<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements au raffinage de nitriles oléfiniques bruts ".
La présente invention se rapporte au raffinage de nitriles oléfiniques bruts, c'est-à-dire de nitriles qui peuvent être hydrolysés en acides oléfiniques.
La déshydratation d'une alcoylène cyanhydrine fournit des proportions équimoléculaires du nitrile oléfinique correspondant et de l'eau, qui peuvent être recueillis sous forme de deux couches partiellement miscibles entre elles. Après séparation, on constate que la couche supé- rieure est de façon prédominante du nitrile contenant un peu d'eau, tandis que la couche inférieure est de façon @ /
<Desc/Clms Page number 2>
prédominante de l'eau contenant un peu de nitrile.
Par exemple, dans la production d'acrylonitrile pro- venant de la déshydratation d'éthylène cyanhydrine, on constate que la couche supérieure de nitrile du produit contient de 4 à 5 % d'eau, tandis que la couche inférieure ou couche d'eau peut contenir de 5 à 8 % de nitrile.
Par conséquent, dans la fabrication des nitriles oléfi- niques , il est essentiel de disposer d'un procédé par lequel le produit brut peut être raffiné à l'état sec pur.
L'objet principal de la présente invention réside dans un procédé de raffinage d'un nitrile oléfinique brut par lequel le produit peut être facilement obtenu exempt d'eau. L'invention a encore pour objet important d'obte- nir un nitrile oléfinique à l'état pur par un procédé n'exigeant que des appareils simples avec des rendements élevés.
Le procédé selon l'invention pour le raffinage d'un nitrile oléfinique brut contenant de l'eau consiste à distiller, à partir de ce nitrile brut, un mélange azéo- tropique du nitrile et d'eau, et à séparer l'eau du dis- tillat.
Il a été découvert que des nitriles oléfiniques satu- rés d'eau distillent azéotropiquement dans des proportions telles que le pourcentage en poids d'eau dans le distillat dépasse la solubilité d'eau dans le nitrile, et par conséquent le distillat se sépare en deux couches. Une gran de proportion de l'eau peut par suite être éliminée d'e la solution saturée en plaçant un séparateur d'eau dans la partie supérieure au tête d'une colonne de reflux et en soumettant de façon continue la solution au reflux.
A mesure que l'eau est éliminée de la solution,le pour- centage d'eau dans le distillat diminue, et finalement
<Desc/Clms Page number 3>
devient égal à la solubilité de l'eau dans le nitrile. A ce moment, on enlève le séparateur d'eau dans la colonne et on élimine par distillation azéotropique la petite fraction d'eau restant dans le nitrile . Ce mode opéra- toire présente l'avantage de réduire à un degré très con- sidérable le volume des produits de tête .
En référence aux dessins ci-joints :
La fig. 1 est un diagramme de fabrication selon un mode préféré de réalisation de l'invention; la fig. 2 représente un mode opératoire modifié ; la fig. 3 représente encore une autre variante.
Comme représenté sur la fig. 1, une certaine quanti- té d'un nitrile oléfinique brut, tel que par exemple un mélange brut d'acrylonitrile et d'eau (1), produit,par exemple par la déshydratation d'éthylène cyanhydrine, est séparé (en 2) en deux couches. La couche supérieure d'eau (3), contenant de 5 à 8 % d'acrylonitrile, est en- levée et est agitée (en 4) avec environ deux fois son volume de xylène. Le mélange se sépare en deux couches lorsqu'on l'abandonne à lui-même. La couche inférieu- re consistant principalement en eau, est enlevée (en 5) et est jetée au rebut (en 6). La couche supérieure de xylène, contenant l'acrylonitrile (en 7), est réunie à la couche initiale d'acrylonitrile contenant de $ 4 à 5 % d'eau (en 8).
Le xylène déplace, dans le séparateur (9), une petite quantité d'eau à partir du mélange . Cette couche d'eau est enlevée (en 10) et renvoyée à la couche initiale d'eau contenant un peu d'acrylonitrile (en 3).
