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Procédé et, dispositif pour la, réalisation de condensations au moyen de chlorure, d'aluminium.
La condensation de substances organiques. suscepti- bles de réaction en présence de chlorure d'aluminium, qui est connue sous le nom de réaction de Friedel-Kraft, a pris une grande importance, dans la synthèse organique. 'Ces. condensations sont effectuées le plus souvent de telle manière que les deux participants de la- réaction sont mis ensemble dans un rapport déterminé', soit, tels quels, soit. en présence, d'un,solvant in- différent comme'par. exemple le tétrachlorure de carbone, l'he- ' xane, etc.. Le chlorure d'aluminium s'e trouve sons une forme solide ou dissoute dans: le: récipient, de réaction.
Lors du tra- vail, des charges prenant naissance lors du fonctionnement dis- continu, on a observé. que les produits, de réaction!, entrent avec le chlorure d'aluminium dans des combinaisons doubles qui sont plus ou moins stables. Le rendement des produits obtenu sui- vant ce procédé ne peut'pas être augmenté directement car le chlorure d'aluminium n'est pas un contact sélectif et la. pro- duction de réactions accessoires ne, peut être empêchéeque très difficilement.
Suivant une proposition non publiée, on effectue la réaction dans des cas particuliers de façon continue et on-
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emploie,à la place d'une cuve de réaction, un tuyau de réac- tion qui est rempli de la substance de contact sur laquelle on conduit le mélange de réaction sous la forme liquide.
Par variation du temps de séjour et des proportions. du mélange, la conduite de l'allure de la réaction est ici déjà facilitée. Une autre proposition non'pub liée part de l'idée d'employer à la place du chlorure d'aluminium, en cas d'uti- lisation d'une matière de départ contenant un halogène, par exemple de paraffines chlorées, de l'aluminium métallique qui ast additionned une petite quantité de chlorure d'aluminium.
L'acide chlorhydrique devenant libre forme alors avec l'alu- minium du nouveau chlorure d'aluminium. Il a finalement été proposé déjà (proposition non publiée), pour mieux commander la réaction, de maintenir constamment rempli de liquide le tuyau de contact rempli de copeaux d'aluminium en vue de ren- dre encore plus uniforme le temps de contact. Dans tous ces procédés, la consommation de chlorure d'alumimium ou de l'a- luminium est toutefois très élevée et dépasse la mesure cata- lytique car la. quantité des combinaisons doubles de chlorure d'a1u.m.i1JLium formées est le plus souvent très élevée et par celles-ci une grande partie de la surface de contact est sous- traiteà la réaction.
En outre, la grandeur et la nature de la surface du contact ont une importance déeisive pour la rapidité et la nature da l'allure de la réaction et varient, avant tout, en cas d'emploi d'aluminium métallique, fortement pendant la réaction. Des réactions qui doivent être réalisées à une échelle, industrielle en grand échouent à cause de la grande quantité de cont,acts qui est nécessaire pour ces réactions, soit sous la forme de chlorure d'aluminium, soit sous la forme d'aluminium métallique.
Il a maintenant été découvert que tous ces inconvénients peuvent être évités par le procédé de la présente inven- tion. Si on veille en effet à ce que la combinsiison double de chlorure d'aluminium reste dans la chambre de réaction et si on fait passer constamment du mélange de réaction frais dans celle-ci, la consommation de contact s'abaisse à une valeur
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réellement catalytique, la. réaction peut être rendue continue et, n'est en outre pas 'dépendante de la variation dans le temps de la surface, car 'le. contact est liquide et ne change donc pas de surface.
Par la possibilité de maintenir petit et àvant tout constant le. temps de contact, )la sélec- tivité du procède est assurée. Une petite partie du liquide de contact se perd par solution dans le mélange de réaction et peut être remplacée par addition de minimes quantités de chlorure d'aluminium ou d'aluminium. Ce procédé se réalise avantageusement dans un récipient de réaction, qui. est formé de deux tubes de diamètres différents placés l'un dans l'autre, c'est à dira analogue au siphon d'un bassin à eau, On remplit le tube de copeaux d'aluminium ou de. chlorure d'aluminium et on fait commencer ;La. réaction par- addition du mélange de réaction..
On a. trouvé avantageux un remplissage de pierres ponces qui produit un meilleur contact entre le liquide de contact et le mélange de réaction. On a fait, en outre, la: constatation qu'un mélange de réaction nouvellement chargé ne reste pas sur la couche spécifiquement plus lourde des combinaisons 'doubles de chlorure d'aluminium ou ne refoule pas celle-ci, mais que. la mélange de réaction s'introduit dans le liquide de contact et jaillit à travers celui-ci. On parvient ainsi, à maintenir le Liquide de contact dans le tuyau et à l'employer toujours pour la réaction de nouvelles quantités du mélange de réaction..
Les rendements obtenus avec ce mode de travail sont exactement-aussi élevés qu'en cas d'emploi des. procédés connus et ont avant: tout le grand avantage que dune part la consommation de contact est notablement plus petite et que d'autre part la: réaction s'effecttue plus uniformément car la prise entre le contact et le liquide de réaction est toujours la même. Finalement, l'évacuation de chaleur hors de ce mélange peut-se réaliser convenablement et facilement.
