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Procédé de purification en continu de sulfure de carbone.
Pour la préparation de solutions de xanthates dan s la fabrication de rayonne ou de laine artificielle - qui constitue la branche de l'industrie dans laquelle le sulfure de carbone est utilisé le plus - il faut disposer du sulfure de carbone à l'état aussi pur que possible.
On connaît déjà divers procédés de purification du sulfure de carbone; ces procédés ont principalement pour but d'éliminer du sulfure de carbone l'hydrogène sulfuré qui y est toujours présent lorsque le sulfure de carbone est à l'état brut ainsi que l'oxy-sulfure de carbone et les composés moins volatiles, notamment le soufre. L'emploi
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d'opérations chimiques pour,l'élimination de l'hydrogène sulfuré est importun et peut être évité par la distillation ou la rectification du sulfure de carbone brut. Quant à l'élimination du soufre, il faut chercher à récupérer la totalité du soufre dissous dans le sulfure de carbone.
La présente invention concerne un procédé de purification en continu du sulfure de carbone à l'aide exclusif d'une rectification, ce procédé consistant à distiller constamment de la vapeur de sulfure de carbone dans le récipient évaporateur et en l'introduisant dans deux colonnes de purification séparées; l'une (A) de ces colonnes est alimentée par en haut, dans une proportion telle par le sulfure de carbone brut à purifier, que ce dernier soit tout à fait débarrassé des substances aisément volatiles y contenues dès avant de pénétrer dans le récipient évaporateur, grâce aux, vapeurs de sulfure de carbone fournies à la colonne A par ledit récipient évaporateur ; travers l'autre colonne (B), les vapeurs de sulfure de carbone gagnent un réfrigérant d'écoulement disposé au-dessus de la colonne ;
une petite partie du produit de condensation en est reprise alors pour alimenter la colonne B et ramener les fractions moins volatilesdans le récipient évaporateur (c), tandis que la majeure partie du produit de condensation est recueillie sous forme de produit pur ; en même temps , on retire constamment du récipient évaporateur une solution enrichie de soufre dans du sulfure de carbone
Pour la mise en pratique du procédé conforme à la présente invention, on utilise de préférence un appareil du genre représenté au dessin ci-joint donné uniquement à titre d'exemple non limitatif.
L'appareil est constitué par un récipient évaporateur (C) comportant un serpentin à vapeur (F) et les deux colonnes
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(A & B) chargées de matières de remplissage, telles que des anneaux de Raschig. On choisit de préférence le diamètre et la longueur de ces colonnes de manière que leur rapport soit de l'ordre de 1 à au moins 8. Un réfrigérant à reflux (D) et un réfrigérant d'écoulement (E) sont respectivement disposés au-dessus des colonnes.
Le fonctionnement est le suivant: le sulfure de carbone brut pénètre en G par en haut dans la colonne A, en passant par une lanterne ; vapeurs pures de sulfure de carbone formées en C, entraînent, en montant en A, les substances aisément volatiles. Le sulfure de carbone entraîné est condensé par refroidissement en D et retourne dans la colonne. Une solution de soufre dans du sulfure de carbone s'accumule en C; dès que cette solution s'est enrichie jusquà contenir 100 à 120 parties en poids de soufre dans 100 parties en poids de sulfure de carbone, on la soutire en continu par le tube d'écoulement M, pour latraiter en vue d'en obtenir du soufre.
La majeure partie du sulfure de carbone évaporée en C monte par la colonne B, est alors condensée dans le réfrigérant d'écoulement E et coule, pour la plus grande partie, à travers la lanterne H dans le récipient destiné au produit pur. L'étranglement de la soupape K permet de régler l'écoulement du produit pur de manière telle qu'une petite fraction du sulfure de carbone pur (environ 1/6 - 1/10) retourne par le tube L afin de servir de liquide de lavage pour la rectification.
