<Desc/Clms Page number 1>
L'invention a pour objet un procédé pour séparer l'indène de.mélanges d'hydrocarbures en contenant, par distillation azéotro- pique, dans lequel les constituants autres que l'indène sont élimi- nés sous forme d'azéotrope avec le furfural.
Des huiles contenant de l'indène, telles que celles obte- nues par distillation fractionnée d'huiles de goudrons de houille, huiles de gaz à l'eau, huiles d'égouttage, etc. contiennent des hydrocarbures dont les points d'ébullition sont très voisins de celui de l'indène, et par conséquent il est difficile de séparer la totalité des indènes de ces huiles. D'ordinaire, on soumet ces huiles à une distillation fractionnée pour produire une fraction de naphte pouvant contenir de 30 à 75% d'indène, mais qui en con- tient de façon normale 30 à 60%. En général., ces naphtes bouillent dans la gamme d'environ 160 à 190 ou 200 C, ou légèrement plus haut.
<Desc/Clms Page number 2>
Les constituants non-indéniques comprennent des hydrocarbures satu- rés dont la nature est dans une grande mesure naphténique des ben- zènes substitués tels que le styrène, l'éthlbenzèe les triméthyl- benzènes, etc.; et certains constituants non-hydrocarbonés, tels Que des méthlpridines, benzonitrile, coumarone, méthylcoumarone, etc.
Quand.on produit des fractions d'indène contenant jusque 75% d'indène, par distillation fractionnée, le rendement en indène se chiffre seulement à environ 20% de l'indène disponible dens la matière de départ. Par conséquente la production de ces fractions par distillation fractionnée directe, entraîne une perte élevée de l'indène disponible.
Actuellement, on utilise l'indène dans une large mesure, à la production de résines. L'indène pur n'existe pas dans le commer- ce, et un procédé d'obtention d'indène de grande pureté est désira- blé, durait que les utilisations de l'indène pourraient être éten- dues. A titre d'exemple, cela permettrait la production de dérivés d'indène intéressants, qui ne peuvent actuellement être produits industriellement,
On a proposé de séparer l'indène par distillation azéotro- pique de naphtes contenant de l'indène, en utilisant une substance formant un azéotrope à la fois avec l'indène et avec les constitu- ants non-indéniques. Les azéotropes des constituants non-indéniques bouillent plus bas que l'azéotrope d'indène.
On peut obtenir l'in- dène de la fraction de queue, soit en continuant la distillation azéotropique, soit par distillation directe non-fractionnée du rési- du. De cette manière, on peut obtenir un produit d'indène qu'on dit contenir de 89% jusqu'autant que 98% d'indène. Toutefois, les résul-' tats publiés n'accusent que des rendements de 41% à environ 65% de 1?indène contenu dens la charge, sous forme d'un produit qui con- tient 90% à 94% d'indène. Un tel procédé est décrit dans le brevet américain-2.279.780 de C.Engel.
On a découvert que si on utilise un formateur d'azéotropes qui ne forme d'azéotrope quavec les constituants non-indéniques, et
<Desc/Clms Page number 3>
non avec l'indène, on'.peut obtenir des produits de pureté compara- ble et le rendement s'élève à 75-90% de l'indène présent dans la blé .. charge de naphte. Le formateur d'azéotrope utilisé est le furfural.
La distillation d'un mélange d'indène pur et de furfural-procure une séparation des deux, sans qu'il ne se forme d'azéotrope furfural indène.
-Dans une forme d'exécution particulière du procédé de l'in- vention, on soumet un naphte contenant de l'indène, à la distilla- tion azéotropique en présence de furfural, en éliminant ainsi la majeure partie des composés non-indéniques contenus dans le naphte, puis on soumet le résidu à une distillation fractionnée non-azéotro pique dans une colonne à haut rendement pour obtenir entre environ 75% et environ 95% de l'indène du naphte d'origine, à une pureté d'environ 90% à 95% ou plus.
En général, on prépare les matières de départ comme décrit plus haut, par distillation fractionnée d'huiles...contenant de l'in- dèbe pour produire une fraction contenant une portion majeure d'in- dène contenu dans ces huiles. Bien que la gamme d'ébullition du naphte ne soit pas critique, elle est en générale.comprise dans la gamme d'environ 160 à environ 200 C. Le naphte peut contenir de
30% à 70% ou 75% d'indène, mais aux fins de l'invention, on'préfère partir.d'un naphte qui contient environ 30% à environ 60% d'indène, parce que ces naphtes accusent un rendement plus élevé en indène disponible à partir de l'huile de départ, que ceux qui sont plus riches en indène.
