BE506332A

BE506332A -

Info

Publication number: BE506332A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE D'OXYDATION DE COMPOSES ORGANIQUES A L'AIDE D'ACIDE NITRIQUE 
AINSI QUE DISPOSITIF POUR   INEXECUTION   DE CE PROCEDE. 



     @   L'invention concerne un nouveau procédé pour l'oxydation de com- posés organiques à l'aide diacide, nitrique;, ainsi qu'un dispositif pour l'exé-   cution   de ce procède. 



   L'oxydation de composés organiques par l'acide nitrique était   réa-   lisée à ce jour presque exclusivement par l'emploi d'autoclaves, l'agitation nécessaire étant assurée par un agitateur mécanique. Selon un autre procédé, le mélange réactionnel peut être amené à circuler dans un serpentin sans fin à une vitesse nécessaire pour rendre l'écoulement turbulent (brevet britanni- que 633.354). L'agitation à l'aide de moyens mécaniques est. donc une caracté- ristique commune à-ces procédés antérieurs. 



   Les oxydations réalisées à l'aide d'autoclaves présentent des in-   convénients   importants. La capacité de chaque vase sous pression est relative- ment faible, les frais de remplacement et d'entretien du matériel sont élevés en raison de la corrosion et il subsiste un risque élevé d'interruption dans la production. En outre, il existe un risque d'explosion. D'autre part,   l'exé-   cution de la réaction par la mise en circulation du mélange réactionnel dans un tube spirale imposé des sollicitations importantes aux pompes, lesquelles sont exposées à des solutions corrosives très chaudes.

   Il existe un grand ris- que de colmatage,   -avec,   comme conséquence, des perturbations dans la   produc-   tion, notamment dans la fabrication de produits qui demeurent à l'état solide dans les conditions   viséeso   
La présente invention concerne un procédé qui ne comporte pas les désavantages précités et est caractérisée par un certain nombre d'autres avan- tages. Selon l'invention, une caractéristique du procédé réside entre autres dans l'absence d'agitateurs mécaniques, l'agitation étant assurée par les gaz qui s'échappent pendant l'oxydation, ou qui sont introduits dans le mélange réactionnel.

   La description ci-après du procédé et du dispositif propre pour exécuter une oxydation conforme à ce procédé, a pour but d'exposer ce procédé, sans toutefois que l'invention soit limitée à cette exécution particulière. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Le composé organique à oxyder et l'acide nitrique traversent un dispositif   (fig,   1) comportant un vase de réaction   principalement   vertical 1 de forme et de matière appropriées, entouré d'une chemise isolante 2 présen- tant des orifices d'entrée et de sortie 7, l'extrémité supérieure de ce vase de réaction étant reliée à un vase compensateur de pression 3 (réservoir à gaz), 
Les orifices d'entrée principaux pour les constituants précités se trouvent., à la partie inférieure du vase de réaction 4,5. Ces orifices d'entrée peuvent être munis d'ajutages comme montré en 5 dans la fige 2.

   Les produits de la réaction sont évacués du vase 1 par une sortie latérale 6, le réservoir équi- libreur de pression 3 étant muni d'accessoires appropriés tels qu'un purgeur, un manomètre, 'une lame de sûreté un thermocouple, afin de maintenir la pression et la température voulues des gaz recueillis dans le vase. L'é- coulement continu à partir du vase de réaction 1 à travers la sortie latérale 
6 maintient automatiquement la pression requise de sorte que le purgeur prévu sur le réservoir 3 ne doit pas nécessairement être employé, dans la plupart des cas. Le réglage de la pression est généralement obtenu en réglant la vitesse d'écoulement du mélange réactionnel.

   En divers points le long du vase de réac- tion 1 se trouvent fixés des thermocouples ainsi que des accessoires pour le prélèvement   d'échantillons, 'ces   dispositifs étant introduits afin de permettre un contrôle détaillé du cours de la   réaction..   