Le reflux d'une quantité correspondante de produit de condensation pourrait naturellement être également obtenu par d'autres dispositifs, tels que par exemple un réfrigérant disposé au-dessus de la colonne B et ayant une action condensatrice restreinte (déphlegmateur).- Pour une consommation modérée de vapeur, ce dispositif possède une très grande capacité de passage de matière. En règlant le passage
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du liquide de lavage dans la colonne B, on peut régler le degré de pureté du sulfure de carbone obtenu de manière telle qu'il soit obtenu sous une forme chimiquement pure, c'est-à-dire qu'il satisfasse à toutes les exigences.
Le procédé conforme à la présente invention diffère des procédés connus de rectification du sulfure de carboneprocédé qui ne font également appel qu'à la rectification par les points suivants:
1) Le sulfure de carbone débarrassé de l'hydrogène sulfuré par lavage en contre-courant avec des quantités suffisantes de vapeurs de sulfure de carbone ne coule pas dans un réservoir chargé, d'après l'un des modes opératoires connus, de soufre fondu - ce qui du fait du surchauffage de la vapeur de sulfure de carbone constitue un danger d'inflammation en cas du plus petit manque d'étanchéité mais il coule dans un récipient évaporateur contenant une assez grande quantité d'une solution fortement concentrée de soufre dans du sulfure de carbone à la température d'ébullition.
Dans cette solution la tension de vapeur du soufre est fortement diminuée de sorte que la volatilisation du soufre est sensiblement restreinte. En outre , le présent procédé diffère dudit procédé connu en ce que le sulfure de carbone évaporé dans le récipient C est, immédiatement après son passage par la colonne B, soumis à une condensation complète dans le réfrigérant E, une petite fraction, par exemple à peu près ur. huitième, de ce sulfure de carbone pur à l'état liquide étant soutirée pour servir comme agent de rectification, savoir pour alimenter la colonne de purification B, tandis que la majeure partie du sulfure de carbone pur et liquide est recueillie comme produit pur.
Ce mode opératoire réalise une meilleure utilisation de la chaleur que le procédé connu dans lequel le sulfure de carbone liquide - après condensation complète de
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la vapeur du sulfure de carbone arrivant dans le réfrigérant - est, après avoir traversé la colonne correspondante, de nouveau complètement évaporé et n'est recueilli comme produit pur qu'après une deuxième condensation dans un autre réfrigérant; conformé- @ ment à la présente invention, cette double distillation est li- mitée à la fraction ci-dessus mentionnée et nécessaire comme agent de lavage.
2).Relativement aux autre modes opératoires utili- sés jusqu'à ce jour, le présent procédé offre l'avantage de fournir un produit tout à fait exempt de soufre, puisque la simple distillation du sulfure de carbone, débarrassé de l'hydro- gène sulfuré est, conformément à la présente invention, rempla- cée par une rectification effectuée dans la colonne B à l'aide d'une fraction de sulfure de carbone tout à fait purifié.
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Process for the continuous purification of carbon disulphide.
For the preparation of xanthate solutions in the manufacture of rayon or artificial wool - which is the branch of industry in which carbon disulphide is used the most - carbon disulphide in such a pure state must be available. as possible.
Various processes for the purification of carbon disulphide are already known; the main purpose of these processes is to remove from carbon disulphide the hydrogen sulphide which is always present there when the carbon disulphide is in the raw state as well as the carbon oxy-sulphide and the less volatile compounds, in particular the sulfur. Employment
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In chemical operations, the removal of hydrogen sulfide is intrusive and can be avoided by distillation or rectification of crude carbon disulfide. As for the elimination of sulfur, it is necessary to seek to recover all of the sulfur dissolved in the carbon disulphide.
