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PROCEDE D'OBTENTION DE COMPDSES CRISTALLINS PURIFIES, A PARTIR DE DISTILLATS
DE GOUDRONS.
La présente invention est relative à la purification de matiè- res cristallisables brutes dans les distillats de goudrons, et, en particu- lier, à la purification du naphtalène, de 19anthracène, du phénanthrène, du carbazol et d'autres corps cristallins bruts.présents dans les distillats de
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goudron. '-l " 'a La pratique courante dans la séparation du naphtalène."(et d'au- tres corps cristallins), des distillats de goudrons de.
houille consiste à rua- froidir le, distillat, ce qui provoque la cristallisation du naphtalène, puis à séparer le liquide ou la,partie huileuse du ,distillat par écoulements Les cristaux ainsi obtenus peuvent contenir jusqu'à 35 % d'huiles, mélangées aux cristaux, et une nouvelle séparation peut être exécutée par les procédés or-.
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dinaires de filtration, centrifugation et/ou pressage â chud.' '4).nsi, des cristaux de naphtalène brut peuvent, après écoulement des huiles par gravité dans la mesure la plus élevée possible, présenter une teneur en huiles de
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30 % et un point de fusion de 620Ù, tandis qu'après la'centrifugation, le point de fusion peut s9élever Jusqu9à 74-76 C et la teneur en huile êtéé] tgm- bée à 7-10"%.
Un pressage à châud à 19 aide de presses hydrauliques, à des pressions allant jusqu'à 2 tonnes, par pouce carré, donne lieu à encore une é-
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lévation du point de fusion Jusqu-à 78-79 C, tandis que la teneur en huiles diminue Jusqu9à 3-4 %. Pour obtenir du naphtalène dont le point de fusion est supérieur à 79 ,6oc il est alors nécessaire de soumettre la matière à d9autres traitements, tels que sublimation ou distillation fractionnée.
Dans certains cas, lorsque la formes cristalline du naphtalène est particulièrement favorable, il est possible d'obtenir une matière,,-dont,le point de fusion convient pour pratiquer une sublimation directe ,ou une distillation fraction-
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née dit-ecte mais la quantité de naphtalène brut.de cette qualité -,' normalement obtenue, est faible par rappqt à la quantité totale.,, Il a éaleË)(6nt été proposé antérieurement de mélanger le distillat fondu chaud avec un solvant et7de refroidir le mélange, de manière a:pro- voquer une cristallisation.
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La présente invention a pour objet un procédé perfectionné pour la purification de tous cristaux bruts dérivés de goudrons, quels que soient leur teneur en huiles et leur point de fusion, sans devoir recourir à des trai- tements coûteux et laborieux, tels que centrifugation et pressage à chaud, de. manière à obtenir des matières dont les points de fusion sont aussi voisins que possible de deux des produits chimiques purs que l'on désire récupérer.
Suivant l'invention, cet objet est réalisé en refroidissant le distillat de manière à provoquer une cristallisation et, après écoulement de l'huile surnageante par simple gravité, en lavant les cristaux avec du métha- nol ou de l'alcool éthylique, (éventuellement aqueux à raison de 10 %) ou avec des alcools à brûler industriels, ou encore avec un solvant ou un mélange de solvants, dans lesquels les cristaux sont relativement insolubles, tandis que les huiles y sont.relativement solubles,en séparant le solvant par gravita et en éliminant le solvant adhérant aux cristaux purifiés, par évaporation libre ou par chauffage. La quantité de solvant nécessaire dépend, dans une large mesure, de la qualité des cristaux bruts et de la forme du récipient ou de la colonne, dans lequel s'effectue le lavage.
La quantité de solvant, qui reste adhérer aux cristaux, varie selon les dimensions et la structure cristallines, mais le solvant adhérant aux cristaux peut être récupéré, au cours d'un stade ultérieur, par fusion et chauffage à une température convenant pour effectuer une récupération complète du solvant ou comme stade primaire dans une distil- lation fractionnée finale. Le solvant est récupéré, par distillation, du li- quide qui est recueilli lors de l'égouttage, par gravité, des cristaux puri- fiés et'les impuretés dissoutes, de même que certaines matières solides, qui restent comme résidu, sont ramenées sous forme d'un liquide chaud dans les récipients de cristallisation initiaux.
