BE626553A - - Google Patents

Description

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  "Procédé d'extraction et do purification des esters car- bamiquee au cours de leur synthèse" 

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On a déjà décrit de   nombreux,procédés   de préparation d'esters de l'acide carbamique par réaction de l'urée ou de l'un de ses sels avec l'alcool correspondant, éventuellement en présence d'un cata- lyseur. Le produit brut est généralement traité après élimination de   l'alcool excédentaire   par un solvant   sélectif approprié   pour insolubiliser les impuretés, à partir duquel les esters carbamiques sont extraits par distillation à pression atmosphérique, ou bous .pression réduite. 



   Ce mode de séparation entraîne, pour sa mine en oeuvre, des appareillages volumineux, compliqués par les dispositifs de récupé- ration du solvant, et coûteux, qui grèvent de manière appréciable l'économie des procédés de fabrication. 



   La présente invention a pour principal objet un procédé de sé- paration des esters carbamiques contenus dans le produit brut de synthèse, sans faire appel à   l'emploi   de solvants   sélectifs*   Il con- siste essentiellement à soumettre-les solutions alcooliques de pro- duit brut à un entraînement par la vapeur d'eau au cours duquel les impuretés sont séparées en continu, suivi d'une distillation et éventuellement d'une cristallisation du   crbamate   pur à partir des . solutions aqueuses concentrées exemptes d'impuretés. L'alcool est ensuite séparé de l'eau par rectification et recyclé vers la syn- thèse des esters carbamiques. 



   La mise en oeuvre du procédé selon l'invention, est   effectuée,   en principe, en trois stades successifs auxquels il convient   d'adjoindre     éventuellement   un stade supplémentaire de cristallisa- tion des esters carbamiques :   1*-la   solution alcoolique d'ester carbamique provenant de la   syn-   thèse, après avoir été, le cas échéant, débarrassée par dégazage de l'ammoniac qu'elle renferme et détendue à la pression atmosphérique, est soumise à un entraînement par la vapeur d'eau.

   Cette opération est conduite de telle manière que la phase gazeuse résultante   ren-   ferme la totalité de l'alcool et de l'ester carbamique en mélange 

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 avec de   l'eau*   La phase liquide consiste en une solution   aqueuse   
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 renfermant la totalité des impuretés, constituées en majeure pal,#,e* tie de sous-produits organiques plus ou moins résinifiés   et,   le cas échéant, de sels ammoniacaux et de   catalyseur* ...   



  2 - la phase gazeuse provenant de la zone d'entraînement   par 3.$.   vapeur d'eau passe dans une zone de rectification   où.   elle   cet   
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 séparée en une fraction de tête constituée d'alcool et s'eEü , exempts de' carbamate et une fraction de queue constituée par 133 solution aqueuse concentrée de carbamate   exempce   d'impuretés. 



    3  - la   solution aqueuse d'alcool obtenue par condensation dela 
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 fraction de ttte de la zone de rectification est sowiise à une bzz deuxième rectification, l'alcool ainsi séparé iitant recyclé vers la synthèse des esters carbamiques, ' -*± Sa 4* <- la solution aqueuse concentrée d'ester cwsbamiqtte provenant du premier stade de rectification, est, soit utilisée -1.recteme' soit   cristallisée   à froid, éventuellement sous pression   réduit;*-, } ;   
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 et l'on recueille après filtration at/ou essorée, l'ester cal-bu" mique cristallisé à l'état pratiqueront pur.

   Les eauc-rarrs dt 1, cristallisation, saturées en ester carbaiique et la température mise en oeuvra dans la zone de cristallisation, sont recyclées dans la   sono   d'entraînement   par la   vapeur d'eau. 
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  Lorsque les solutions d'esters carbamiques renfermant une',tali. bila proportion d'eau peuvent $tr< utilisées directement, le sta4* de   cristallisation   est   supprima   et le procédé selon l'invention ne comporta plus que les trois   premiers     stades     ci-dessus     exposée*,.   
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 lie procédé do l'invention s'applique d'une manière 0"4.ralle tous les procédés de fabrication d'esters de l'acide crbaaa3q,u, partir d'urée ou de ses sels, et d'un menoalcool des séries ait* pratique# cyclo-aliphatique et aralipha tique la réaction de ay thèse étant ou non effectuée en présence d'un catalyseur.

