BE437350A

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Publication number: BE437350A
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Description


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    PERFECTIONNEMENT   AU TRAITEMENT DE L'ACIDE ACETIQUE 
Il est connu de déshydrater les solutions acétiques aqueuses par distillation en présence de liquides peu solubles dans l'eau appelés généralement liquides   êntraineurs.   L'acide acétique reste comme produit de queue tandis que l'eau distille avec le liquide entraineur sous la forme d'un mélange hétéro-azéotropique qui dé- cante, ce qui permet de séparer facilement l'eau que l'on rejette. 



   Lorsqu'on a soin de choisir comme liquide entraineur des liquides peu solubles dans l'eau et n'ayant pas tendance, au surplus, à donner avec l'acide acétique anhydre, des mélanges azéotropiques, on constate que le mélange hétéro-azéotropique   eau-entraineur   peut être obtenu absolument exempt d'acide acétique, 

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 ce qui offre un gros intérêt au point de vue industriel. 



   Les mélanges d'acide acétique et d'anhydride acétique résul- tant de la pyrolyse de l'acide acétique peuvent également être déshydratés d'une façon analogue. Toutefois, le problème est sensiblement plus complexe, du fait de la tendance que possède l'anhydride acétique à s'hydrolyser à chaud pour redonner l'acide. 



  On doit donc choisir des liquides entraîneurs qui possèdent un point d'ébullition suffisamment bas pour réduire au minimum la température d'ébullition du mélange et ne forment pas de mélange azéotropique non seulement avec l'acide acétique, mais également avec l'anhydride. 



   On a trouvé que les esters acétiques, tels que l'acétate d'éthyle ou les acétates de propyle et d'isopropyle, répondent à ces différentes conditions ; en fait leur emploi a déjà été préconisé antérieurement pour le traitement des solutions acéti- ques aqueuses et des mélanges d'anhydride acétique, d'acide acéti. que et d'eau. 



   Or, ces liquides entraineurs, surtout l'acétate d'éthyle, pré. sentent l'inconvénient de dissoudre une quantité d'eau relative- ment grande, en sorte que l'eau emportée dans le mélange hétéro- azéotropique est loin   d'être   entièrement disponible. C'est ainsi que sur les 7% d'eau que renferme le mélange binaire eau-acétate d'éthyle, 4,5% seulement se retrouvent dans la couche inférieure, le reste étant retenu en dissolution dans la couche supérieure d'entraineur.

   De plus, la présence d'impuretés très solubles dans l'eau, comme l'acétone ou   l'acétaldéhyde,   qu'on trouve toujours dans les produits de pyrolyse de l'acide acétique et dans certai- nes dilutions acétiques industrielles, vient augmenter rapidement la solubilité de l'eau dans l'acétate et s'oppose à une décanta- tion normale du mélange hétéro-azéotropique eau-acétate d'éthyle, de sorte que la déshydratation devient rapidement impossible. 



   La présente invention a pour objet un procédé grâce auquel on peut éviter ce grave inconvénient tout en profitant des pré-   cieuses   propriétés des esters comme liquides entraineurs. 

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   Elle consiste à faire intervenir dans la distillation des dilutions acétiques contenant éventuellement de l'anhydride en dehors de l'ester lui-même, un liquide entraîneur supplémentaire très peu soluble dans l'eau et possédant la propriété de former avec l'eau un mélange hétéro-azéotropique plus volatil que le mélange   hétéro-azéotropique   formé par l'ester avec l'eau, ces deux entraineurs étant ajoutés une fois pour toutes dans l'appa- reil de distillation. 



   La description qui va suivre en regard du dessin annexé fera. bien comprendre comment l'invention peut être réalisée , les caractéristiques qui ressortent tant du dessin que du texte fai- sant bien entendu partie de celle-ci. 