Les exemples suivants illustrent la manière dont l'invention peut être mise en oeuvre :
Exemple 1.
250 grammes de cristaux de naphtalène brut sont obtenus par cris- tallisation de naphtalène brut, par refroidissement et écoulement, par gravi- té', de l'huile surnageante. Les cristaux, qui ont un point de fusion de 58 C et une teneur en huiles de-37 %, sont empilés dans une colonne en verre de .
18 pouces de long et de 1 1/4 de pouce de diamètre, munie d'une plaque- en tôle métallique à son extrémité inférieure, de manière à retenir les cristaux en place.
250 cc (200 grammes) de méthanol sont alors versés lentement dans la partie. supérieure de la colonne, qui est maintenue en position verticale. Le sol- vant traverse la colonne en deux minutes environ et est admis à s'écouler pendant 10 minutes'. -La teinte de la masse cristalline change du brun-foncé.' au blanc et, après avoir vidé la colonne et étalé les cristaux de manière à permettre au méthanol qui y adhère de s'évaporer, les crisraux obtenus ont un point de fusion de 78,50C et le naphtalène fondu a la limpidité de l'eau.
Le rendement atteint 150 grammes de cristaux.
Exemple 2.
25 livres anglaises de cristaux de naphtalène brut sont obtenues par cristallisation de naphtalène brut, par refroidissement et écoulement, par gravité, de l'huile surnageante. Les cristaux, qui ont un point de fu- sion de 62 C et une teneur en huiles de 30 %, sont empilés dans un tube en acier d'une longueur de quatre pieds 'et d'un diamètre de 5 pouces, muni d'aune plaque en toile métallique de 6 pouces,à son extrémité inférieure, cette@@ dernière plaque étant fermée par une plaque non poreuse et pourvue d'un robi- ne% pour la vidange dû tube.
16 livres anglaises,de méthanol, ayant déjà . servi pour un lavage précédent, sont versées dans le tube jusqu'à ce que le niveau du liquide atteigne, dans ce dernier, une hauteur située à quelques pouces, au-dessus du niveau des cristaux solides. On ouvre alors le robinet
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et on laisse le solvant s'écouler pendant 15 minutes. 16 livres anglaises de méthanol frais sont alors ajoutées de manière similaire et ensuite éva- - cuées, après quoi on laisse 1?égouttage ou l'écoulement se poursuivre pendant encore 12 heures.
Après récupération par distillation du méthanol adhérant aux cristaux, on obtient finalement 16,5 livres anglaises de naphtalène' fon- dant à 78,8 C., et présentant, à l'état fondu, la limpidité de 1-'eau.
Exemple 3.
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30 livres anglaises d'un distillat de goudron de huile, contenant du naphtalène, sont admises à subir une cristallisation lente dans un récipient, muni à sa partie inférieure d'un bouchon d'écoulemento Lorsque le distillat est froid, le bouchon en question est enlevé et on laisse les huiles s'écouler pendant 24 heures. Le poids des huiles recueillies atteint 11 livres anglai- ses. Le bouchon est alors remis en place et le récipient est rempli de métha- nol ayant déjà servi pour un lavage précédent, la quantité de méthanol étant telle que les cristaux soient recouverts. Le poids de méthanol utilisé atteint 8 livres anglaises.
Après un repos d'une heure, le méthanol est évacué du récipient et remplacé par une nouvelle fraction de 8 livres anglaises de mé- thanol frais. Ce méthanol frais est à son tour évacué et les cristaux sont ensuite égouttés pendant 12 heures. Après fusion et séparation du méthanol par distillation, on obtient du naphtalène fondant à 78 C.
Exemple 4.
1000 livres anglaises de distillat de goudron de houille, dont l'intervalle d'ébullition est de 200-240 C, qui provient d'un mélange de goudron brut de cornues verticales et horizontales et dont le point de cris- tallisation est de 45 C, sont chargées dans une colonne verticale et admises à se refroidir lentement. Lorsque la température est tombée à 25 C, un ro- binet de vidange, prévu à la base de la colonne verticale, est ouvert.et la portion liquide du distillat est admise à s'écouler, par gravité, hors de la colonne. Les cristaux restant dans la colonne présentent une structure al- véolaire et, après égouttage complet, on ajoute 45 gallons de méthanol, ayant déjà été utilisés précédemment et présentant une teneur en huiles de 10%.
