<Desc/Clms Page number 1>
" Un procédé pour la préparation d'alcools polyvalents par hydrogénation catalytique de carbohydrates à l'état liquide." L'invention se rapporte à un procédé pour la préparation d'alcools polyvalents par hydrogénation catalytique de carbohydra- tes à l'état liquide.
Il est connu de préparer des alcools polyvalents par réduc- tion des carbohydrates avec de l'hydrogène ou des gaz contenant de l'hydrogène en présence de catalyseurs comme p.e. le nickel, le cuivre et le cobalt ou leurs oxydes. On peut combiner ces cataly- seurs avec d'autres substances, comme des oxydes métalliques dif- ficiles à réduire, p.e. les oxydes du chrome, de l'aluminium et'du tungstène, et/ou avec des matières qui servent de véhiculeurs com- me p.e. de la terre dinfusoire et d'autres substances pareilles.
Cette réduction est généralement effectuée à des températures d'entre 100 et 200 C et l'on travaille généralement à une pression d'hydrogène élevée, p.e. de plus de 20 atm. Les carbohydrates peuvent être réduits en état anhydre ou en état dissous ou sus- pendu, p.e. sous la forme d'une solution aqueuse.
<Desc/Clms Page number 2>
Les procédés dont on s'est servi jusqu'ici pour l'hydrogéna- tion des carbohydrates sont généralement des procédés discontinus.
La matière à réduire, suivant ces procédés, est maintenue avec le catalyseur à la température désirée dans un autoclave en présence d'hydrogène sous pression pendant quelque temps. On a proposé ce- pendant aussi des procédés continus suivant lesquels le liquide qui contient le catalyseur est conduit à travers une chambre de réaction dans laquelle on introduit de l'hydrogène en même temps.
Les procédés connus ont certains désavantages par rapport à l'hydrogénation des mélanges de mono- et/ou de disaccharides se caramélisant à des températures élevées.avec des polysaccharides, mélanges qu'on rencontre souvent en pratique. Ces désavantages se- ront expliqués plus bas par rapport au traitement du glucose tech- nique qui est de première importance pour le procédé suivant l'in- vention.
Les produits techniques à base de glucose, comme le sirop de glucose et les produits connus sous les noms de "glucose solide" ou "massé", qui sont formés par l'hydrolyse de la dfécule, con- tiennent outre le glucose des quantités considérables de maltose et de dextrine. En pratique l'hydrogénation catalytique des pro- duits de cette nature suivant les procédés connus donne certaines difficultés, parce qu'on a trouvé que pour la réduction de la dex- trine on a besoin de températures relativement élevées, p.e. des températures d'environ 180-200 C. Cette température est cependant trop élevée pour l'hydrogénation du glucose.
La réduction du glu- cose s'effectue facilement à des températures d'environ 120-160 c. tandis qu'à des températures d'environ 180 C et plus il se présente une caramélisation, qui en même temps réduit considérablement l'ac- tivité du catalyseur.
Su¯ivant l'invention il est possible de réduire le glucose technique avec un rendement élevé en sorbite pur incolore ou très peu coloré par hydrogénation catalytique à l'état liquide et sous pression, si au commencement l'hydrogénation est effectuée à une température relativement basse, la masse principale du glucose étant alors transformée en sorbite, et que la température est éle- vée alors pour la réduction de la dextrine.
Le procédé suivant l'invention est par préférence exécuté d'une façon continue de telle sorte que le liquide à réduire qui contient le catalyseur en suspension est conduit avec l'hydrogène à travers une chambre où règnent les températures de réaction dé- 'sirées.
<Desc/Clms Page number 3>
On a trouvé que de cette manière on obtient en peu de temps une réduction très avancée du glucose technique, et que le produit achevé est très peu coloré. La qualité de ce produit est considé- rablement meilleure que celle des produits obtenus suivant les procédés connus jusqu'ici.
Il est avantageux d'effectuer une division très fine et un contact intense et prolongé entre l'hydrogène et la matière à ré- duire. Dans ce'but on peut p.e. introduire l'hydrogène en le fai- sant sortir de filtres très fins, tels que des filtres en matière céramique poreuse ou en verre poreux, on peut prévoir dans la chambre de réaction des cloisons qui peuvent être perforées, etc.
Le catalyseur peut être ajouté comme tel au liquide à rédui- re. On peut aussi suspendre le catalyseur d'avance dans une quan- titée limitée de la matière à hydrogéner ou du produit achevé, afin d'obtenir un mélange qui est facile à transporter, p.e.'une pâte. De cette manière il est plus facile d'obtenir une distribu- tion uniforme du catalyseur dans la matière à réduire.
L'invention est particulièrement intéressante pour la fabri- cation du sorbite à partir de produits à base de glucose technique Le procédé peut cependant être utilisé aussi pour l'hydrogénation d'autres mélanges de mono- et/ou de disaccharides qui se caraméli- sent à des températures élevées, avec des polysaccharides; e. a. pour le traitement de mélanges de glucose et de fécule.
