BE453928A

BE453928A -

Info

Publication number: BE453928A
Authority: BE

Description

PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES ACIDES ALIPHATIQUES ANHYDRES
A PARTIR DE LEURS SOLUTIONS AQUEUSES.

On sait que les premiers termes des acides aliphatiques peuvent être obtenus à l'état anhydre à partir de leurs solutions aqueuses diluées par extraction au moyen d'un solvant puis par distillation azéotropique de l'extrait. On a proposé comme agents d'extraction les produits les plus divers (éthers-oxydes, esters, cétones, hydrocarbures, etc..). Un inconvénient commun à tous ces solvants sans exception réside dans le fait que leur coefficient d'extraction - diminue à mesure que la concentration en acide de la solution à extraire devient plus faible, ce qui conduit pratiquement à multi- plier les éléments d'extraction vers les bas titres et oblige souvent malgré cette précaution, à .laisser dans les eaux résiduaires une quantité appréciable d'acide qui s'y trouve perdue.

La présente invention permet d'éviter cet inconvénient. Elle consiste à utiliser comme agent d'extraction le tétrahydrofurane ou ses dérivés, tels que le 2-méthyl-tétrahydrofurane, le 2,2-diéthyl-
EMI1.1
tétrahydrofurane, le 2.2.5. .-tétramétyl-tétrahydrofurane, etc... La Demanderesse a trouvé en effet que ces corps, outre qu'ils sont d'excellente solvants des acides gras, jouissent, de plus, de la

propriété surprenante d'avoir des coefficients d'extraction d'autant plus élevés que le titre de la couche aqueuse est plus faible.

C'est ainsi que, dans le cas de l'extraction de l'acide acétique par le méthyl-tétrahydrofurane, les coefficients d'extraction sont respectivement de 1,42, 1,73, et 2,30 pour des titrer en acide acétique le la couche aqueuse de 86,4gpar litr, 54 g par litre et 6g par litre. Il est à noter que le plus faible de ces coefficients d'extraction, soit 1,42 dépasse de près le 50% les coefficients des meilleurs solvants connus à ce jour (esters acéti. ques, acétone, etc...) .De même, dans le cas de l'acide formique, le coefficient d'extraction du 2.-méthyl-tétrahydrofurane qui est de 1,04 pour une concentration de la couche aqueuse de 150 g par litre, monte à.

1,31 pour un titre de 65 g par litre de la couche aqueuse et atteint 1,62 pour un titre de 7 g par litre. Ici également ces coefficients dépassent de beaucoup ceux des milleurs solvants connus.

Cette précieuse propriété permet de diminuer sensiblement le nombre et les dimensions des éléments de la batterie d'extraction, tout en assurant un épuisement pratiquement parfait des petites eaux.

Les dérivés du tétrahydrofurane possèdent des points d'ébullition relativement bas s'échelonnant de 77 pour le méthyltétrahydrofurane jusque 1070 pour le 2.2.5.5. tétra-méthyl-tétra-hydro- furane. Ces points d'ébullition permettent de choisir pour un acide déterminé un solvant de point d'ébullition convenable, capable de se séparer aisément de l'acide anhydre au cours de la distillation ultérieure de l'extrait.

On ne sort pas du cadre de l'invention en ajoutant au solvant une certaine proportion d'un tiers corps pratiquement insoluble dans l'eau, par exemple un hydrocarbure, d'une part en Vue de ré- duire la quantité d'eau dissoute dans la couche aqueuse de solvant en même temps que l'acide et d'augmenter ainsi le titre de l'acide extrait et, d'autre part, en vue de réduire la solubilité du sol- vant dans la couche aqueuse, spécialement dans'le cas du tétrahy-

drofurane lui-même.

On choisira de préférence un hydrocarbure possédant un point d'ébullition très voisin de celui du solvant tétrahydrofuranique lui-même, afin que le mélange se comporte comme un corps pur au cours de la distillation de l'extrait. c'est ainsi qu' on pourra utiliser des mélanges de tétrahydrofurane ou de méthyltétrahydrofurane avec le benzène et de tétraméthyltétrahydrofurane avec le toluène.

Quoi qu'il en soit, l'extrait obtenu est traité par un moyen quelconque connu en vue d'en retirer à l'état anhydre l'acide qu'il contient. On peut, par exemple, le soumettre à une distillation au cours de laquelle s'effectuent simultanément la déshydratation azéotropique de l'extrait au moyen du solvant faisant fonction d'entrai- neur d'eau et la séparation de ce dernier d'avec l'acide anhydre. de façon - .--En d'autres termes on s'arrange/à obtenir en tête de la colonne le mélange binaire azéotropique de manière à obtenir une décantation facile, permettant de retirer l'eau d'une part, et de récupérer le solvant d'autre part.

Toutefois, on ne sort pas du cadre de l'invention en réalisant la déshydratation azéotropique en présence d'un entraineur auxiliaire insoluble destiné à assurer dans tous les cas une décantation satisfaisante, même en présence de produits volatils, suivant le procédé décrit dans le brevet belge n 437,350 du 12 décembre 1939 et son perfectionnement n 4400120 du 23 décembre 1940.

Il convient de noter que l'invention s'applique à la déshydratation des solutions aqueuses d'acides aliphatiques mono-carboxyliques ou poly-carboxyliques, éventuellement substitués,par exemple celles qui renferment de l'acide formique ou ses homologues supérieurs, de l'acide cyanacétique, de l'acide lactique, de l'acide oxalique, de l'acide citrique, etc...