   Il steli.4 plique en particulier au procédé continu de synthèse décrit au' .. brevet français n" 1#235*95,3 dans lequel on fait réagir le nitrate 

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 d'urée et un monoalcool en C1 à C6 on   présence   d'oxyde de zinc 
La figure unique du dessin annexé donnée   à   titre d'exemple non limitatif, représente le schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de   l'invention.   



   La solution alcoolique brute, provenant de l'appareillage de synthèse non représenté sur la figure et renfermant l'ester carba-   mique à   séparer, alimente en continu par l'intermédiaire de la tuyauterie 1 une colonne d'entraînement par la vapeur d'eau 2, à 'plateaux chauffés 3, dane le bas de laquelle on fait arriver, en 4 de la vapeur d'eau. Les températures des plateaux   chauffés   3, sont dégressives de haut en bas de la colonne d'entraînement. Le nombre dé plateaux et la proportion de vapeur sont choisis de telle manière que la phase liquide, soutirée en continu en bas de colonne en 3, par le jeu de la vanne 6, renferme la totalité des impuretés en solution aqueuse. 



   La phase gazeuse quittant   la   colonne d'entraînement en 7, ren- ferme la totalité de l'ester carbamique et de l'alcool, en mélange 'avec de la vapeur d'eau. Elle alimente la colonne de rectification 8, par l'intermédiaire de la tuyauterie 9, et y est séparée en une fraction de tête, constituées d'alcool et d'eau exempts d'ester car- bamique, et en une fraction de queue constituée par une solution aqueuse concentrée d'ester carbamique. 



   La fraction de tête est condensée dans le condenseur 10 et le mjlange hydroalcoolique soutiré en   continuée. 13.,  est soumis à   une   nouvelle rectification, dans la colonne de rectification 12, d'où l'on soutire en continu, après condensation dans le condenseur 14, l'alcool pur ou éventuellement l'azéotrope alcool-eau qui est recy- clé par l'intermédiaire de la tuyauterie 13 à la synthèse de l'ester Carbamique, L'eau est évacuée en bas de colonne par la   tuyauterie 16   
La fraction de queue recueillie en bas de la colonne de   recti-     fication   8, par le jeu de la tuyauterie 16, peut, dans certains cas être utilisés directement. 

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     Si,   par contre, on désire en   extraira   1'ester carbamique pur,   à   l'état de solide   cristallisé,   la solution aqueuse concentrée est introduite en 17, dans un cristallisoir   18,   convenablement   réfri-     géré,   par exemple par réfrigération sous vide. 
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  La bouillie de cristaux d'ester de l'acide oa.rbu.1que dans l'eau provenant du cristallisoir 18 est reprise en continu par- la tuyauterie 19 qui la déverse dans un dispositif de filtration   et/ou d'essorage 20.   
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  Les cristaux pratiquement purs d'ester de l'acide cbax,1qu., rassemblés dans la trémie   21   sont envoyés au stockage après    .voir   été séchée à l'air. 
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  La solution aqueuse et froide, saturée en ester carbamique, est reprise à la sortie du dispositif 20 par une pompe 22* Elle est réintroduite en 23 dans l'alimentation de la colonne d'entraîne- ment 2 au moyen de la tuyauterie 24.      



   L'exemple de réalisation qui va suivre, se référant au   dessin   schématique annexé, montre comment le procédé de l'invention 
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 peut être exécuté, sans constituer pour autant une quelconque limai- tation de l'invention. 



    EXEMPLE.   



   La solution alcoolique brute de carbamate d'éthyle, qui   est,   soumise au procédé de séparation selon l'invention présente, après détente à pression atmosphérique et dégazage, la   composition     pond'-   raie suivante : 
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 Carbamate d'éthyle............14,S " Alcool thylque..............f42 6 a:K7.ro1.fts.w..1. ;,r'' Nitrate d'ammoniaqque..........13,9 % 
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<tb> Nitrate <SEP> de <SEP> zinc............... <SEP> 1,$ <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Impuretés <SEP> organiques.......... <SEP> 2,1 <SEP> %
<tb> 
 
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 Cette solution porté  à une température d'environ 80.0. ali  ¯ente en continu, avec un débit de 290 kg/h. la colonne d' entr8.tne.;.;.:j'ï ment 2 qui comporte quatre plateaux 3.

   La température des plateaux 

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 est respectivement de 117 0. 120*0, 125*0 et 133*0, de bal en haut de la colonne d'entraînement.. On soutire par 1interadiair. de la vanne 6, en bas de la colonne, 80 kg/h d'un   mélange     l'enfer-   mant : 
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 Carbamate d'éthyle..........