   A la suite d'un réchauffage adéquat des composés réactionnels, avant que ceux-ci ne soient introduits à la partie inférieure du tube, et d'u- ne concentration convenable de l'acide, la réaction s'amorce presque instan- tanément après l'entrée en contact des constituantso Les gaz, tels que les vapeurs nitreuses, le bioxyde de carbone et d'autres développés pendant la réac- tion s'élèvent avec le mélange réactionnel, déterminant ainsi une bonne agita- tion qui a pour effet un contact intime entre l'acide nitrique et les composés à oxyder. La réaction étant exothermique, la rapidité de cette réaction aug- mente par suite de la libération de la chaleur. Ceci est suivi d'un développe- ment encore plus énergique de gaz, ce dernier phénomène   étant.à   son tour sui- vi d'une agitation accrue.

   L'agitation ainsi renforcée conjointement avec l'action catalytique des vapeurs nitreuses, compensent l'influence de la fai- ble réduction de la concentration de l'acide, déterminant ainsi une uniformi- sation de la réaction. Ceci offre une large possibilité de contrôler le cours de la réaction. Un ayantage important réside dans le fait que le composé à oxyder est exposé à l'action catalytique des vapeurs nitreuses pendant un temps très long. Afin de permettre le chauffage ou le refroidissement, selon les besoins, du tube 1, celui-ci est entouré d'une chemise 2.

   Une caractéristique très importante réside dans le fait que, selon ce procédé, la durée de la réac- tion peut être réglée avec précision   dans:une   large mesure, ce qui permet de former un produit d'oxydation homogène en une opération continueo La présente invention permet un contrôle continu du cours de la réaction en divers points. 



   Pour renforcer davantage l'agitation, les parois intérieures du va- se de réaction peuvent être munies d'ailettes de guidage ou d'autres obstacles. 



   On peut également remplir le tube d'une substance inerte ou catalysante et in- suffler des gaz inertes ou catalysants dans le vase de réaction, à des niveaux voulus, afin de déterminer un contact supplémentaire entre les constituants du mélange réactionnel, au cas où cela pourrait être trouvé avantageux. De plus, on peut introduire, à des niveaux requis, des liquides qui, au contact de l'acide nitrique, émettent soit des gaz chimiquement inertes, soit des va- peurs nitreuses catalysantes, soit enfin des gaz participant à la réaction. 



   Le procédé selonl'invention permet d'exercer un effet de cette nature exacte- ment au stade voulu de la   réaction.   Il va de soi que l'on peut également introduire l'acide et/ou le composé organique dans le vase de réaction en di- vers points de celui-ci; par exemple, on peut pomper dans ce vase en divers niveaux un acide nitrique de concentration croissante, l'acide le plus dilué étant introduit au niveau le plus bas. 



   'L'invention décrite ci-dessus et représentée à titre d'exemple offre des avantages importants comparativement aux procédés antérieurs. Le ) dispositif est peu coûteux, ses frais d'entretien sont'réduits, et il peut être aisément employé dans les opérations sous haute'pression. L'invention permet d'effectuer des réactions sous haute pression avec une grande sécurité      

 <Desc/Clms Page number 3> 

 de fonctionnement et une capacité accrue,, ainsi qu'un risque d'explosion ré- duit, alors que des'réactions en autoclave sous la même pression auraient dé-   terminê   de grandes difficultés, notamment du point de vue technique. 



   Le procédé selon l'invention est applicable à une série de compo- sés organiques, que ceux-ci soient liquides dans les conditions ordinaires, gazeux ou solides. On peut mentionner les suivants à titre d'exemples : les hydrocarbures aromatiques-comprenant les groupes alcoyliques tels que le toluè- ne   éthylbenzène,   xylène, et   p-cymène,,   Les deux premiers fournissent l'acide benzoïque tandis que les acides mono- ou bicarboxylique peuvent être obtenus à partir des deux derniers, suivant les conditions de la réaction.

   En outre, les hydrocarbures aromatiques substitués., tels que les chloro- et nitrotoluè- nes, et les acides toluènesulfoniques, peuvent être oxydés;, en fournissant des acides benzoïques substituéso D'autres exemples sont fournis par le cyclohexa- nol, le cyclohexanone, le cyclohexane et les hydrocarbures appartenant à la série aliphatique. -Le charbon pulvérisé, ou de préférence la tourbe pulvérisée, peuvent être oxydés par l'acide nitrique, conformément au procédé selon l'in- vention. 