   Dans une colonne de déshydratation A d'un type quelconque et chargée une fois pour toutes d'une quantité convenable d'ester et d'un liquide entraineur supplémentaire insoluble dans l'eau, on fait arriver d'une façon continue, par le tuyau 1, le mélange d'eau et d'acide acétique'à déshydrater (contenant éventuellement de l'anhydride) et on distille. Les vapeurs s'échappant au sommet de la colonne sont condensées en B d'où le liquide condensé s'é- coule par le tuyau 2 dans le décanteur c où il se sépare en deux couches: la couche aqueuse est soutirée par le tuyau 3, tandis que la couche d'entraineur est rétrogradée en totalité par le tuyau 4 au sommet de la colonne suivant la technique classique de la distillation azéotropique, afin de maintenir constant le chargement en entraineur.

   Le cas échéant, on peut rétrograder directement au sommet de la colonne par le tuyau 4' une fraction du condensat. 



   Quoi qu'il en soit, l'appareil étant en ordre de marche normale. on constate qu'il se forme dans la colonne, au-dessus de l'ali- mentation en liquide à déshydrater, deux zones bien distinctes: 
1 ) une zone a où travaille l'ester qui constitue un barrage infranchisable aux vapeurs d'acide acétique et s'oppose d'une manière absolue à la montée de l'acide vers le sommet de la colonne}   @   

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2 ) une zone b où travaille le liquide entraineur   supplé-   mentaire insoluble dans l'eau.

   Le rôle de ce liquide entraineur est de s'emparer de l'eau apportée   par   l'acétate d'éthyle situé sur les plateaux sous-jacents et de l'amener jusqu'au sommet de la colonne et de là dans le condenseur; après condensation des vapeurs dans ce dernier, on obtient dans le décanteur une zénara- tion parfaite du mélange   hétéro-azéotropique,   même si on se trou- ve éventuellement en présence de petites quantités de corps très solubles dans l'eau, comme l'acétone, l'acétaldéhyde ou le métha- nol, qui auraient empêché la, décantation dans le cas de l'acétate d'éthyle employé seul. 



   Un autre avantage de ce mode opératoire réside dans le fait que la couche aqueuse soutirée du décanteur par le tuyau 3, ne contient pas trace d'acide acétique ni d'entraîneur et peut, par suite, être rejetée. Le produit déshydraté (acide acétique ou mélange d'acide et d'anhydride) entièrement débarrassé d'entrai- neur, s'écoule à la base de la colonne par le tuyau 5. 



   Comme liquides entraîneurs additionnels, on peut utiliser certains hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques. C'est ainsi qu'une essence sélectionnée bouillant entre des limites de tempé- rature très resserrées, par exemple   84-85 ,   convient particulière- ment bien pour l'exécution de l'invention. Une telle essence en- traine 6,5%   (1'eau   qui se sépare en totalité dans le décanteur; elle permet ainsi une déshydratation extrêmement   efficace.   Dans ce cas, l'existence, dans la colonne, des deux zones de travail   mentionnées   ci-dessus est extrêmement nette, à ce point que les vapeurs condensées ne contiennent pas trace d'acétate d'éthyle. 



   Toutefois, cette dernière condition n'est nullement indis- pensable à la bonne marche du procédé et l'on peut, sans incon- vénient, choisir comme ontaineur supplémentaire un corps peu soluble dans l'eau mais capable de donner avec l'acétate d'éthyle et l'eau un mélange azéotropique ternaire, susceptible de très bien décanter. 



   C'est le cas par exemple   d   cyclohexane dont le point   @   

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 d'ébullition est de 80,75  et qui donne naissance avec l'eau à la pression ordinaire à un azéotrope bouillant à   68,95    et contenant 9%   d'eau.   



   En présence d'acétate d'éthyle, le cyclohexane est capable de donner naissance à un mélange ternaire   cyclohexane-acétate   d'éthyle-eau, bouillant à   63,6-64    seulement; ce mélange contient 45% d'acétate d'éthyle et 6,8 % d'eau. 