    0 Alcool thyl,ique.............0 Eau................a...,....36, 9 Nitrate d'ammoniaque... t ....50,4 % 
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<tb> Nitrate <SEP> de <SEP> zinc....;........ <SEP> 5,8%
<tb> 
<tb> Impuretés <SEP> organiques........ <SEP> 7,5%
<tb> 
 
La phase vaporisée, exempte d'impuretés, qui est obtenu* en tête de la colonne d'entraînement 2, alimente en continu la colonne de rectification 8 dont la température au bouilleur est maintenue à 117 C et l'on recueille en bas de colonne, par l'intermédiaire de la tuyauterie 16, 47 kg/h d'un.mélange présentant approximati-   vement   la composition pondérale suivante :

   
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 Carbamate d'éthYle.:.........90,5 
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<tb> Eau <SEP> 9,4 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
<tb> Alcool <SEP> éthylique....... <SEP> 0,1%
<tb> 
 
La fraction de tête recueillie à la sortie de la colonne de rectification 8 renfermant l'alcool éthylique et l'eau est envoyée,      
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 par l'intermédiaire de la ti:,,yauterie 11, dans une seconde colonne      de rectification 12, dont la température au bouilleur est maintenue   voisine   de   100*0   et d'où l'on recueille 190   kg/h   d'alcool   éthyli-   
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 que à 95>;, qui est renvoyé à la synthèse du carbamate d'éthyle. 



   La solution aqueuse concentrée de carbamate d'éthyle   est,soit   envoyée au stockage, soit soumise à des opérations ultérieures de cristallisation et de séparation solide-liquide, les eaux-mères de cristallisation étant alors recyclées à   1 'alimentation   de la colon- ne d'entraînement 2. On obtient dans ce second cas 42,3   kg/h   de carbamate d'éthyle pur, ce qui correspond à un rendement global de séparation de 98,5 %.

Claims (1)

1. RESUME La présente invention concerne ' 1 ) Un procédé continu de séparation des esters de l'acide car* bamique obtenus par réaction entre l'urée ou ses sels et un mono- alcool aliphatique, cycloaliphatique ou araliphatique, éventuelle-* ment en présence d'un catalyseur, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les solutions alcooliques brutes d'ester carbamique provenant de la synthèse, à un entraînement par la vapeur d'eau . au cours duquel la totalité des impuretés est séparée, l'alcool, l'eau et l'ester carbamique étant ensuite isoles par distillation, EMI7.1 et, le cas échéant,

   par cristallisation et séparation aol3d.e-liqui 2 ) Les modes d'exécution du procédé spécifié sous 1 ) présentant les particularités suivantes prises séparément ou selon lea diver- ses combinaisons possibles EMI7.2 a/ La solution alcoolique brute d'ester carbamique est d4i&oz" et détendue à la pression atmosphérique.

   b/ La solution détendue est soumise en confcimt à an entraîne-" ment par la vapeur d' eau dans une sone d'entraînement comportant plusieurs plateaux et dans laquelle la solution circule de haut en bas à contre-courant par rapport à la vapeur d'eau, la tempéra- ture dans chaque plateau étant dégressive de haut en bas de la EMI7.3 sont d'entraînement et le nombre de plabsanx 4* at me la pcejeir- tion de vapeur étant aholeia do telle morte que la frsactioBi UejÉbte noutirde en continu oit exempte 4*eater cerbewlqtte et deulemi et rente=*.

   la totalité des impuretés en solution e 01 La phase vaporisée dans la sone doemtrataement mè4 eeperee, dans une aorte de rectification, en une fraction de t4tw - ---t le totalité do l'alcool en solution aqueuse et ne tMK6tl<m 40 queue constituée par une nolution aqueuse concentrée d"<tw z bernique pur. <Desc/Clms Page number 8> d/ L'alcool de la traction de tête;

   séparé de l'eau dans une seconde zone de distillation est recyclée à la synthèse de l'ester carbamique. e La solution aqueuse concentrée d'ester darbamique pur est soumise à une cristallisation, éventuellement sous pression rédui- te, puis a une séparation solide-liquide, les eaux-mères saturées en enter carbamique recueillies étant recyclées dîna les solutions d'alimentation de la zone d'entraînement et les cristaux d'ester EMI8.1 carba81que pur sont séchés rez l'air.

   3 ) Les solutionsaqueuses concentrées d'ester carbamique pur et les esters carboniques purs cristallisés obtenus selon le procédé spécifié sous 1 ) et 2 ).