La couche restante (11) d'acrylonitrile, de xylène et d'eau dissoute est fractionnée dans un appareil de distilla- tion fractionnée (12) travaillant avec reflux sensi- blement total du nitrile . L'eau et le nitrile forment un mélange azéotropique dans la colonne de reflux. Dans
<Desc/Clms Page number 4>
un intervalle de température de 70 à 75 , on condense ce mélange de reflux à la partie supérieure de la colonne de reflux et on laisse déposer en deux couches. La couche supérieure de nitrile revient dans l'appareil de distilla- tion, tandis que la couche inférieure d'eau est enlevée en 13 et est renvoyée à la couche initiale d'eau contenant un peu d'acrylonitrile (en 3). Il se forme une faible quan- tité de polymère de nitrile pendant le fractionnement, (en 14).
On enlève (en 15), à partir du contenu de l'ap- pareil de distillation à une température de 75 à 77 C, une fraction d'acrylonitrile humide (en 16), qui est renvoyée à la couche initiale d'acrylonitrile contenant de l'eau (en 8). Du produit obtenu (en 17) à la sortie de l'appareil de distillation (15) et contenant du nitrile oléfinique sec, du solvant hydrocarboné et du polymère, l'acrylonitri- le sec est séparé par distillation fractionnée à 77-78 C, (en 18). Le résidu de distillation (en 19) , consistant en polymère et xylène, est filtré (en 20); le xylène recueilli (en 21) est renvoyé (en 22) pour être utilisé à nouveau dans le cycle d'opérations; le polymère recueilli (en 23) est jeté au rebut (en 24) ; l'acrylonitrile sec raffiné recueilli (en 25) est emmagasiné (en 26).
Comme représenté sur la fig. 2, une certaine quantité d'un liquide oléfinique brut, tel que par exemple un mélange brut d'acrylonitrile et d'eau (31), produit comme indiqué ci-dessus, est séparé en deux couches (en 32). La couche inférieure d'eau, contenant de 5 à 8 % d'acryloni- trile (en 33), est enlevée et agitée (en 34) avec environ deux fois son volume de xylène . Le mélange, abandonné à lui-même, se sépare en deux couches. La couche inférieu- re, consistant principalement en eau, est enlevée, (en 35) et jetée au rebut (en 36). De la couche supérieure (en 37), l'acrylonitrile est séparé du xylène par distillation (en @
<Desc/Clms Page number 5>
38).
Le résidu de l'appareil de distillation, consistant en polymère et xylène (en 39), est filtré (en 40), et le xylène (en 41) est renvoyé en 42) dans le cycle d'opé- rations ; le polymère recueilli (en 43) est jeté au rebut (en 44). La couche initiale d'acrylonitrile (en 45) , con- tenant de 4 à 5 % d'eau, est fractionnée dans un appareil de distillation fractionnée (46), travaillant avec reflux sensiblement total du nitrile . L'eau et le nitrile for-, ment un mélange azéotropique dans la colonne de reflux Dans un intervalle de température de 70 à 75 C, on condense ce mélange de reflux à la partie supérieure ou tête de la colonne de reflux et on laisse déposer en deux couches.
La couche supérieure de nitrile est renvoyée à l'appareil de distillation, tandis que la couche infé- rieure d'eau est enlevée (en 47) et est renvoyée à la couche initiale d'eau contenant un peu d'acrylonitrile (en 33) . Il se forme une petite quantité de polymère de nitrile pendant le fractionnement.
L'acrylonitrile provenant (en 48) de l'extraction de la couche initiale d'eau par du xylène est ajouté au contenu de l'appareil de distillation (en 49). Une fraction d'acrylonitrile humide est ensuite enlevée par distillation (en 50) à une température de 75-77 C, est recueillie (en 51) et est renvoyée à la couche initiale d'acrylonitrile contenant de l'eau (en 45). Du produit de l'appareil de distillation (50) obtenu (en 52), l'acrylonitrile sec est séparé du résidu de polymère par distillation à une température de 77-7$ C (en 53) et est recueilli à l'état raffiné sec (en 54) et emmagasiné (en 55), tan- dis que le résidu de polymère recueilli (en 56) est jeté au rebut (en 57).
