BE431646A - - Google Patents

Description

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  PROCÉDÉ POUR LA   PREPARATION   DES DÉRIVÉS   D'ALCOYL#NE   
La présente invention est relative à un procède pour préparer des dérivés d'alcoylène à partir d'époxy alcoylanes et d'eau ou de composés hydroxylés organiques; on se propose spécialement de préparer l'éthane-diol a partir de   l'époxy-éthane   et de l'eau. 



   On sait que les alcoylane diols ou les éthers, ou les esters de ces corps peuvent être obtenus par conversion des époxy alcoylanes au moyen d'eau ou de composés hydroxylés organiques comme les alcools, les phénols et les acides carboxyliques. 

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  Ces conversions progressent en général relativement lentement et, si l'on veut obtenir une vitesse de réaction efficace pour les destinations pratiques, il est nécessaire d'opérer à des températures relativement élevées, par exemple de 130 C ou plus et sous une pression supérieure à la pression ordinaire. 



   En vue d'augmenter la vitesse de réaction dans ces conversions, par exemple lorsqu'on prépare l'éthylène glycol à partir de   l'époxy   éthane et de l'eau, on a déjà proposé d'employer comme catalyseur de petites quantités d'acides, et spécialement d'acide sulfurique. 



   Cependant, dans la mise en oeuvre technique de ces réactions, l'emploi d'acides comme catalyseurs n'est pas très recommandable pour diverses raisons. 



  En premier lieu, dans les conditions régnantes de réaction, l'acide dilué a une action fortement corrosive sur l'appareil ; de plus, l'acide usé doit être neutralise après la reaction, ce qui a pour effet la formation d'un sel qui donne lieu à des difficultés lorsque les produits de réaction obtenus sont ensuite élaborés. Enfin l'acide utilisé favorise, à un degré plus ou moins grand, la formation de sousproduits indésirables. 



   Or il a été découvert que ces inconvénients qui sont inhérents à l'emploi d'acides comme catalyseurs dans les réactions ci-dessus mentionnées, peuvent être évités et que les conversions en dérivés désires d'alcoylène progressent très régulièrement à des températures considérablement plus basses que celles 

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 qui sont utilisées lorsqu'on opère sans catalyseur, à condition que les réactions soient mises en oeuvre dans un récipient de réaction qui ne perd. pas, ou qui ne perd pratiquement pas, de fer pendant la réaction, en présence de composés organiques de métaux lourds qui peuvent être solubles totalement ou partiellement sous forme colloïdale dans le liquide de réaction, ces composés étant utilisés comme catalyseurs. 



   Parmi les composes organiques de métaux lourds, il est apparu que ce sont spécialement les composés organiques des métaux du groupe du fer (c'est-à-dire fer, nickel, cobalt), et plus particulièrement ceux du fer lui-même, qui accélèrent d'une manière catalytique la réaction entre les époxy alcoylanes et l'eau ou les composés hydroxyles organiques, à un degré très considérable. 



   Même de très petites quantités des catalyseurs employés conformément à la présente invention suffisent à provoquer un accroissement considérable de la vitesse de réaction, ce qui rend possible d'opérer à des températures beaucoup plus basses qu'en l'absence de catalyseurs. Ainsi par exemple, dans la conversion de   l'époxy   éthane par l'eau en éthane diol, avec utilisation d'une fraction de 1   %   d'un composé organique du fer formé comme produit de la réaction sur le fer, à des températures élevées, d'une solution aqueuse diluée d'éthane diol, la température de réaction, qui s'élevait à 130 C environ lorsqu'on opérait sans catalyseur, a pu être abaissée 

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 à   90-95 C   sans que la vitesse de réaction en soit diminuée,

   Il est également possible cependant d'employer des quantités plus grandes de catalyseur, par exemple 1 % ou plus. 



   Les composés organiques de métaux lourds qui agissent comme catalyseurs peuvent être introduits dans l'enceinte de réaction comme tels, soit avec, soit sans les composants de la réaction. Il est possible aussi, cependant, de provoquer la formation des catalyseurs pendant la réaction dans   l'enceinte de réaction ; cecipeut être obtenu par   exemple d'une manière très efficace en prévoyant dans l'enceinte de réaction une garniture d'anneaux de Raschig, de petits morceaux en forme de selle, etc... constitues de fer ou de quelque autre métal lourd, et ceci contrairement aux garnitures généralement employées qui consistent le plus souvent en porcelaine ou en matière analogue. 



   Par suite du contact de la garniture de métal avec le liquide de réaction qui contient, par exemple, de l'éthane diol, il se forme, dans les conditions de réaction régnantes, des composés organiques de métaux lourds et ces composés se dissolvent dans le liquide de réaction, en principe totalement ou partiellement sous forme colloïdale et ils accélèrent la réaction par catalyse. 



   Les composés organiques de métaux lourds employés se retrouvent dans les résidus qui demeurent une fois que   les-   mélanges de réaction obtenus sont élaborés en vue de séparer les dérivés désirés 

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 d'alcoylène; cette élaboration s'effectue en général par distillation, ou par fractionnement ou par les deux, et de préférence, sous pression réduite. 



   Les résidus contenant du métal peuvent être employés avantageusement comme catalyseurs en ramenant ces résidus ou une partie d'entre eux à l'enceinte de réaction. 



   L'intérieur du récipient de réaction employé pour effectuer la réaction des époxy alcoylanes doit consister en une matière qui ne perd pas de fer ou qui n'en perd pratiquement pas pendant la réaction. Une matière appropriée est, par exemple, un alliage d'acier au chrome-nickel par exemple un acier V2A; le récipient de réaction peut aussi être en fer et être revêtu d'un émail, de verre ou analogue. 