On peut éventuellement aussi ajouter un catalyseur pour l'hydrolyse des polysaccharides, p.e. une petite quantité d'un acide.
Afin d'assurer dans l'application du procédé continu une pé- riode de contact suffisamment longue entre le liquide et l'hydro- gène, on emploie par préférence des chambres de réaction d'une grande longueur, comme p.e. des chambres cylindriques dont la lon- gueur est grande par rapport au diamètre. Cn peut se servir aussi de plusieurs de ces chambres de réaction arrangées l'une à côté de l'autre ou l'une après l' autre.
La matière à réduire peut être conduite aussi plusieurs fois à travers la chambre de réaction et l'on peut alors ajouter chaque fois une quantité de catalyseur frais et enlever le catalyseur usé.
On peut aussi faire circuler l'hydrogène ou le mélange de gaz con- tenant de l'hydrogène.
Les températures et les pressions à employer pour la réac- tion sont choisies de telle sorte que la réaction s'accomplisse avec la vitesse désirée. Si l'on travaille suivant la méthode dis- continue, on peut après la première phase du procédé d'hydrogéna-
<Desc/Clms Page number 4>
tien chauffer le liquide dans le même récipient ou dans un autre jusqu' à la température désirée. Si l'on travaille en continu et si l'on emploie une seule chambre de réation, il faut faire monter la température dans cette chambre entre l'entrée et la sortie du liquide, ce qui se fait en chauffant la dernière partis de la chambre de réaction plus fort que la première partie.
Si l'on se sert de plusieurs chambres de réaction qui sont parcourues par le liquide l'une après l'autre, on peut maintenir dans chacune d'elles une température différente. La pression peut aussi être différente dans les différentes chambres de réaction.
Un exemple du procédé suivant l'invention sera maintenant dé= crit à l'aide du dessin.
Comme matière première on prend du glucose technique qui, calculé sur la matière sèche, contient 12 en poids de dextrine.
On prépare une solution aqueuse d'une concentration de 50% de ce produit et l'on y suspend 20 g d'une pâte de catalyseur par litre.
On obtient cette pâte en mélangeant 5 g d'un catalyseur de nickel
EMI4.1
vonsistant en1un g de nickel et en 4 g de terre d'infusoire.5 avec 15 g d'une solution de sorbite d'une concentration de 5C%. La solu- tion est forcée au moyen d'une pompe 1 dans la partie inférieure du tube 2 qui sert de chambre de réaction et qui a une longueur de 1,5 m et un diamètre de 2,5 cm. La vitesse d'amenée du liquide est de 150 g par heure. En même temps on introduit dans la partie inférieure du tube d'amenée par la conduite qui vient du côté droit 0,5 m3 d'hydrogène (calculé sous pression atmosphérique) par heure.
La pression dans le tube de réaction est de 100 atm., la température dans la partie inférieure de 140 c et celle de la par- tie supérieure de 200 c. Le liquide à réduire, ainsi qui l'hydro- gène sont forcés tous les deux de bas en haut à travers le tube de réaction de telle sorte qu'on obtienne un contact intime entre le liquide et le gaz. Le mélange de liquide et de gaz sortant du bout supérieur du tube de réaction est refroidi dans le refroidis- seur 4 et passe ensuite par le séparateur 5. Le produit de la ré- action liquide qui se sépare ici est filtré afin d'éliminer le ca- talyseur, et l'on obtient un liquide consistant en une solution de sorbite d'environ 50% et ne contenant que des traces de glucose et de dextrine.
L'hydrogène qui s'échappe du séparateur est re- tourné dans la chambre de réaction au moyen d'une pompe de circu- lation 3, tandis qu'on amène, au besoin, en même temps de l'hydro- gène frais. Le catalyseur peut être suspendu dans la solution de
<Desc/Clms Page number 5>
glucose avant l'hydrogénation, ou bien il peut être amené d'une façon continue pendant l'hydrogénation, p.e. dans la conduite en- tre la pompe 1 pour la solution de glucose et la chambre de réac- tion 2, au moyen de la pompe 6.
REVENDICATIONS.
EMI5.1
================= 1. Procédé pour la fabrication d'alcools Polyvalents par hydrogénation catalytique de carbohydrates à l'état liquide, l'hy- drogénation étant effectuée en traitant la matière à réduire dans laquelle le catalyseur est suspendu avec de l'hydrogène mu avec un gaz contenant de l'hydrogène à une température et pression élevée caractérisé en ce que des mélanges de mono- et/ou de disaccharides qui se caramélisent à des températures élevées avec des polysacch rides, particulièrement du glucose contenant une certaine propor- tion de dextrine, sont hydrogénés à des températures qui pendant le procédé d'hydrogénation sont élevées par degrés ou d'une façon continue.