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PROCEDE DE DESHYDRATATION.DES EXTRAITS PAR SOLVANTS DES ACIDES
GRAS VOLATILS.
La présente invention a pour but d'obtenir des acides gras vo- latils, anhydres, à partir de solutions aqueuses de ces acides, extraites par un solvant lui-même volatil et non miscible à l'eau.
La présente invention a plus particulièrement pour but d'obtenir des acides gras volatils, anhydres, à partir de solutions aqueuses relative- ment concentrées (concentration d'acide > 18 %) de ces acides, extraites par un solvant lui-même volatil et non miscible à l'eau.
Un but secondaire de l'invention est d'éviter une dépense trop importante de chaleur lors de la distillation de mélanges azéotropiques com- prenant un solvant riche en eauo
Il est de pratique courante dans l'industrie d'extraire de leurs solutions aqueuses les acides gras volatils (formique, acétique, propionique, butyrique) au moyen de solvants non miscibles à l'eau.
On utilise générale- ment dans ce but des solvants à bas point d'ébullition comme l'oxyde d'éthy- le, l'oxyde d'isopropyle, l'acétate d'éthyle, le propionate de méthyle, le tétrahydrométbylfurane parce que ceux-ci se séparent facilement par distilla- tion de l'acide gras extraite
Après extraction, l'acide,.initialement contenu dans la solution aqueuses est passé dans le solvant qui, en même temps, a dissous une quantité d'eau d'autant plus grande que la concentration en acide de la solution aqueu- se est plus élevée.
Or., on sait que les meilleurs solvants des acides gras volatils sont aussi ceux qui dissolvent le plus d'eau. C'est ainsi que l'ex- trait de l'acide dans le solvant contient d'autant plus d'eau que la concen- tration initiale en acide est plus élevée et que le solvant est meilleure
Par une distillation simple du solvant, sans précautions spécia- les, on obtient, comme résidu, non pas l'acide anhydre mais une solution aqueuse plus ou moins concentrée selon la nature, la quantité de solvant utili.' et la concentration initiale de la solution aqueuse. C'est ainsi qu'avec l'oxyde d'éthyle, on ne peut obtenir, dans ces conditions, d'acide anhydre.
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Si on choisit un solvant qui donne avec l'eau un mélangé azéotro- pique partiellement décantable., on peut séparer lpeaû de l'extrait éndécan- tant les distillats et cette opération est généralement suffisante pour obté- nir l'acide anhydre lorsque les solutions aqueuses à extraire sont très diluées
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et qu'elles nécessitent Futi1isation d'une grande quantité de solvanto Il en va cependant autrement lorsque les solutions aqueuses à extraire sont as- sez concentrées comme c'est le cas, par exemple, des liqueurs résiduaires de la fabrication de l'acétate de cellulose et des liquides pyroligneux prôve- nant de la carbonisation des bois très secs.
Dans ces cas, la proportion d'eau dissoute dans le solvant, à la faveur de 1?acide, nécessite pour la dés- hydratation azéotropique une dépense de chaleur bien supérieure à celle qui serait strictement nécessaire pour la séparation du solvant'et de l'acide ex- traite Ce défaut des procédés d'extraction appliqués aux solutions aqueuses concentrées diacides gras volatils est bien connu et c'est ce qui a permis à certains auteurs d'affirmer qu'il y avait lieu, dans ce cas, de leur préfé- rer d'autres procédés de concentration.
Différents moyens ont déjà été proposés pour éliminer partielle- ment Peau de l'extrait, notamment l'adjonction d'hydrocarbures, mais la mi- se en oeuvre de ceux-ci nest pas toujours facile.
Or, il a été trcuvée conformément à la présente invention, avec la collaboration de Mr Charles COUTOR., un procédé simple et économique per- mettant de séparerlors de la distillation, d'un extrait diacide'gras vola- til dans un solvant volatil, l'eau qui ne peut pas être éliminée par déshy- dratation azéotropique ou qu'on ne veut pas éliminer ainsi parce que la dé- pense de chaleur serait trop grande.