   Le procédé conforme à la présente invention peut être mis en oeuvre d'une manière continue ou discontinue. Les températures à employer varient avec la nature des composants de la réaction, mais, en principe, elles ne sont pas beaucoup plus élevées que   100 C.   Pour arriver à ce que les réactions des époxy alcoylanes avec l'eau ou avec les composés hydroxylés organiques se produisent en phase liquide, il est habituellement nécessaire d'opérer sous une pression supérieure à la pression ordinaire. En général des pressions inférieures à 10 atmosphères, par exemple comprises entre 2 et 8 atmosphères environ, suffisent mais, si on le désire,on peut employer des pressions plus élevées. 

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   L'invention va être expliquée plus complètement ci-dessous en se référant à un exemple relatif à la conversion de l'époxy éthane par l'eau en éthane pas diol; cependant, l'invention ne se   restreintes.   cet exemple. En effet elle peut aussi être appliquée avec succès à la réaction de l'époxy éthane avec les alcools comme le méthanol,   l'éthanol,   le propanol-1, le propanol-2, les butanols, les   pentanols,   l'alcool benzylique, etc... ou avec les phénols comme le phénol , les crésols, etc... pour la préparation des éthers de l'éthane diol, ou avec des acides carboxyliques, comme l'acide acétique, l'acide propionique, l'acide butyrique, l'acide méthyl-2 propionique, etc... pour la préparation des esters de l'éthane diol.

   Au lieu de l'époxy éthane, on peut aussi employer, comme matières premières, des époxy alcoylanes homologues, par exemple l'époxy propane, l'époxy butane, le méthyl-2 époxy propane. 



    EXEMPLE :   
Dans un autoclave d'acier offrant un revêtement en acier V2A, et garni d'anneaux de Raschig en fer, on a introduit, d'une manière continue, au fond, et sous pression, de l'époxy éthane, tandis que l'on introduisait au sommet une solution aqueuse diluée d'éthane diol consistant en eau fournie fraîchement et en liquide de fond pompé recyclé. La température dans l'autoclave était de 95 - 100 C; cette température a pu être maintenue par la chaleur de réaction dégagée au cours de la réaction de l'époxy éthane avec l'eau. 

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  La pression était de 2 atmosphères environ. Sous l'influence catalytique des composés organiques du fer formés par le contact des anneaux de Raschig en fer avec la solution diluée d'éthane diol (composés dans lesquels le fer se rencontre principalement sous la forme ferreuse, probablement liés d'une façon complexe aux diols), l'époxy éthane introduit a été converti presque quantitativement par l'eau en éthane diol et une petite quantité de sousproduits bouillant à des températures supérieures. 



  Une portion du liquide de réaction qui contenait environ 10 % d'éthane diol, était déchargée.d'une manière continue et envoyée dans un appareil distillatoire maintenu à 120 C environ. De cet appareil   distillatoire,   on évacuait d'une manière continue un liquide contenant environ 65-70   %   d'éthane diol, tandis que la vapeur formée, qui contenait environ 6 à 7 % d'éthane diol, était ramenée à l'autoclave après condensation en sorte que la température du condensat était élevée à 65-70 C. l'éthane diol ayant une concentration de 65 à 70   %   environ était élaboré dans une colonne de rectification sous pression réduite de façon à donner de l'éthane diol exempt d'eau qui était obtenu avec un rendement de 90% environ calculé par rapport à l'époxy éthane introduit. 



   En remplaçant la garniture d'anneaux de Raschig en fer par une garniture de porcelaine, on a 'constaté qu'il était impossible,sans fourniture externe de chaleur,'de maintenir la température de 95 - 100 C. 

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    Celle-ci   tombait rapidement à 50à 60 C. L'époxy éthane introduit se convertissait alors d'une façon seulement incomplète; l'époxy éthane non converti dissous dans la partie évacuée du liquide de circulation, était libéré pendant la détente dans l'appareil distillatoire et y réagissait avec l'éthane diol concentré; il se formait ainsi des sous-produits   indésirables à   point d'ébullition élevé comme le di-éthane diol, etc... tandis qu'il se produisait en outre des pertes d'époxy éthane par suite de l'accroissement de la pression dans l'appareil distillatoire. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. R É S U M É 1. Procédé pour préparer des dérivés d'alcoylène à partir d'époxy alcoylanes et d'eau ou de composés hydroxylés organiques, et en parti- culier pour préparer l'éthane diol à partir de l'époxy éthane et de l'eau, caractérise par le fait que l'on met en oeuvre la réaction dans un récipient de réaction qui ne perd pas de fer, ou qui n'en perd pratiquement pas pendant la réaction, en présence de composés organiques de métaux lourds, et en particulier de composés organiques de métaux du groupe du fer, qui agissent comme catalyseurs et qui se dissolvent dans le liquide de réaction, totalement ou partiellement sous forme colloïdale. <Desc/Clms Page number 9>

   2. Modes d'exécution divers de ce procédé comportant une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: a) les catalyseurs sont produits dans le récipient de réaction, pendant la réaction; b) on prévoit dans le récipient de réaction une garniture d'anneaux de Raschig, de petits morceaux en forme de selle, consistant en fer ou en autre métal lourd; c) le résidu qui demeure lors de l'élaboration des mélanges de réaction obtenus est utilisé comme catalyseur.