BE384955A - - Google Patents

Description

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  Procédé de fabrication d'alcool éthylique par hydratation catalytique de l'éthylène. 



   La présente invention est relative à la fabrication de l'alcool éthylique par hydratation catalytique de l'éthy- lène, et elle concerne notamment des catalyseurs nouveaux pour cette fabricationo 
On a déjà proposé de fabriquer l'alcool éthylique en chauffant sous pression dé l'éthylène et de l'eau, en pré- sence de sels inorganiques présentant une affinité pour l'é-   thylène,   le chlorure de mercure par exemple. On a proposé éga- lement de fabriquer l'alcool éthylique par un procédé consis-      tant à traiter l'éthylène à l'aide de vapeur d'eau à haute 

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 température et sous pression, en présence d'un catalyseur déshydratant, l'oxyde de thorium ou l'acide phosphorique déposé sur du charbon de bois, par exemple.

   On a aussi pro- posé de fabriquer des alcools par la combinaison d'une ou de plusieurs oléfines avec de l'eau à l'état de vapeur, à une température de 100 C au moins et en présence d'un métal du groupe du platine, ou d'or, d'argent, de cuivre, de fer, de cobalt, de nickel, de chrome, de tantale, de   vanadium,   de tungstène, de molybdène, ou de manganèse, ou de sels ou composés de ces métaux. 



   Suivant l'invention, en vue de fabriquer de l'alcool éthylique, on utilise dans l'hydratation catalytique de l'é- thylène, un catalyseur consistant en un phosphate de cadmium, de beryllium, de zinc, d'aluminium, de plomb ou d'étain, ou contenant un tel phosphate. On a constaté, dans le cas du phosphate de cadmium, qu'il est possible d'obtenir un cata- lyseur particulièrement actif en chauffant ensemble du CdO et du P2O5 dans le rapport moléculaire de 1 à 0.9 approxima- tivement, et que l'activité de ce catalyseur décroît lorsque la proportion moléculaire de P2O5 devient inférieure à 0.725. 



  On peut éventuellement utiliser les nouveaux catalyseurs con- jointement avec des catalyseurs connus, et/ou en association avec des supports ou charges inertes, la pierre ponce ou l'amiante par exemple. Ces catalyseurs ne sont pas empoison- nés par le soufre, et quoique leur activité tende à décroî- tre lorsque la pression partielle de vapeur est élevée, il est possible de leur restituer leur efficacité en laissant tomber cette pression momentanément, tout en maintenant les autres conditions de la réaction. 



   Dans l'exécution de l'invention, on peut effectuer la réaction soit en phase liquide, soit en phase gazeuse, 

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 à la pression ordinaire ou une pression plus élevée, la température de réaction étant de préférence de 100  à 300 C. 



  Lorsqu'on effectue la réaction en phase liquide, on peut com- . primer le gaz d'oléfine à 100 atmosphères, par exemple,   et-   l'amener en contact, par exemple dans une tour à contre-cou-      rant garnie de corps de remplissage, avec une solution aqueuse d'un sel catalyseur, additionnée d'une quantité de l'acide correspondant suffisante pour empêcher l'hydrolyse de ce'sel, à une température de 100  à   300 C.   Lorsqu'on opère en phase gazeuse, il est préférable d'utiliser un excédent apprécia- ble d'oléfine par rapport à la vapeur d'eau, les produits gazeux de la réaction étant ensuite refroidis afin d'en sé- parer une solution aqueuse de l'alcool formé, et l'excédent d'éthylène étant alors remis en circulation. 



   EXEMPLE 1. 