Le procédé, objet de la présente invention, consiste fondamen-
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talementa extraire, par un solvant volatile un acide gras volatil de sa so- lution. aqueuse à distiller avec reflux l'extrait ainsi obtenu en soutirant régulièrement de Peau, peu acide et très peu chargée en solvant, en un point où la température doit être comprise entre le point d'ébullition du solvant
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hydraté et au plus 100OC9 le soutirage étant conduit de telle manière que l'eau prélevée forme une solution en tout cas moins acide que la solution a- queuse initialement traitée par le solvant.
Pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention, on con- duit la distillation de la manière suivante
L'extrait est introduit en continu suri'un des plateaux d'une co- lonne de distillation classique chauffée à sa base et munie en tête d'un con- denseuro
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La distillation de 19extrait.
est conduite à la manière habituel- le avec reflux de solvant en tête pour que celui qui est recueilli soit pra- tiquement neutre, mais on prélève, sur un des plateaux de la colonne sïtué plus haut que l'arrivée de l'extrait, de Peau peu acide et très peu chargée en solvant, aux seules conditions de régler le chauffage pour maintenir en ce point une température, de préférence plus élevée que le point d'ébullition du solvant hydraté, mais inférieure à 100 C, et de limiter le soutirage de-. telle manière que l'eau prélevée ne soit pas plus acide que la solution aqueu-
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se initialement traitée par extraction.
Lcrsqu.9on soutire davantage de liqui- de le titre en acide augmentée
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Si le solvant forme avec 1%eau un mélange azéotropique décantable on disposera avantageusement, en tête de .colonne, un décanteur de manière à recueillir l'eau neutre provenant de la déshydratation azéotropique,comme on le fait habituellement, Ceci a comme conséquence de réduire la quantité d'eau acide à soutirer dans la colonneg au-dessus de lyalimentation,
Le choix du plateau où on doit soutirer.Peau-acide et la tempéra- ture à régler en ce point dépendent de la nature du solvant et des titres des
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solutions a. extraire.
G9ett ainsi que, par exemple,'avec de 1-acétate d'éthy- le comme solvant et une solution aqueuse, initiale, diacide à 18 %, le souti- rage se fera sur le troisième plateau au-dessus de l'alimentation et la tem- pérature sera réglée à 90 C.
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L'intérêt du procédé tient au fait que certains solvants, 'comme
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1,"oxyde deéthyle, par exemple, ne permettent pas la déshydratation azéotro- pique de 19extrait et que d'autres solvants, comme l'acétate d'éthyle bu 190xyde disopropyle exigent.\! pour cette déshydratation, une grande dépense de chaleur parce que la proportion d9eau décantable du mélange azéotropique est faible.
L'eau acide soutirée de la colonne est jointe, pour être traitée
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par extraction, à une nouvelle portion de solution aqueuse diacide'à traiter par le solvant et la dépense de chaleur qui en résulte est beaucoup'plus fai- ble que celle qui serait nécessitée par la déshydratation azéotropique.
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L'inventinn sera décrite plus en'détail dans les exemples sui- vants :
EXEMPLE I..
Extraction en continu avec de l'acétate d'éthyle, comme solvant., de 1-'acide acétique d'une solution aqueuse à 25 % d'acide (A)
On a traité.. dans un appareil à contre-courant, à la température de 25 C, 100 kg de solution (A) par 122 kg d'acétate d'éthyle saturé d'eau et pratiquement neutre.
On a obtenu, d'une part : 62,3 kg d'eau désacidifiée saturée d'acétate d'éthyle et., d'autre part : 159,6 kg d'extrait contenant
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acétate d'éthyle o0ooooomoooooooaoao 113,1 kg - acide acétique 000000000000000000000 25 kg - eau ooooooooecoocoocoooooooooooooco 2le5 ge L'extrait a été ensuite introduit en continu au tiers inférieur
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d'une colonne â distiller dont les vapeurs sont entièrement cÓndensée's, le condensat refroidi a été passé par un décanteur continu d'où on tire :
10 6 kg d'eau pratiquement neutre, saturée d'acétate d9éthyle, et 184,3 kg d'acétate d'éthyle saturé d'eau, 'dont 70 kg ont été renvoyés comme reflux en tête de la colonne, tandis que 114,3 kg ont été
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soutirés pour retourner à Pextractiono L'eau décantée à été jointe aux 62,3 kg d'eau résultant'de l'ex- traction pour en épuiser, par distillation, l'acétate d'éthyle dissous.