The present invention relates to a process for the continuous purification of carbon disulphide using exclusive rectification, this process comprising constantly distilling carbon disulfide vapor in the evaporator vessel and introducing it into two columns of separate purification; one (A) of these columns is fed from above, in such a proportion with the crude carbon disulphide to be purified, that the latter is completely free of easily volatile substances contained therein before entering the evaporator container , thanks to the carbon disulphide vapors supplied to column A by said evaporator vessel; through the other column (B), the carbon disulphide vapors gain a flow condenser disposed above the column;
a small part of the condensation product is then taken up in order to feed column B and return the less volatile fractions to the evaporator vessel (c), while the major part of the condensation product is collected in the form of pure product; at the same time, a solution enriched with sulfur in carbon disulphide is constantly withdrawn from the evaporator vessel
For the practice of the method according to the present invention, an apparatus of the type shown in the accompanying drawing, given solely by way of non-limiting example, is preferably used.
The apparatus consists of an evaporator vessel (C) comprising a steam coil (F) and the two columns
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(A & B) loaded with fillers, such as Raschig rings. The diameter and length of these columns are preferably chosen so that their ratio is of the order of 1 to at least 8. A reflux condenser (D) and a flow condenser (E) are respectively arranged at- above the columns.
The operation is as follows: the crude carbon disulphide enters G from above into column A, passing through a lantern; Pure carbon disulphide vapors, formed at C, entrain easily volatile substances as they ascend at A. The entrained carbon disulphide is condensed by cooling in D and returns to the column. A solution of sulfur in carbon disulphide accumulates at C; as soon as this solution is enriched to contain 100 to 120 parts by weight of sulfur in 100 parts by weight of carbon disulphide, it is withdrawn continuously through the flow tube M, to treat it in order to obtain sulfur.
Most of the carbon disulphide evaporated at C rises through column B, is then condensed in flow condenser E and for the most part flows through lantern H into the container for the pure product. The throttling of the valve K allows to regulate the flow of the pure product in such a way that a small fraction of the pure carbon disulphide (approximately 1/6 - 1/10) returns through the tube L in order to serve as a cooling liquid. washing for rectification.
The reflux of a corresponding quantity of condensation product could of course also be obtained by other devices, such as for example a condenser placed above column B and having a restricted condensing action (dephlegmator). moderate vapor, this device has a very high capacity of material passage. By regulating the passage
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of the washing liquid in column B, the degree of purity of the carbon disulphide obtained can be adjusted in such a way that it is obtained in a chemically pure form, that is to say that it meets all the requirements .
The process according to the present invention differs from the known carbon disulphide rectification processes which also only involve the rectification by the following points:
1) Carbon disulphide freed from hydrogen sulphide by backwashing with sufficient quantities of carbon sulphide vapors does not flow into a tank charged, according to one of the known procedures, with molten sulfur - which due to the overheating of the carbon disulphide vapor constitutes an ignition hazard in the event of the smallest lack of tightness, but it flows into an evaporator vessel containing a fairly large quantity of a highly concentrated solution of sulfur in carbon disulphide at the boiling point.
In this solution, the vapor pressure of the sulfur is greatly reduced so that the volatilization of the sulfur is appreciably restricted. Furthermore, the present process differs from said known process in that the carbon disulfide evaporated in the vessel C is, immediately after passing through the column B, subjected to complete condensation in the condenser E, a small fraction, for example to pretty much ur. eighth, of this pure carbon disulphide in the liquid state being withdrawn to serve as a rectifying agent, namely to feed the purification column B, while the major part of the pure and liquid carbon disulfide is collected as pure product.
This procedure achieves a better use of heat than the known process in which liquid carbon disulfide - after complete condensation of
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the carbon disulphide vapor arriving in the condenser is, after having passed through the corresponding column, completely evaporated again and is only collected as pure product after a second condensation in another condenser; according to the present invention, this double distillation is limited to the above mentioned fraction and necessary as a washing agent.
2). With respect to the other procedures used to date, the present process offers the advantage of providing a product which is completely free of sulfur, since the simple distillation of carbon disulphide, freed from hydro- The sulfide gene is, in accordance with the present invention, replaced by a rectification carried out in column B with the aid of a completely purified carbon disulfide fraction.