   On prépare un catalyseur en chauffant dans le rap- port moléculaire 1:2 de l'oxyde de cadmium avec de 1"acide phosphorique en solution aqueuse, en amenant ce mélange à dessiccation par évaporation à une température de   130 C   en- viron, et en réduisant le produit en petits granules. Sur le catalyseur ainsi obtenu on fait passer, à la pression or- dinaire et à une température de 200 C, un mélange formé de trois volumes d'éthylène et d'un volume de vapeur d'eau, de manière que ce mélange de gaz soit en contact avec le cata- lyseur pendant 0. 6 minute. On refroidit les produits gazeux à la température ordinaire et on recueille le condensat aqueux. Celui-ci contient une quantité d'alcool éthylique égale à 3.6 % de son poids,correspondant à une conversion de 5 % de l'éthylène. 

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   On pourrait accroître quelque peu 1?activité du catalyseur décrit ci-dessus, en le soumettant à un chauffage prolongé en vase clos, à une température de 130 C avant de l'utiliser. 



   EXEMPLE 2. 



   Sur un catalyseur préparé suivant l'exemple 1, mais dont la proportion moléculaire en acide phosphorique est de 1,5 au lieu de 2, on fait passer un mélange d'éthylène et de vapeur d'eau ayant une pression totale de 100 atmosphères, la pression partielle de la vapeur d'eau étant de 30 atmosphères et celle de l'éthylène de 70 atmosphères. On maintient le ca- talyseur à une température de   290 C,   la durée de son contact avec les gaz étant de une minute . On produit ainsi 243 grammes/heure d'alcool éthylique et 1.0   gramme/heure   d'éther éthylique. Le rendement en alcool par rapport à la quantité d'éthylène consommée est de 95 %, et la conversion de   l'éthy-   lène de 3,36% par passe.

   Il se forme également 6.9   gramhes/   heure de produit huileux, résultant de la polymérisation d'une partie de l'éthylène. 



   Le tableau ci-dessous indique les degrés relatifs d'efficacité des différents catalyseurs auxquels s'étend l'invention. Dans chaque cas, le mélange de réaction initial est formé de volumes égaux d'éthylène et de vapeur d'eau, la réaction est effectuée à 200 C et à la pression atmosphéri- que, et la durée du contact est de 6 secondes. 
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  Catalyseur <SEP> Pourcentage <SEP> Pourcentage
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<tb> d'alcool <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> conversion <SEP> de
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<tb> dans <SEP> le <SEP> condensat <SEP> l'éthylène
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<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> 0,39
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<tb> Phosphate <SEP> d'aluminium, <SEP> plus
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<tb> 25% <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 0. <SEP> 61 <SEP> 0.24
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<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 0.53 <SEP> 0.2
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<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 0.26 <SEP> 0. <SEP> 1
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<tb> Phosphate <SEP> d'aluminium <SEP> 0. <SEP> 19 <SEP> 0. <SEP> 07
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<tb> .Phosphate <SEP> d'étain <SEP> 0.

   <SEP> 44 <SEP> . <SEP> 0.18 <SEP> 
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Industriellement, on utiliserait des pressionsplus élevées en vue   d'atteindre   de meilleurs rendements, mais les résultats obtenus à la pression atmosphérique constituent un critérium de la qualité des différents catalyseurs.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour la fabrication d'alcool éthylique par hydratation catalytique de l'éthylène, caractérisé en ce qu'on utilise un catalyseur consistant en un phosphate de cadmium, de béryllium, de zinc, d'aluminium, d'étain ou de plomb, ou contenant un ou plusieurs de ces phosphates.

   2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la réaction en phase gazeuse.

   3.- Procédé suivant la. revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'on effectue la réaction à une pression plus élevée que la pression atmosphérique.

   4. - Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, ca- ractérisé en ce qu'on effectue la réaction à une température de 100 à 300 C.

   5. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le catalyseur utilisé est du phosphate de cadmium, le rapport moléculaire du CdO au P205 étant de 1:0.9 à 1:0.725.

   6. - Procédé pour la fabrication d'alcool éthylique, en substance comme ci-dessus décrit avec référence aux exem- ples cités.

   7. - Alcool éthylique fabriqué par le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6.