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" Procédé de concentration de l'acide acétique ou de l'acide formique aqueux".
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La présente invention a pour objet un procédé de concen- tration de l'acide formique aqueux et de l'acide acétique a- queux.
La concentration de solutions diluées de l'un ou de l'au- tre de ces acides constitue un probleme qui a pris une grande importance technique;ainsi,par exemple, de grandes quantités de solutions d'acide acétique sont actuellement produites, notamment, dans la distillation sèche du boisât,comme sous- produits, dans la fabrication de la soie artificielle au moyen de l'acétyl-cellulose.
De nombreuses tentatives ont été faites dans le but de concentrer ces solutions d'une manière satisfaisante,au moyen d'un procédé pratique;parmi les méthodes qui ont été proposées il y a lieu de signaler celle suivant laquelle l'acide acéti- que est séparé par solution dans des solvants capables de dis- soudre cet acide acétique en grande quantité et de dissoudre l'eau en faible quantité;il y a aussi à signaler les méthodes
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comportant l'addition d'un troisième corps à la solution a- queuse faible d'acide acétique ou de sa vapeur,ce troisième corps formant,avec l'eau,un mélange à point d'ébullition bas, ce qui permet d'opérer la séparation.
La présente invention a pour objet une méthode basée sur l'utilisation d'une propriété entièrement différente,à savoir, l'adsorption sélective de l'acide acétique ou de l'acide for- mique contenu dans un mélange de l'un de ces acides avec de l'eau, au moyen d'un agent solide ayant une capacité adsorpti- ve élevée pour l'acide acétique ou pour l'acide formique et une faible capacité adsorptive pour l'eau.Le charbon actif constitue un adsorbant convenable pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Lorsque des vapeurs formées d'acide acétique et d'eau soni envoyées sur du charbon actif une température appropriée, c'est à dire à une température de 120 à 130 C, l'acide acéti- que est sélectivement adsorbé,(c'est à dire que le charbon adsorbe.plus d'acide acétique que d'eau) et les vapeurs sor- tant du charbon sont constituées principalement par le l'eau contenant,seulement,de petites quantités d'acide acétique.Tant que le charbon n'est pas saturé en acide acétique, les vapeurs sortant du charbon contiennent peu d'acide acétique,mais dès que la saturation est atteinte,la teneur, en acide acétique, des vapeurs sortant du charbon augmente rapidement.Lorsque cet état de saturation est atteint,
l'envoi des vapeurs sur le cha- bon est arrêté et la température du charbon est élevée artifi- ciellement à toute valeur désirée (par exemple,20000)pour que des vapeurs constituées par de l'acide acétique-avec un peu d'eau- se dégagent.Ce dégagement de vapeur peut être favorisé en abaissant la pression dans l'appareil d'adsorption au moyen d'une pompe à vide.Dans ces conditions,les vapeurs dégagées tout d'abord contiennent,surtout,de l'eau adsorbée,le dégage- ment ultérieur de vapeurs le plus impartant étant constitué par de l'acide acétique concentré.Ces vapeurs sont condensées
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dans un appareil convenable.Dès que les vapeurs adsorbantes ont quitté l'appareil,celui-ci est refroidi à la température primitive (120 -130 C)
et de nouvelles vapeurs d'acide acé- tique dilué sont envoyées à travers cet appareil.
Le procédé ci-dessus décrit est cyclique:
1.- Adsopption de l'acide acétique en même temps qu'un peu d'eau dans l'agent adsorptif (dans ce cas,du charbon de bois activé)par passage de vapeurs d'acide acétique dilué à travers cet agent (dans le cas du charbon actif,à. 120 -130 C) avec dégagement subséquent de l'eau contenant seulement de petites quantités d'acide acétique.
3.-Séparation de l'acide adsorbé de l'agent saturé en augmentant la température de cet agent, avec ou sans utilisa- tion simultanée d'une pompe à vide.
Lorsque l'agent est suffisamment débarrassé de l'acide, sa température est ramenée à 120 -130 C et l'opération 1 est répétée.
Pour obtenir l'acide acétique,le charbon actif contenant cet acide acétique adsorbé peut ,également ,être traité par des moyens autres que celui ci-dessus décrit;par exemple, cet aci- de peut être extrait à l'aide d'un ou plusieurs solvants vola- tils ou par traitement avec un coprs capable de réagir avec l@ tel que de l'alcool,avec récupération simultanée de l'ester ré- sultant.
Un exemple de mise en oeuvre du procédé formant l'objet de l'invention va maintenant être décrit avec plus de détails.
De l'acide acétique dilué provenant d'un réservoir est vaporisé de manière continue ou intermittente dans un appa- reil d'évaporation de tout type approprié;les vapeurs dégagées passent à travers une colonne remplie de charbon actif qui peut être chauffée à toute température désirée;une seconde Adonne semblable est montée sur l'appareil et est traversée par les vapeurs produites lorsque la première colonne est sa- turée.