Après 2 heures, le méthanol est évacué et amené dans un alambic de récupéra- tion du méthanol. La teneur en huiles de ce méthanol atteint alors 19 %.
45 gallons de méthanol frais sont alors ajoutés et, après évacuation et égout- tage, la teneur en huiles de ce méthanol frais est montée à 9%. Ce méthanol est stocké en vue d'être utilisé pour le lavage initial d'une charge suivan- te de distillat de goudron de houille. Les cristaux de naphtalène restants sont alors fondus à l'aide d'un serpentin de vapeur dans la colonne susdite et le méthanol, qui reste adhérer aux cristaux, est chassé par distillation et récupéré, avant de soumettre le naphtalène purifié à une sublimation.
Le point de fusion est, avant sublimation, de 78,3 C et, après sublimation, de 79,8 C. Le rendement en naphtalène sublimé atteint 336 livres anglaises.
Bien que les exemples précédents se rapportent au raffinage de naphtalène, le procédé suivant l'invention n'y est pas limité, mais peut être utilisé pour le raffinage d9autres matières cristallisables dérivées des dis- tillats de goudron. De même, le méthanol utilisé dans les exemples précé- dents, peut être remplacé par une quantité analogue d'alcool éthylique, d'al- cools à brûler industriels ou encore d'une solution aqueuse de ceux-ci, ou bien aussi par un autre solvant dans lequel le dérivé de goudron est relati- vement insoluble, tandis que les impuretés huileuses y sont relativement solubles.
L'avantage du procédé décrit réside dans la simplicité de l'in- stallation requise, en comparaison des installations nécessaires dans les procédés habituels de filtration, de centrifugation et ou de pressage à chaud au moyen de presses hydrauliques. L'entièreté du procédé peut vir- tuellement s'exécuter dans un seul récipient et entraîne très peu de frais
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de main d'oeuvre. En outre, une installation entièrement fermée peut être employée et la perte ou la consommation du méthanol est négligeable.
Comparé au procédé, dans lequel le distillat fondu chaud est dis- sous dans un solvant et substantiellement cristallisé, après quoi on sépare le solvant et l'huile des cristaux, le procédé suivant l'invention présente l'avantage que la majeure partie de l'huile est séparée des cristaux avant l'addition du solvant, en sorte que ce dernier sert uniquement à extraire la faible quantité d'huile qui adhère aux cristaux. Le solvant ne se contamine donc pas autant avec de l'huile et sa récupération est facilitée. Un autre avantage réside dans le fait que le procédé suivant l'invention permet d'ob- tenir des cristaux de grandes dimensions et de plus grande pureté que ceux tenus par les procédés connus.
REVENDICATIONS.
1. Procédé d'obtention de composés cristallins purifiés, à partir de distillats de goudron, dans lequel les distillats sont refroidis et cris- tallisés et, après écoulement de l'huile surnageante, par gravité, les cris- taux sont lavés à l'aide d'un solvant, dans lequel ces cristaux sont relati- vement insolubles tandis que l'huile y est relativement soluble, et, après évacuation, par gravité, du solvant contenant les impuretés, le solvant ad- hérant est séparé des cristaux purifiés, par évaporation libre ou par chauffa- ge.
2. Procédé d'obtention de naphtalène cristallisé purifié, à par- tir d'un distillat de goudron, dans lequel on refroidit le distillat pour cristalliser le naphtalène, on sépare l'huile surnageante par écoulement par gravité, on lave le naphtalène brut à l'aide d'un solvant, dans lequel il est relativement insoluble et dans lequel la portion huileuse du distillat de goudron, dont ce naphtalène brut est obtenu, est relativement soluble et, après évacuation, par gravité,du solvant contenant des impuretés, on chasse le solvant adhérant au naphtalène, par évaporation libre ou par chauffage.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel le solvant utilisé est du méthanol, de l'alcool éthylique, de l'alcool à brûler industriel ou encore un mélange ou une solution aqueuse d'un ou plusieurs de ces solvants.
4. Procédé d'obtention de naphtalène purifié, au départ de dis- tillats de goudron, en substance, tel que décrit dans les exemples ci-dessus.
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