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Procédé pour obtenir l'acide acétique concentré à partir de solutions d'acide acétique étendu.
On sait que l'on peut en traitant des solutions a- queuses étendues d'acide acétique par le moyen de dissol- vants liquides peu ou pas solubles dans l'eau, mais pos- sédant un grand pouvoir de dissolution pour l'acide acéti- que, extraire plus ou moins complètement l'acide acétique, et que l'on peut l'obtenir par une séparation appropriée du dissolvant, sous une forme plus concentrée qu'il n'é- 'tait dans la matière traitée.
On a maintenant découvert que l'extraction de l'acide acétique des solutions aqueuses étendus se fait d'une manière étonnament plus favorable et donne un résultat incomparablement supérieur quand l'acide est en- levé au mélange de vapeurs d'acide acétique et d'eau sur-
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chauffé par exemple à une température atteignant 150 , par l'emploi de moyens d'extraction que l'inventeur a déjà recommandés dans ce même but. Ce sont des solvants qui, possédant une solubilité faible ou nulle dans l'eau et un grand pouvoir dissolvant pour l'acide acétique, ont un point d'ébullition supérieur à 1500 c'est à dire notablement plus élevé que celui de l'acide acétique pur.
En tant que dissolvants de cette nature, il y a lieu surtout de signaler les combinaisons aromatiques contenant le groupe hydroxyle principalement les corps appartenant au groupe des phénols ou bien des mélanges de ces corps, comme les phénols monovalents (à l'exclusion de l'acide phénique) par exemple les crésols, les phénols polyva- lents en particulier sous forme de leurs éthers (ga@@col et homologues), les phénols hydrogénés comme par exemple l'hexahydrocrésol et les dérivés des combinaisons pré- citées, enfin tous les mélanges naturels ou artificiels qui contiennent les combinaisons mentionnées plus haut en particulier les huiles lourdes riches en phénol pro- venant de la distillation des goudrons de bois (créosote), la créosote de lignite! ou celle de houille.
En outre, les acides gras liquides dont le point d'ébullition dépasse 150 comme par exemple les homologues supérieurs de 1' acide acétique ou de l'acide oléique.
On peut surchauffer de deux manières le mélange de vapeurs d'acide acétique et d'eau. Ou bien on introduit le mélange de vapeurs d'acide acétique et d'eau surchauffées par la partie inférieure de l'appareil d'extraction auquel il convient de donner la forme d'une colonne; on envoie en contre-courant dans ce courant de vapeurs surchauffées
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le dissolvant destiné à l'extraction, préalablement cha.uffé; par l'action de ce dissolvant la vapeur d'eau libérée de @ l'acide acétique s'échappe par la partie supérieure de la colonne pendant qu'à l'extrémité inférieure de la colonne s'écoule le dissolvant saturé d'acide acétique concentré.
Ou bien on conduit l'opération de telle manière que l'on ne surchauffe pas préalablement le mélange de vapeurs d'acide acétique et d'eau envoyé a la base de la colonne.
La colonne est échauffée par contre à des températures telles que les vapeurs d'acide acétique et d'eau sont sur- chauffées dans la colonne elle-même.
On sait que les vapeurs "saturées" se comportent tout autrement que les vapeurs "surchauffées" ou sèches. Dans le cas présent, le dissolvant entraîne une bien plus grande quantité d'acide acétique concentré en regard à son propre poids que quand l'extraction est faite à l'acide de vapeurs non surchauffées. En même temps l'acide acé- tique contenu dans le dissolvant est à une concentration bien plus élevée que quand l'extraction a lieu avec le même dissolvant à partir du mélange d'acide acétique et d'eau! l'état liquide, froid ou chaud ou bien en partant du mélange de vapeur saturée d'acide acétique et d'eau.
Cela résulte sans plus du fait que la solubilité dans le dissolvant de la vapeur d'eau surchauffée est presque nulle alors que la solubilité de la vapeur d'acide acé- tique surchauffée est très appréciable. Comme la tension de vapeur de l'acide acétique se trouve diminuée du fait de la dissolution, son point d'ébullition subit une élé- vation notable et est amené ainsi au-dessus de 119 . Au contraire à cette température,' la vapeur d'eau surchauffée
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au-dessus de 119 peut s'échapper car sa tension de vapeur n'est nullement.réduite par le solvant.