   REVENDICATIONS. 
 EMI3.1 
 



  SSS:S:=S:SSS:S;=:=SS=S:S:XS=X:S:3E:==!=:S:=:S:S=S=S:SS 
1. - Procédé et dispositif pour l'oxydation de composés organiques par l'acide nitrique caractérisés en ce que l'oxydation est exécutée en mar- che continue dans l'intérieur   d'un   vase de réaction placé dans le sens géné- ralement vertical, ce vase étant munià son extrémité inférieure, et en di- vers points situés entre ses extrémités, d'entrées pour les substances appelées à participer à la réaction ou à servir d'agents d'agitation ou de dilution, ce vase étant en outre muni à son extrémité supérieure d'un dispositif pour l'évacuation continue de produits de la   réaction,

     cette extrémité supérieure pouvant communiquer avec un réservoir fermé muni d'un dispositif pour le ré- glage de la pressions l'agitation nécessaire au cours de ladite oxydation étant assurée par les gaz émis au cours de la réaction ou insufflés dans le vase de réaction.

Claims

EMI3.2 z Procédé et dispositif selon la revendication 1;, caractér.sé:¯- en ce que l'agitation est assurée par les gaz émis en cours de réaction, ces gaz étant supportés par des ailettes de guidage.et d'autres obstacles defor- me convenable, fixés à la paroi inférieure du vase de réaction.

30 Procédé et'dispositif selon la revendication 1, Caractérisés en ce que l'agitation est assurée par l'insufflation 'de gaz''qui né participent pas à la réaction.

4. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'agitation est assurée par des gaz émis lors de l'introduction, dans le vase de réaction, d'une substance mise en présence des substances réaction= nelles proprement dites cette substance formant des gaz lorsqu'elle est mise en présence d'acide nitrique.

50 - Procédé et dispositif selon la revendication1, caractérisés en ce que l'oxydation s'effectue à une température supérieure à 150 G.

6. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'oxydation est effectuée sous une pression supérieure à la pression atmosphérique.

7. - Procédé et dispositif selon les revendications 1, 2 et 5, caractérisés en ce que l'oxydation est effectuée sous une pression non inférieu- re à 20 Kg/em2.

8. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que la pression à l'intérieur du vase de réaction est maintenue au ni- veau voulu en réglant le débit du mélange réactionnel.

90 = Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'oxydation est effectuée au moyen d'acide nitrique dilué, <Desc/Clms Page number 4> 10. - Procédé et dispositif selcn la revendication 1, caractérisés en ce que le vase de réaction est rempli dans une certaine mesure d'une sub- stance catalysante solideo 11. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que la totalité ou une partie de l'acide nitrique est introduite à un niveau autre que le composé à oxyder.

12. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'acide nitrique est introduit, sous diverses concentrations, en différents niveaux, afin de maintenir la concentration de l'acide dans la vase de réaction à une certaine valeur favorable dans toutes les parties de ce vase.

13.- Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que le composé à oxyder est un gaz.

14. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que le composé à oxyder est un liquide.

15. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'une substance solide suspendue dans un liquide est introduite à l'ex- trémité inférieure du vase de réaction.

16. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés par l'introduction, à l'extrémité inférieure, d'une substance solide fluidifiée dans un gaz.

17. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'une ou plusieurs substances appelées à participer à la réaction sont introduites en différents niveaux.

18. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que la réaction est catalysée par un gaz insufflé dans le vase de réac- tiono 19. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que la réaction est catalysée par un liquide introduit conjointement avec les substances réactionnelles.

20. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que la réaction est catalysée par un gaz émis par la mise en contact d'un liquide et de l'acide nitrique, ce liquide étant introduit conjointement avec les.substances réactionnelles.

21. - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'un catalyseur à l'état pulvérisé est introduit en suspension dans le vase de réaction.

220 - Procédé et dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce que le vase de réaction est partiellement rempli d'une substance inerte.