного спирту; жовте ж ацетонове масло вживається для денатуровані і як розчинник. # 9632;