   Dans ce cas, c'est ce mélange ternaire hétéro-azéotropique qui se forme sur les plateaux supérieurs de la colonne au-dessus de la zone où se trouve le mélange binaire eau-acétate d'éthyle qui, lui, bout à 70,45 . 



   Malgré la présence d'acétate d'éthyle dans le mélange condensé, on obtient,   grâce   à l'insolubilité du cyclohexane , une décantation parfaite, donnant naissance à une couche aqueuse ne contenant pratiquement pas d'entraîneur en dissolution et pouvant par suite être directement rejetée sans récupération préliminaire. 



   D'une façon générale, il suffit, pour exécuter la présente invention, de ménager au-dessus de l'alimentation en mélange à traiter, une dizaine de plateaux chargés de mélange binaire ester- eau, surmontés de 5 plateaux environ chargés de mélange binaire hydrocarbure-eau (ou éventuellement de mélange ternaire hydrocar- bure-ester-eau). 



   Il a été dit, pour la commodité de l'exposé, que l'on utilisait une seule colonne. Il est évident qu'on ne change en rien le principe de l'invention si on divise cette colonne en plusieurs autres, pourvu que les liaisons de ces colonnes entre elles les amènent à travailler dans des conditions analogues au travail d'une colonne unique. 



   On a déjà proposé de concentrer les solutions aqueuses diluées d'acide acétique en les soumettant tout d'abord à une extraction à froid au moyen d'un solvant mixte constitué par un mélange d'un ester, comme l'acétate d'éthyle, et d'un hydrocarbure, comme le benzène et en déshydratant l'extrait ainsi obtenu par distillation au cours de laquelle le solvant joue un rôle d'entraîneur d'eau. 

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  Ce procédé ne saurait être rapproché du procédé faisant l'objet de la présente invention, car dans le procédé connu la colonne de déshydratation est alimentée d'une façon continue, non pas comme dans la présente invention par un mélange d'acide acétique et d'eau riche en acide,   mais   par un mélange constitué essentielle- ment par du solvant mixte renfermant une très faible quantité d'acide acétique et d'eau. On est donc conduit, dans le procédé antérieur, à soutier continuellement au décanteur une quantité de solvant mixte correspondant, en quantité et on composition, au solvant introduit pendant le même temps dans la colonne, de sorte qu'il est impossible de réaliser l'effet de classement qui caractérise le présent procédé.

Claims

REVENDICATIONS 1.- procédé de déshydratation de solutions acétiques aqueu- ses ou de mélanges contenant de l'acide acétique, caractérisé par le fait que l'on soumet directement le mélange à déshydrater, sans extraction préalable, à une distillation azéotropique en présence de liquides entraineurs mixtes ajoutés une fois pour RESUME l toutas dans la colonne et contenant, d'une part un ester acétique qui a pour rôle d'empêcher l'entrainement de l'acide acétique dans les vapeurs et, d'autre part, un corps très peu soluble àans l'eau et formant avec cette dernière un mélange hétéro- ( azéotropique à point d'ébullition moins élevé que l'azéotropé ester-eau.

2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'estet acétique est l'acétate d'ethyle.

3.- procédé selon la revendication 1, ou la revendication 2, dans lequel l'entraîneur auxiliaire est une essence sélectionnée bouillant entre des limites de température très resserrées.

4.- rrocédé selon la revendication 1, ou 8, ou 3, dans lequel l'entraineur auxiliaire est une substance formant avec l'eau et l'ester un mélange ternaire bouillant à une températu- re plus basse que l'azéotrope ester-eau. / <Desc/Clms Page number 7> 5.- Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'entraineur auxiliaire est le cyclohexane.

6.- Le procédé de déshydratation de solutions acétiques aqueuses ou de mélanges contenant de l'acide acétique,en substance tel que décrit, ou exécuté comme décrit en se référant au dessin annexé.