Le processus d'extrac- tion et d'enrichissement se produit donc à des températures comprises par exemple entre 101 et 160 , donc, au-dessus de la température du mélange de vapeurs saturées d'acide acétique et d'eau qui a été soumis aux opérations pour au- tant qu'il s'agit d'acide acétique étendu à environ 10%.
Dans le dessin on a représenté partiellement en coupe longitudinale schématiquement, à titre d'exemple (figures 1 et 2) une forme d'exécution des installations servant à la mise en oeuvre du procédé précité.
D'après la figure 1 par exemple l'acide acétique à 10@ est conduit par un tuyau 1 dans une cornue 2 et transformé en vapeur par une sepentin 3. La vapeur s'écoule par le tuyau 4 dans une colonne 5 remplie d'un garnissage consti- tué par exemple par des anneaux ou des matières analogues que traverse axialement un tuyau de chauffage 6. A travers le tuyau 7 afflue constamment et en quantité égale approxima- tivement à celle du mélange de vapeurs d'eau et d'acide qui est amené à l'appareil, du crés'ol brut.
Dans le tuyau de chauffage 6 est introduit, à la partie inférieure, de l'air réchauffé de telle sorte que la température de la colonne, a son extrémité supérieure, ne s'élève pas sensiblement à plus de 100 tandis que la température s'accroît à mesure que l'on desdend. Il en résulte qu'à l'endroit où pénètre le tuyau 4 qui amène les vapeurs d'eau et d'acide acétique, ces vapeurs qui entrent se trouvent surchauffées.
A l'ex- trémité inférieure de la colonne s'écoule sans interruption, par le siphon 8, du crésol chaud qui renferme'de l'acide acétique de 80 à 90 % et peut être séparé par un procédé
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continu dans un appareil de distillation annexé, et de pré- férence dans le vide, en ses deux éléments : crésol brut et acide acétique très concentré (80 à 90 %).
Par le tuyau 11 à l'extrémité supérieure de la colonne s'échappe la vapeur d'eau. Le chauffage de la colonne peut se faire aussi bien par une chemise chauffante ou par un serpentin de chauffage traversant la colonne et parcouru par de l'eau chaude ou un courant de vapeur. Si l'on opère suivant l'un quelconque de ces procédés, mais sans surchauf- fer les vapeurs, il s'écoule de la colonne du crésol ren- fermant seulement de l'acide à 30%.
La figure 2 montre une forme d'exécution de L'appareil à colonne dans lequel le mélange de vapeurs d'acide acétique et d'eau contenant environ 10% d'acide est surchauffé avant son entrée dans la colonne. La le mélange de vapeurs sort de la cornue pour entrer en premier lieu dans le serpentin 9 qui se trouve dans un vase 10 rempli d'un liquide chaud approprié et pénètre à l'état surchauffé dans la colonne 5 dont le garnissage est arrosé par du crésol provenant du tuyau 7 qui se termine en pomme d'arrosoir ou en forme analogue.
Par le tuyau 11 s'échappe la vapeur d'eau pendant que par le siphon 8 s'écoule sans arrêt l'acide acétique à 80 ou 90 % en solution dans le crésol. Le chauffage de la colonne a lieu ici par le mélange surchauffé de vapeur d'eau et d'acide acétique.
Dans les examples précédants, on n'a parlé que du crésol brut comme dissolvant pour l'acide acétique. Mais il va de soi que l'on peut employer aussi bien les dissol- vants cités antérieurement sans qu'il soit nécessaire de modifier le mode opératoire ni les appareils.
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Process for obtaining concentrated acetic acid from solutions of extended acetic acid.
It is known that it is possible, by treating extensive aqueous solutions of acetic acid by means of liquid solvents which are little or not soluble in water, but which have a great dissolving power for the acetic acid. - that, to extract more or less completely the acetic acid, and that one can obtain it by an appropriate separation of the solvent, in a form more concentrated than it was in the treated material.
It has now been found that the extraction of acetic acid from diluted aqueous solutions proceeds in a surprisingly more favorable manner and gives an incomparably superior result when the acid is removed from the mixture of vapors of acetic acid and d. 'water over-
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heated for example to a temperature reaching 150, by the use of extraction means that the inventor has already recommended for the same purpose. These are solvents which, having a low or no solubility in water and a great dissolving power for acetic acid, have a boiling point greater than 1500, that is to say notably higher than that of the acid. pure acetic.