Si la teneur en indène est trop basse, cela re- présenter une charge supplémentaire au stade de distillation azéotro- pique, car cela nécessite l'élimination d'une quantité plus grande de constituants non-indéniques.
On peut effectuer la distillation azéotropique en continu, ou par charges séparées. Dans les deux cas, on ajoute le furfural en même temps que le naphte, au stade de distillation. En cas de . traitement par charges séparées, on peut ajouter la totalité du' furfural dès le début, ou bien on peut l'ajouter, de façon intermit-
<Desc/Clms Page number 4>
tente ou continue, pendant le cours de la distillation. Une. addi- tion de furfural dépassant celle qui est nacessiare à assurer l'éli- mination des constituants non-idéniques, n'offre aucun intérêt.
Tout excès de furfural dans les produits de queue peut être séparé par distillation fractionnéem car son point d'ébullition de 161,5 c est situé bien en&ssous de celui de l'indène (182,6 C) ou par des procédés connus tels que l'extraction continue par solvants au moyen 3'hydrocarbures saturés à bas po at d'ébullition, comme l'hexane.
Les exemples qui suivent illustrent l'efficacité du procédé. es naphtes utilisés ont les caractéristiques indiquées au Tableau 1.
TABLEAU I résultats de distillation de fractions de naphtes de goudrons de houille (Colonne à 25 plateaux; rapport de reflux 10 à 1)
EMI4.1
<tb> 750 <SEP> mm <SEP> 100mm
<tb>
<tb>
<tb> 'raction <SEP> Vapeur <SEP> Poids <SEP> 25 <SEP> Vapeur <SEP> Poids <SEP> 25
<tb>
<tb>
<tb> Temp <SEP> c <SEP> % <SEP> nD <SEP> Tmept. c <SEP> % <SEP> nD
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 135-160 <SEP> 1,1 <SEP> 1,4944 <SEP> 97-101 <SEP> 4,3 <SEP> 1,5000
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> :
<SEP> 165 <SEP> 2,5 <SEP> 1,5025 <SEP> 104 <SEP> 6,2 <SEP> 1,5085
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 170 <SEP> 18, <SEP> 7 <SEP> 1,5158 <SEP> 107 <SEP> 13,8 <SEP> 1,5185
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 175 <SEP> 29,9 <SEP> 1,5327 <SEP> 109 <SEP> - <SEP> 13,9 <SEP> 1,5288
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 177 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP> 1,5475 <SEP> III <SEP> 10,6 <SEP> 1,5390
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 178 <SEP> 8,2 <SEP> 1,5526 <SEP> 112 <SEP> 4,8 <SEP> 1,5450
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 179 <SEP> 12,7 <SEP> 1,5562 <SEP> 113 <SEP> Il,1 <SEP> 1,5507
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 180 <SEP> 4,5 <SEP> 1,5561 <SEP> 114 <SEP> 15,6 <SEP> 1,5570
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 181 <SEP> 0,9 <SEP> 1,5508 <SEP> 115 <SEP> 12,0 <SEP> 1,5584
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 185 <SEP> 0,9 <SEP> 1,5422 <SEP> Résidu <SEP> 6,1 <SEP> 1,5410
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 189 <SEP> 1,9 <SEP> 1,
5300
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> aile <SEP> lourde <SEP> residuel-3,0
<tb>
<tb> le
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> µsine <SEP> 4,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ndement <SEP> total <SEP> 98,2 <SEP> Rende:,lent <SEP> total <SEP> 98,4
<tb>
pour effectuer l'essai, on djstille 120 -parties de furfural t 80 parties d'une fraction de naphte de goudron de houille conte- mt environ 40% d'indène, dans une colonne munie d'une colonne de
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
Podbieinak à 100 plateaux, à le pression atmosphérique. On cesse la distillation quand la tempsreture atteint un point situé entre environ 175 et 180 c On élimine le furfural des diverses fractions produites; les résultats obtenus sont reproduits au Tableau II.
TABLEAU 11
EMI5.2
<tb> Fractions <SEP> produits <SEP> par <SEP> distillation <SEP> azéotropique <SEP> de <SEP> naphte <SEP> de <SEP> gou-
<tb>
<tb> dron <SEP> de <SEP> houille <SEP> avec <SEP> du <SEP> furfural.