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La température de la première colonne,traversée par le courant de vapeur dégagée, est réglée de manière telle que l'acide contenu dans cas vapeurs soit adsorbé de préférence, la vapeur aqueuse contenant de petites quantités d'acide é- tant entraînée hors de la colonne et conduite dans un premier condenseur pourvu d'un collecteur.Lorsque la première colonne a,ainsi,adsorbé une quantité suffisante d'acide, ce qui peut être constaté par l'augmentation soudaine de la teneur en a- cide des vapeurs se rendant au condenseur,les vapeurs prove- pant de l'appareil distillatoire sont dirigées à travers la seconde colonne où l'adsorption sélective est,alors,produite, les vapeurs aqueuses contenant de petites quantités d'acide étant,comme précédemment,
conduites vers le premier condenseur et son collecteur.La température de la première colonne est, alors,élevée et les vapeurs dégagées par cette colonne sont conduites dans un second condenseur;le condensat qui est, tout d'abord,formé par de l'acide acétique dilué est envoyé dans un second collecteur.Ce dégagement de vapeur peut être favorisé en reliant le second collecteur à, une pompe à vide.
Lorsque les vapeurs acides condensées dans le second conden- seur sont suffisamment concentrées, le condensat est envoyé dans un troisième collecteur qui est,également,relié d'une manière similaire à, la pompe à vide.Le produit de tête re- cueilli dans le second collecteur peut être renvoyé à l'appa- reil évaporatoire ou traité de toute autre manière appropriée.
Dès que la première colonne est suffisamment débarras- sée des vapeurs adsorbées,elle est refroidie à la température voulue pour la réalisation d'une nouvelle adsorption de va- peurs provenant de l'appareil distillatoire qui sont,alors, dirigées à traverscet-ce colonne.
Lorsque la seconde colonne est saturée,l'acide adsorbé est enlevé de cette colonne de la manière qui a été ci-dessus décrite pour la première colonne.
Naturellement,l'invention n'est pas limitée à l'utilisa-
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tion combinée de deux appareils adsorbants;ces appareils peu- vent être utilisés en tout nombre désiré,trois ou plus.
EXEMPLE 1
100 parties d'un mélange d'acide acetique et de vapeur d'eau contenant 50% en poids d'acide acétique sont envoyées dans une colonne contenant 100 parties dé charbon actif main- tenues à une température de 130 C, jusqu'à ce qu'il soit cons- taté une augmentation soudaine de la teneur en acide acétique des vapeurs sortant de cette colonne;à ce moment,36 parties d'acide acétique dilué contenant 0,35 d'acide acétique ont passé à travers la colonne.La phase d'adsorption est alors arrêtée et la pressure de la colonne est abaissée au moyen d'une pompe à vide quand une première fraction s'élevant à.
17,8 d'acide à 32,4% est obtenue,cette fraction étant suivie d'une fraction complémentaire de 45,6 parties d'acide acéti- que à 96,2%. De l'acide formique peut être concentré en trai- tant sa vapeur aqueuse de la manière ci-dessus décrite.
Suivant une modification de l'invention,appliquée à l'a- cide acetique,l'acide aqueux liquide est envoyé à travers une colonne ou toute autre masse de matière adsorbante à la pres- sion atmosphérique.L'acide est, de préférence,adsorbé et les premiers produits recueillis à la base de la colonne sont for- més par de l'eau.L'acide acétique adsorbé peut être enlevé de l'adsorbant solide de la manière déja décrite.Si on le dé- sire, une série de colonnes ou de masses de charbon actif peu- vent être utilisées à contre courant.
EXEMPLE II (Concentration de l'acide acétique en partant de la'pha- se liquide).
De l'acide acétique aqueux dilué,contenant 33%,en poids, d'acide acétique, est filtré à travers une colonne de charbon activé (200 gr.)contenu dans un cylindre en verre vertical, de 50 cm de long par 37,5 mm de diamètre intérieur,à une vi- tesse de 5 cm3 par minute.
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Tout d'abord,de l'eau contenant seulement des traces d'a- cide acétique sort du charbon,la teneur en acide acétique de ce filtrat aqueux s'élève cependant lentement et lorsque 155 cm d'acide acétique ont passé,la teneur en acide acétique s'u élève rapidement à plus de 2%.La teneur moyenne en acide des 155 cm3 était de 0,35%.
La filtration est,alors,arrêtée et la colonne est drainée La colonne est,alors,chauffée à 120 C et, en même temps,la pres- sion régnant dans cette colonne est réduite de la pression atmosphérique (76 cm de mercure) à 2,5 cm de mercure.Dans ces conditions,une première fraction formée de 96,6 gravâmes d'aci- de acétique à 32,5% distille.La température est,alors,élevée à 200 C, tandis que la pression dans l'appareil distillatoire est maintenue à 2,5 cm de mercure;dans ces conditions,on obtiam une fraction concentrée de 48 gr. d'acide acétique à 96,4% d'a- cide.