As solvents of this nature, special mention should be made of aromatic combinations containing the hydroxyl group, mainly bodies belonging to the group of phenols or mixtures of these bodies, such as monovalent phenols (excluding phenic acid), for example cresols, polyvalent phenols in particular in the form of their ethers (ga @@ col and homologs), hydrogenated phenols such as, for example, hexahydrocresol and derivatives of the above-mentioned combinations, finally all of the natural or artificial mixtures which contain the combinations mentioned above, in particular heavy oils rich in phenol from the distillation of wood tar (creosote), lignite creosote! or that of coal.
In addition, liquid fatty acids whose boiling point exceeds 150 such as, for example, the higher homologs of acetic acid or oleic acid.
The mixture of acetic acid vapor and water can be superheated in two ways. Either the mixture of vapors of acetic acid and superheated water is introduced through the lower part of the extraction apparatus to which it is appropriate to give the shape of a column; we send in counter-current in this current of superheated vapors
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the solvent intended for the extraction, previously heated; by the action of this solvent the water vapor released from the acetic acid escapes through the upper part of the column while at the lower end of the column flows the solvent saturated with acetic acid concentrated.
Or else the operation is carried out in such a way that the mixture of vapors of acetic acid and water sent to the base of the column is not previously overheated.
The column, on the other hand, is heated to temperatures such that the vapors of acetic acid and water are superheated in the column itself.
It is known that "saturated" vapors behave quite differently from "superheated" or dry vapors. In this case, the solvent entrains a much greater amount of concentrated acetic acid relative to its own weight than when the acid extraction is carried out of non-superheated vapors. At the same time the acetic acid contained in the solvent is at a much higher concentration than when the extraction takes place with the same solvent from the mixture of acetic acid and water! the liquid, cold or hot state or from the mixture of vapor saturated with acetic acid and water.
This results without more from the fact that the solubility in the solvent of the superheated water vapor is almost zero while the solubility of the superheated acetic acid vapor is very appreciable. As the vapor pressure of acetic acid is reduced by the dissolution, its boiling point undergoes a marked rise and is thus brought above 119. On the contrary at this temperature, 'the superheated water vapor
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above 119 can escape because its vapor pressure is not reduced by the solvent.
The process of extraction and enrichment therefore occurs at temperatures of for example between 101 and 160, therefore, above the temperature of the mixture of saturated vapors of acetic acid and water which has been subjected during operations as long as it is acetic acid extended to about 10%.
In the drawing there is shown partially in longitudinal section schematically, by way of example (Figures 1 and 2) an embodiment of the installations used for implementing the aforementioned method.
According to Figure 1 for example the acetic acid at 10 @ is led through a pipe 1 in a retort 2 and converted into vapor by a sepentin 3. The vapor flows through the pipe 4 into a column 5 filled with a lining consisting, for example, of rings or the like through which a heating pipe 6 passes axially. Through the pipe 7 there is a constant flow and in a quantity approximately equal to that of the mixture of water and acid vapors which is brought to the apparatus, raw cres'ol.
In the heating pipe 6 is introduced, at the lower part, heated air so that the temperature of the column, at its upper end, does not substantially rise to more than 100 while the temperature s' increases as one descends. As a result, at the place where the pipe 4 which carries the vapors of water and acetic acid enters, these vapors which enter are superheated.
At the lower end of the column, hot cresol flows uninterruptedly through siphon 8 which contains 80 to 90% acetic acid and can be separated by a process.
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continuous in an attached distillation apparatus, and preferably in a vacuum, in its two components: crude cresol and highly concentrated acetic acid (80 to 90%).
Water vapor escapes through pipe 11 at the upper end of the column. The heating of the column can be done either by a heating jacket or by a heating coil passing through the column and traversed by hot water or a stream of steam. If one operates by any of these methods, but without overheating the vapors, cresol flows from the column containing only 30% acid.
Figure 2 shows an embodiment of the column apparatus in which the mixture of acetic acid vapor and water containing about 10% acid is superheated before entering the column. The mixture of vapors leaves the retort to first enter the coil 9 which is located in a vessel 10 filled with a suitable hot liquid and enters, in the superheated state, the column 5, the packing of which is sprayed with water. cresol coming from the pipe 7 which ends in a spray head or similar shape.
The water vapor escapes through the pipe 11, while the siphon 8 flows without stopping the acetic acid at 80 or 90% in solution in the cresol. The heating of the column takes place here by the superheated mixture of water vapor and acetic acid.
In the previous examples, only crude cresol has been mentioned as a solvent for acetic acid. But it goes without saying that the solvents mentioned above can be used as well without it being necessary to modify the procedure or the apparatus.