En raffinant un nitrile oléfinique brut, tel que par exemple de l'acrylonitrile brut, comme représenté
<Desc/Clms Page number 6>
par le diagramme de fabrication de la fig. 3, on laisse le produit brut (en 60) se séparer (en 61) en deux couches.
La couche inférieure d'eau contenant un peu de nitrile est enlevée (en 62) et jetée au rebut (en 63). La couche supé- rieure d'acrylonitrile contenant un peu d'eau (en 64) est fractionnée dans un appareil de distillation fraction- née (en 65) travaillant avec reflux sensiblement total du nitrile . L'eau et l'acrylonitrile forment un mélange azéotropique dans la colonne de reflux. Dans un inter- valle de température de 70 à 75 C, ce mélange est con- densé dans la tête de la colonne de reflux et on le laisse déposer en deux couches. La couche supérieure de nitrile revient dans l'appareil de distillation,tandis que la cou- che inférieure d'eau est enlevée (en 66) et jetée au rebut (en 67) .
Du contenu (68) de l'appareil de distilla- tion (65), une fraction d'acrylonitrile humide est sépa- rée par distillation fractionnée à une température de 75-77 C ( en 69) , est recueillie (en 70) et est envoyée à la couche initiale d'acrylonitrile contenant de l'eau (en 64) . Du produit, obtenu (en 71) à la sortie de l'appa- reil de distillation (69) et contenant le nitrile oléfini- que sec et le polymère , l'acrylonitrile sec est séparé du résidu de polymère par distillation à une température de 77-78 C ( en 72); l'acrylonitrile sec raffiné est recueilli (en 73) et emmagasiné (en 74), tandis que le résidu de polymère recueilli (en 75) est jeté au rebut (en 76).
En appliquant le mode opératoire représenté par le diagramme de fabrication de la fig. 3, on permet à un mélange brut de nitrile crotonique et d'eau,pro- venant par exemple de la déshydratation de propylène cy- anhydrine , de se séparer en deux couches. La couche in- férieure d'eau contenant un peu de nitrile crotonique est
<Desc/Clms Page number 7>
enlevée et jetée au rebut . La couche supérieure, qui consiste de façon prédominanante en nitrile crotonique contenant un peu d'eau, est séchée par distillation azéotro- pique dans un appareil de distillation fractionnée. L'eau et le nitrile crotonique forment un mélange azéotropique, bouillant à une température d'environ 85 C, qui se condense à la partie supérieure de la colonne de reflux de l'appareil dé distillation et qu'on laisse déposer en deux couches.
La couche supérieure de nitrile crotonique ' est ramenée à l'appareil de distillation, tandis que la couche inférieure d'eau est enlevée et jetée au rebut.
Les isomères de nitriles sis- et trans-crotoniques sont ensuite séparés par distillation fractionnée à partir du contenu de l'appareil de distillation aux températures de 107,5-108,5 C et 119,0- 120,5 C, respectivement.
Des solvants de nitriles oléfiniques , qui ne sont miscibles à l'eau, tels que benzène, toluène , xylène et analogues, conviennent pour l'extraction du ni- trile oléfinique à partir de la couche d'eau.
D'autres éléments de la série des nitriles oléfini- ques dans un état brut semblable peuvent être raffinés conformément au procédé décrit, en utilisant des tempéra- tures appropriées dépendant du nitrile choisi.
On comprendra qu'on peut, sans s'écarter du cadre de l'invention, apporter de nombreuses modifications aux modes dpératoires particuliers décrits.
REVENDICATIONS --------------
1. Procédé de raffinage d'un nitrile oléfinique brut contenant de l'eau, caractérisé en ce qu'on distille à partir de ce nitrile brut, un mélange azéotropique du nitrile et d'eau, et :' 'on sépare l'eau de distillat.