Comme dans tous les. procédés, en vue. de la production de rendements plus favorables, on travaille avec un solvant indifférent ou avec emploi d'un excès d'un des. participants de la
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réaction, l'utilisation, d'un procédé à circuit direct n'a pas été possible jusqu'à présent ou bien on devait effectuer tout au moins une décomposition du mélange de réaction, car autrement le mélange de réaction commence à réagir avant d'avoir atteint la chambre de contact par suite de quantités entraînées de combinaisons doubles de chlorure d'aluminium, en cas d'addition des quantités de matières déjà consommées.
La décomposition, qui est.. effectuée d'habitude au moyen d'eau ou d'acide chlorhydrique dilué implique un traitement supplémentaire pour l'élimination de l'esu qui troublerait de façon sensible la condensation. On peut effectuer également, en cas de position appropriée des points d'ébullition des matières employées, une séparation par distillation. Il est finalement possible pour certains groupes de substances d'effectuer l'inactivation du mélange de réaction par chauffage. Tous ces procédés ont l'inconvénient qu'ils intercalent une phase supplémentaire dans le procédé, phase qui est liée soit à une consommation, de matière pou.r le séchage, soit à une consommation considérable de chaleur.
Il a été découvert que l'on peut simplifier considérablement le mode de travail par le fait que le mélange de réaction'est amené immédiatement à la chambre de réaction et que les quantités de matières utilisées sont ad-jointes sagement au mélange de réaction immédiatement avant qu'il atteigne la. chambre de contact. On ajoute tout d'abord le mélangea participants de la réaction jusqu'à ce qu'il s'établisse un rapport pour lequel la réaction fournit les rendements les plus favorables. On soutire ensuite, avec amenée simultanée de nouvelles quantités de matières, toujours une quantité telle de mélange de réaction que le rapport désiré des participants de la réaction, l'un par rapport à l'autre ou par rapport au diluant reste conservé.
Si on travaille avec un diluant, sa quantité doit naturellement être constamment complétée pour que le rapport correct puisse être conservé.
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Les avantages du proaédé de la présente invention se- ront expliqués par la comparaison d'un essai suivant un procédé connu utilisant 'un tuyau de réaction rectiligne, et d'un second essai suivant le procédé de la présente invention.
L'objet de ces essais est la fabrication de prapylbenzène à partir de benzène et de chlorure de propyle.
Premier essai.-
100 parties de benzène et 10 parties de chlorure de propyle sont conduites à 16 , avec un temps de séjour de 7 minutes, sur des copeaux d'aluminium se trouvant dans un tuyau et qui ont été additionnés de chlorure d'aluminium.
Il se forme deux couches, une couche plus lourde, qui comprend principalement la combinaison double de chlorure d'aluminium, et une couche plus légère qui comprend du benzène ntayant pas réagi et les produits, de réaction. La couche légère est séparée de la couche lourde et envoyée .de nouveau dans la chambre de réaction, un mélange de parties égales de chloru- re de propyle et de benzène étant de nouveau amené immédia- tement devant la chambre de contact. La réaction est conti- nuée jusqu'à ce que le rapport des quantités introduites de chlorure de propyle et de benzène vale environ 0,50. Il se produit du propylbenzène avea un rendement de 70% rapporté au chlorure de propyle introduit. Las. consommation d'aluminium vaut 6 (d'après le propylbenzène obtenu).
Deuxième essai.
Un'tuyau double rempli de copeaux d'aluminium qui cor- respond au dispositif de la revendication 3 est chargé au moyen d'un mélange de 10 parties de benzène et d'une partie de chlo- rure. de propyle jusqu'à ce que tout l'aluminium se soit dis- sous. Un mélange de 100: parties de benzène et de 10 parties de chlorure de propyle est alors conduit à travers cet appa- reil également à 16 et la couche légère sortante est amenée de nouveau par le hàut à la chambre de réaction d'une manière analogue à celle de l'exemple- 1, après adjonction des quantités consommées de benzène et de chlorure de propyle. Cette opé-
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ration est répétée jusqu'à de que le rapport de la quantité d'ensemble introduite de chlorure de propyle et de benzène vale 0,50.
Le rendement en propylbenzène, rapporté au chlorure de-propyle chargé, vaut 71%. La consommation d'aluminium est inférieure à 1%.
Le dessin représente schématiquement le dispositif pour la réalisation du procédé suivant l'invention. Le récipient de réaction consiste essentiellement en deux tuyaux 1 et 2 placés l'un dans l'autre, de diamètres différents, parmi lesquels le tuyau extérieur 1 est fermé du bas par un robinet 3 et rempli de pierre ponce 4. Le mélange de réaction est amené par l'ouverture: supérieure 5 dans le tuyau intérieur 2 et mélangé ' convenablement,par le remplissage de pierre ponce,-au liquide de contact se trouvant dans la récepient de réaction. Le produit de réaction est enlevé par la conduite de trop-plein 6 du tuyau extérieur 1.
EMI6.1
R a v e n à 1 a a. t 1 o n s.
1.- Procédé pour la réalisation'de condensat ions au moyen de chlorure d'aluminium par l'action- de chlorure d'aluminium sur un mélange liquide de substances organiques susceptibles de réaction, en un mode de travail continu, moyennant l'emploi d'un participant de réaction en excès et à l'aide d'un solvant indifférent, avec chambre de réaction constamment remplie de liquide, en particulier procédé pour alkyler du benzène au moyen de chlorure de propyle en présence de chlorure d'aluminium, caractérisé en ce que le mélange, prenant naissance lors de la réaction, de combinaisons doubles de chlorure d'aluminium est employé comme substance de contact et en ce que le mélange de réaction frais entrant pétille à travers cette substance.