Lé solvant ainsi récupéré a été réuni aux 1143 kg provenant de 'la - distillation de l'extrait et le tout a été à nouveau disponible pour l'extraction de la solution (A). - -
Contemporairement, on a soutirée sur un plateau de la colonne de distillation de l'extraits à la base du tiers supérieur de la colonne, un mélange de :
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eau CCCOQOOCOOOCQQoaOOOQOO 79? kg - acide acétique 00000000000 1 95 kg - acétate d-éthyle ooo0aoooo 198 kgo
Ce mélange a été envoyé en continu dans la solution (A) initiale à traitero
A la fin des opérations, toute l'eau de l'extrait a été séparée par distillation et on a recueillie à la base de la colonne;, 23,05 kg d'acide acétique anhydre.
Le chauffage de la colonne a été réglé de manière à maintenir., à la base du tiers supérieur de la colonne, une température voisine de 85 C.
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EXEMPLE 2" -
Extraction par 1-'éther éthylique, comme solvant, de 1-'acide acé- tique d'une solution aqueuse à 25 % diacide (B).
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On a traité, dans un appareil à contre-courante a la température de 25 C, 100 kg de la solution aqueuse (B) par 252 kg d'éther saturé d'eau.
On a obtenu, d9une part
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- 6993 kg d'eau désacidifiée saturée d'éther et, d'autre part 281,3 kg dextrait contenant
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<tb> - <SEP> éther <SEP> ................. <SEP> 241,5 <SEP> kg
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<tb> - <SEP> acide <SEP> acétique <SEP> 00000000 <SEP> 25 <SEP> kg
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- eau oooàanooooooooooooo 14,8 kg L'extrait (E),ainsi obtenu.;, a été ensuite introduit en continu au tiers inférieur d'une colonne à distiller munie d'un condenseur avec re- flux. On a tiré en tête 245,1 kg d9éther saturé deau et pratiquement neu- tre.
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Contemporairement,\1 on a soutiré, sur un plateau de la colonne de distillation de 1'extrait, à la base du tiers supérieur de la colonne, un mélange de ;
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- eau ouooaooooooocooooo 108 kg - acide acétique 0000000 24 kg - éther oooooooooooooooo 14 kg
Ce mélange a été envoyé en continu dans la solution initiale (B) à traitero
A la fin des cpérations, toute l'eau de l'extrait a été séparée par distillation, et on a recueillie à la base de la colonne, 22,6 kg d'aci- de acétique anhydre.
Le chauffage de la colonne a été réglé de manière à maintenir, sur le plateau où l'on a soutiré l'eau peu acide, une température de 80 C environ.
L'eau désacidifiée, saturée d'éther, a été épuisée par distil- lation; on en a récupéré 5,1 kg d'éther qui, joints aux 245,1 kg provenant de la distillation de l'extrait, ont été à nouveau disponibles pour l'extrac- tion de la solution (B)o On voit qu'on a pu ainsi déshydrater complètement l'extrait (E) avec le seul inconvénient de n'obtenir que 22,6 kg d'acide acétique anhydre sur les 25 kg contenus initialement dans la solution aqueuse, le reste (2,4 kg) étant reste en solution aqueuse à une concentration légèrement inférieu- re à la solution initiale,soutirée à la base du tiers supérieur de la colon- ne
Dans les deux exemples qui précèdent,
on a surveillé le titre de l'eau acide soutirée et onalimité le débit de telle manière qu'en aucun cas le titre en acide acétique ne dépasse celui de la solution aqueuse ini- tiale à extraire.
REVENDICATIONS.
1. - Un procédé de déshydratation des extraits par solvants des acides gras volatils, consistant fondamentalement à extraire par un solvant volatil, un acide gras volatil d'une solution aqueuse, à distiller au reflux 1'extrait ainsi obtenu en soutirant régulièrement de 1?eau, peu acide et très peu chargée en solvant, en un point où la température doit être compri- se entre le point d'ébullition du solvant hydraté et 100 C au plus,le sou- tirage étant conduit de telle manière que l'eau prélevée forme une solution en tout cas moins acide que la solution aqueuse initialement traitée par le solvant.