BE466807A

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Publication number: BE466807A
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Description


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  Procédé de fabrication de phénol à partir de monochlorbenzène. 



   On sait que le monochlorbenzène peut être hydrolysé par de la vapeur d'eau pour donner du phénol suivant   l'équation:   
 EMI1.1 
 
Cette réaction est facilitée par l'emploi de cataly- seurs connus, tels que: gel de silice ou silicates métalliques imprégnés ou non de sels ou d'oxydes métalliques. Parmi ces sels le chlorure cuivreux se montre particulièrement actif. 



   Selon ces procédés, on fait passer des vapeurs de mono- chlorbenzène et d'eau sur un empilage de catalyseur porté à tempé- rature convenable. Lors du passage sur cet empilage une partie seu- lement du monochlorbenzène et de l'eau sont transformés en phénol. 



  Les gaz sortant du four d'hydrolyse comprennent donc: du mono- chlorbenzène, de l'eau, du chlorure d'hydrogène et du phénol. 



   Il est connu d'extraire le monochlorbenzène de ce mé- lange par distillation sous forme de l'hétéroazéotrope qu'il -- 

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 forme avec l'eau; le résidu de cette distillation contenant le chlorure d'hydrogène, le phénol et l'eau se scinde en deux couches qui peuvent être séparées par décantation. 



   Parmi les catalyseurs préconisés pour activer la réac- tion d'hydrolyse, la demanderesse donne la préférence à du chlorure cuivreux imprégnant des silicates métalliques. Pour maintenir constat te la concentration en chlorure cuivreux il est nécessaire de satu- rer en CuCl le mélange de vapeurs C6H5C1 et H2O avant leur passage sur le catalyseur, la saturation se faisant par exe.nple par barbo- tage dans du CuCl fondu. Mais, dans cette phase de la saturation, une partie des chlorures cuivreux est hydrolysée avec dépôt de cui- vre métallique, ce qui rend nécessaire l'introduction, dans l'hy- drolyseur, d'une faible proportion de chlorure d'hydrogène. 



   L'invention a pour but de réaliser la fabrication de phénol par hydrolyse du monochlorbenzène en présence de chlorure cuivreux comme catalyseur dans des conditions telles que le chlo- rure d'hydrogène à introduire dans   l'hydrolyseur   soit fourni di- rectement par distillation du mélange sortant de cet appareil. 



  Le procédé est, dans son ensemble, basé sur la distillation azéo- tropique des systèmes formés par le monochlorbenzène, l'eau, le phénol et le chlorure d'hydrogène, et comporte la formation d'azéotropes qui, dans chacune des phases du procédé, répondent à un but déterminé. 



   A cet effet suivant l'invention, les produits de la réaction d'hydrolyse, additionnés de nouvelles quantités de mono- chlorbenzène et d'eau, sont introduits dans une colonne de distil- lation alimentée en tête par une quantité d'eau telle qu'il se forme, à côté de l'hétéroazéotrope'binaire C6H5C1 H20, un hétéro-      azéotrope ternaire C6H5C1 H20 - HC1 qui, introduit dans l'hydro- lyseur, y apporte l'acide chlorhydrique nécessaire pour éviter le dépôt de cuivre métallique aux dépens du catalyseur tandis que le 

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 résidu de la distillation est traité pour en extraire le phénol      et l'acide chlorhydrique formés. 



   Tandis que dans les procédés connus, lorsqu'on distille le mélange de phénol, de monochlorbenzène, d'acide et d'eau, on sépare l'hétéroazéotrope binaire   C6H5Cl -   H20 qui retourne à l'hy- drolyse, dans l'exécution de la présente invention on réduit inten- tionnellement la quantité d'eau du mélange, malgré la légère perte de rendement d'hydrolyse que provoque cette diminution. Ce léger inconvénient est cependant plus que compensé par l'avantage réalisé par l'obtention, en tête de la colonne de distillation, d'un mé- lange d'hétéroazéotropes binaire et tertiaire qui contient une quantité de H Cl suffisante pour éviter l'apparition de cuivre métallique dans le saturateur à chlorure cuivreux. 



   L'opération se fait par exemple conformément au schéma du dessin annexé. 



   La réaction C6H5Cl   +   H20   @     C6H50H   + HC1 s'accom- plit dans un four hydrolyseur 1; le mélange sortant du four, addi- tionné en a et b de nouvelles quantités de monochlorbenzène et d'eau est mis à distiller dans la colonne 2 qui d'autre part reçoit   par ±   une quantité d'eau suffisamment faible pour que se produise l'hétéroazéotrope ternaire   C6H5Cl -   H Cl - H20. Ce mé- lange passe alors dans un bainde CuCl fondu 7 et retourne à l'hydro- lyseur 1. 



   Au bas de la colonne 2 sortent le phénol fabriqué, de l'acide chlorhydrique et de l'eau. Le mélange éventuellement re- froidi à la température ambiante se sépare en deux couches dans le vase 3; la couche supérieure contient principalement du phénol et relativement peu d'eau et d'acide tandis que la couche infé- rieure est surtout riche en acide chlorhydrique et contient peu de phénol. 



   Du vase 3 les liquides des deux couches sont envoyés séparément dans deux colonnes de distillation 4, 5 fonctionnant 

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 à la même température dans leur partie supérieure de manière à fournir chacune à côté d'une certaine quantité d'azéotrope binaire C6H5OH- H20 l'azéotrope ternaire C6H5OH HC1 H20 bouillant à 107,3 C et contenant, par Kgr., 158 gr. de HC1, 194 gr.de C6H5OH et 648 gr. d'eau. 