<tb>
<tb>
(120 <SEP> ml <SEP> de <SEP> furfural <SEP> et <SEP> 80 <SEP> m1 <SEP> de <SEP> fraction <SEP> de <SEP> naphte <SEP> de <SEP> goudron <SEP> de
<tb>
<tb> houille).
<tb>
<tb>
Franctions <SEP> exemotes <SEP> de <SEP> furfural
<tb>
EMI5.3
Fraction Point d'ébul- Frection de 25 25 Réfractilition, C. i naphte de n- d, vite in-
EMI5.4
<tb> goudron <SEP> de <SEP> terceptée
<tb> houille <SEP> nD <SEP> 0.5d)
<tb>
EMI5.5
% en llo7.ume ¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯ "¯¯¯¯¯ 1 145-155 4 1.,4570 0,8126 z0507
EMI5.6
<tb> 2 <SEP> 155-175 <SEP> 48 <SEP> 1,5213 <SEP> 0,9188 <SEP> 1,0619
<tb>
<tb> 3 <SEP> 175+ <SEP> 43 <SEP> 1,5708
<tb> (produits <SEP> de <SEP> queue)
<tb> Perte <SEP> 5
<tb>
On distille les produits de queue par fractionnement dans la colonne à 100 plateaux, et on obtient les résultats repris au Tableau III.
T A B L EA U III Fractionnement de produits de queue de la distillation azéotropique
EMI5.7
avec le furfural . .¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯,
EMI5.8
<tb> Fraction <SEP> Point <SEP> d'ébul- <SEP> Fraction <SEP> de <SEP> Réfracti-
<tb>
<tb> lition, <SEP> c <SEP> ¯¯ <SEP> naphte <SEP> de <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> vité <SEP> in- <SEP> Indène
<tb>
EMI5.9
goudron de nD d 4 tercept:
e houille % en Volume ¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 1
EMI5.10
<tb> 1 <SEP> 175-180 <SEP> 2,0 <SEP> 1,5636 <SEP> 75
<tb>
EMI5.11
2,3 -180-184 33,0 1,5698 0,9900 1,0748 90-95
EMI5.12
<tb> 4 <SEP> 184-200 <SEP> 3,7 <SEP> 1,5400 <SEP> 30
<tb> 5 <SEP> 200-225 <SEP> 0,9 <SEP> 1,5675
<tb>
<tb> 6 <SEP> 225+ <SEP> 3,4
<tb> (produits <SEP> de <SEP> queue)
<tb>
EMI5.13
On constate que le tr=iteent en une seule opération donne un rendement de 75% de l'indène de la fraction de goudron de houille d'origine, le produit contenant environ 90% à environ 95% d'indène.
Si on retraite les petites fractions de Matières contenant de l'in-
<Desc/Clms Page number 6>
dène, bouillant immédiatement en dessous et au-dessus de la fraction de coeur, on peut accroître le rendement en indène contenu dans le naphte original jusqu'à 85-90% en volume, avec une pureté de 90-95%' Ce résultat est en contraste flagrant avec les faibles rendements publiés, obtenus quand on utilise des matières formant des azéotro- pes à la fois avec l'indène et les constituants non-indéniques.
Le graphique annexé illustre la séparation nette pouvant être réalisée. La courbe inférieure représente le pourcentage en volume ,de l'azéotrope, porté en fonction du point d'ébullition de l'azéotrope, indiqué en C. On peut remarquer qu'un arrêt brusque se produit quand on a séparé les fractions non-indéniques
La courbe supérieure représente les caractéristiques de distillation fractionnée des produits de queue de la distillation azéotropique effectuée dans une colonne à 100 plateaux. Le pourcen- tage en.volume du naphte d'origine est porté en fonction de la tem- pérature en C de la vapeur des produits de tête. On remarquera qu'on obtient une petite fraction contenant des quantités substan- tielles d'indène, au début de la distillation fractionnée.
Cette fraction peut contenir jusqu'à 75% d'indène, et peut retourner au stade azéotropique pour obtenir une nouvelle quantité d'indène. On remarquera également que lorsque pratiquement la totalité de l'in- dène est distillée comme produit de tête, il se produit un autre arrêt brusque quand les constituants non-indéniques bouillant plus haut, commencent à apparaître dans les produits de tête. Ces essais ont été effectués à la pression atmosphérique. On peut appliquer une pression inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique.
La description qui précède illustre l'invention, .lais celle-c n'est nullement limitée aux détails précis qui ont été décrits.
R E V E N D I C A T 1 O N S .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.