Les exemples suivants, non limitatifs, feront bien comprendre comment l'invention peut être exécutée: EXEMPLE 1:
On se propose d'obtenir à l'état anhydre l'ac.ide acétique contenu dans une solution aqueuse à 25%. Cette solution est traitée à froid par le 2-méthyl-tétrahydrofurane dans une batterie d'extrac-

tion à contre-courant à raison de 1,5 volume de solvant pour 1 volume de solution acétique à extraire.

Il suffit de 10 éléments pour extraire complètement l'acide de la solution aqueuse. L'extrait sortant de la batterie renferme 167 g.d'acide acétique par litre.

Uette solution d'acide acétique dans le méthyl-tétrahydrofurans est déshydratée par distillation azéotropique dans une colonne, opération au cours de laquelle le méthyl-tétrahydrofurane joue le rôle d'entraîneur d'eau, l'acide anhydre étant tiré à la base de la colonne. titre de comparaison, pour traiter avec la même efficacité la mené solution aqueuse avec l'acétate d'éthyle comme éolvant, il serait nécessaire d'utiliser une batterie de 16 éléments et de mettre en oeuvre 2,5 volumes de solvant par volume de solution.

De plus, dans ces conditions, l'extrait sortant de la batterie ne contiendrait que 100 g d'acide par litre.

EXEMPLE 2 :
Soit à traiter une solution aqueuse d'acide formique à 15% contenant des impuretés telles que des déchets cellulosiques et des sels minéraux.

Cette solution est traitée par 1,5 fois son volume de méthyltétrahydrofurane dans une batterie d'extraction méthodique à contre-courant. Il suffit de 12 éléments d'extraction pour faire passer la totalité de l'acide dans le solvant, les petites eaux sortant de la batterie étant complètement désacidifiées et pouvant 'être rejetées.

L'extrait obtenu renferme 100 g d'acide par litre.

Il est traité de la façon connue pour en extraire l'acide anhydre.

A titre de comparaison l'emploi de l'éther sulfurique nécessiterait, pour l'extraction de la même solution d'acide formique, 36'éléments, c'est à dire trois fois plus que dans lp cas du méthyl tétrahydrofurane, et ceci à condition d'employer 4 volumes d'éther pour 1 volume de solution formique, soit près de trois fois plus de solvant que dans le cas du méthyl-tétrahydrofurane

EXEMPLE 3:
On se propose d'extraire de l'acide cyanacétique de sa solution aqueuse à 15%. On utilisera comme solvant le 2,2.5.5. tétraméthyl-tétrahydrofurane dont le coefficient d'extraction varie .de 2,4 à 3,25 pour des concentrations de la couche aqueuse de 150 à 8,5 g par litre respectivement.

Dans une batterie d'extraction de 4 éléments on traite 1' acide par le 2.2.5.5. tétraméthyl-tétrahydrofurane en volumes égaux. On récupère ainsi 99,85% de l'acide cyanacétique initialement contenu dans la solution aqueuse. Le titre de l'acide extrait est de 40,7%-.

Le tétraméthyl-tétrahydrofurane qui bout à 115 . sert d'entraineur d'eau au cours de la déshydratation azéotropique ultérieure de l'extrait.

On ne sort pas du cadre de l'invention en traitant des solutions aqueuses contenant des mélanges d'acides aliphatiques, la- séparation de ces acides entre eux étant effectuée sur le mélange anhydre.

EXEMPLE :
Soit à récupérer les acides acétique et butyrique à partir d'un moût acéto-butyrique de fermentation contenant 2% d'acides totaux, dont 2/3 d'acide butyrique et 1/3 d'acide acétique-
EMI5.1
On utilisera comme solvant le 2Q2,-diméthyl-tétrahydrofurane dont le coefficient d'extraction est remarquablement élevé (supérieur à 3) malgré le bas titre du moût à extraire.

Dans ces conditions, il suffit de 0,5 volume de solvant pour 1 volume de solution à extraire pour récupérer 99,75% des acides initialement contenus dans le moût, en utilisant une batterie de 11 éléments.

L'extrait acide est alors déshydraté par les méthodes usuelles.
EMI5.2

Au cours de cette opération le 2,2.-di-méthyl-tétrahydroflurane qui bout à 90-92 joue le rôle d'entraineur d'eau. Le mélange d' acides anhydres ainsi obtenu est séparé en ses éléments par rectification.

On peut,sans sortir du cadre de l'invention, travailler à une

pression différente de la pression atmosphérique.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Perfectionnement à la fabrication des acides aliphatiques ( ( anhydres à partir de leurs solutions aqueuses par l'extraction au ( moyen d'un solvant et déshydratation azéotropique de l'extrait, perfectionnement caractérisé par l'application comme solvant pour RESUME l'extraction et, éventuellement, comme entraîneur pour la déshydra- tation subséquente, d'un composé de la classe du tétrahydrofurane tel EMI6.1 que le tétrahydrofurane lui-mme, le 2.néthyl-tétrativdrofurane, le 2.5-diméthyl-tétrahydro-"Urane, etc.,.ces composés pouvant 4tre uti- lisés seuls ou en mélange entre eux ou avec des hydrocarbures de points d'ébullition identiques ou très voisins.

2.- Un mode de réalisation du perfectionnement selon la revendication 1, dans lequel la déshydratation azéotropique est réali' sée en présence d'un entraîneur insoluble, en vue d'assurer en tous cas une décantation satisfaisante.

3.- Des modes de réalisation selon la revendication l, ou la revendication 2, dans lesquels on opère à une pression différente de la pression atmosphérique.

4,- Des modes d'exécution de l'extraction par solvant, selon l'une des revendications 1 à 3, en substance comme décrits dans les exemples donnés.