   Les distillats de ces deux colonnes sont condensés et recueillis dans le décanteur 6 où ils se séparent en deux couches d'où les liquides sont ramenés respectivement dans la colonne 4 dont le contenu s'enrichit progressivement en phénol et dans la colonne 5 dont le contenu s'enrichit en acide chlorhydrique. 



   La première colonne débite en d le phénol fabriqué, la seconde fournit en e de l'acide chlorhydrique de concentration élevée, de l'ordre de 20%. 



    EXEMPLE.-   
On introduit dans l'hydrolyseur 1 garni de chlorure cuivreux sur un silicate métallique maintenu à la   température   de 450  C, 13.290 gr. de monochlorbenzène, 5. 980 gr. d'eau et 22 gr. de chlorure d'hydrogène. Les vapeurs sortant du four sont, après adjonction en a   et.±   de 1329 gr. de monochlorbenzène et de 213 gr. d'eau, introduites dans une colonne 2 dont la tête est maintenue à 97 C et alimentée en C de 1768 gr. d'eau. Il sort en tête de la colonne 13.290 gr. de monochlorbenzène, 5. 980 gr. d'eau et   22   gr. de chlorure d'hydrogène qui, après barbotage en 7 dans du chlorure cuivreux fondu retournent au four d'hydrolyse 1. 



   Le mélange qui s'écoule au bas de la colonne contient 1. 000 gr. de phénol, 431 gr. de chlorure d'hydrogène et 1. 768 gr. d'eau. Ce mélange est refroidi à la température ambiante dans un décanteur 3 où il se sépare en deux couches. 



   La couche supérieure contient 914 gr. de phénol, 26 gr. de chlorure d'hydrogène et 107 gr. d'eau tandis que l'inférieure contient 86 gr. de phénol, 405 gr. de chlorure d'hydrogène et 1. 661 gr. d'eau. 

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   Les liquides sont introduits séparément dans les colon- nes 4 et 5 à la tête desquelles règne une température de 107,3 C 
La colonne 4 donne comme distillat 32 gr. de phénol, 26 gr. de chlorure d'hydrogène et 107 gr. d'eau. La colonne 5 four- nit de son côté 86 gr. de phénol, 67 gr. de chlorure d'hydrogène et 310 gr. d'eau. Ces distillats sont condensés et réunis en un dé- canteur 6 où ils se séparent en deux couches, qui refluent respec- tivement dans les colonnes 4 et 5 lesquelles, en régime établi restituent comme résidus, la première 1000 gr. de phénol, la se- conde 431 gr. de chlorure d'hydrogène sous forme d'une solution à environ 20%. 



   L'invention n'est pas limitée au traitement des distil- lats des colonnes 4 et 5 tel que décrit. Suivant une variante ces distillats sont mélangés au résidu de la colonne 2 et renvoyés avec ce liquide vers les colonnes 4 et 5 par l'intermédiaire du décanteur 3. 



   REVENDICATIONS      
1.- Procédé pour la fabrication de phénol par hydrolyse de monochlorbenzène en présence de chlorure cuivreux comme cata- lyseur, caractérisé en ce que les produits de la réaction, addi- tionnés de nouvelles quantités de monochlorbenzène et d'eau, sont introduits dans une colonne de distillation alimentée en tête par une quantité d'eau telle qu'il se forme, à côté de l'hétéroa- zéotrope binaire C6H5C1 H20 , un hétéroazéotrope ternaire   C6H5Cl -   H20 - HC1 qui, introduit dans l'hydrolyseur, y apporte l'acide chlorhydrique nécessaire pour éviter le dépôt de cuivre métallique aux dépens du catalyseur tandis que le résidu de la distillation est traité pour en extraire le phénol et l'acide chlorhydrique formés.

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé <Desc/Clms Page number 6> ce que le mélange de l'hétéroazéotrope binaire C6H5Cl - H20 et de l'hétéroazéotrope ternaire C6H5Cl - H20 - HC1 barbote dans un bain de chlorure cuivreux fondu avant d'être introduit dans l'hydro- lyseur.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que le résidu de la colonne de distillation est séparé en deux couches dont chacune est envoyée dans une colonne de dis- tillation, les têtes de ces colonnes fonctionnant à la température de formation d'un azéotrope ternaire C6H50H - HCl - H2O, les dis- tillats des dites colonnes étant réunis et, par décantation, sé- parés en deux couches dont la première plus riche en phénol, la seconde plus riche en acide chlorhydrique refluent respectivement dans les colonnes de séparation de phénol et d'acide chlorhydrique.

4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que, dans le but de provoquer une distillation azéo- tropique dans la colonne qui suit l'hydrolyseur et d'obtenir en fin d'opération de l'acide chlorhydrique concentré, on consent à une légère perte de transformation des produits de départ en rédui- sant le rapport H2O C6H5Cl dans l'hydrolyseur.

5. - Variante du procédé suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le mélange des azéotropes sortant des colon- nes de concentra-tion du phénol et de l'acide chlorhydrique est joint aux résidus de la première où par séparation en deux couches de composition différente les liquides sont renvoyés respecti- vement à ces deux colonnes.

6. - Procédé pour la fabrication de phénol par hydrolyse de monochlorbenzène en présence de chlorure cuivreux comme cata- lyseur, en substance comme ci-dessus' décrit.