BE634960A - - Google Patents

Description

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  Procédé et appareillage pour l'oxydation des hydrocarbures.s 
La présente invention se rapporte à un procédé nouveau et amélioré ainsi qu'à un appareillage pour l'oxydation des hydrocarbures. Plus   spécifiquement   la présente invention en- seigne un procédé et un appareillage pour surmonter de   nombreu-   ses difficultés inévitables jusqu'ici dans l'oxydation des hydrocarbures. Plus particulièrement encore, la présente in- vention décrit un moyen pour surmonter les problèmes renaon- trés dans   l'oxydation   des hydrocarbures, au cours de laquelle on utilise des composée de bore en vue d'obtenir le produit d'oxydation désiré. 



   Dans l'oxydation des hydrocarbures, la présence d'eau gène souvent la bonne conversion en produit de réaction dési- ré. Cette eau est formée par la réaction d'oxydation en sois ou elle est introduite dans le réacteur à partir de sources 

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    extérieure a.    



   Une technique connue de   l'état   de la technique pour enlever   l'eau   du réacteur cet de l'éliminer sous/forme de va- peur conjointement avec   des   hydrocarbures vaporisés n'ayant pas réagi ainsi qu'avec des   gaz   non condensables. L'ensemble de ces vapeurs, appelé  fraction distillante", est refroidi par la suite;   l'eau   et les hydrocarbures sont condensée et se décantent; la phase aqueuse et la phase hydrocarbonée sont séparées, on écarte l'eau et on recycle l'hydrocarbure au réacteur, Le taux de distillation est détermine par de nombreux facteurs,   comme   la température et la pression du réacteur. 



   On a trouvé que le processus précité présente de nom- breux inconvénients, qui rendent le procédé tout entier beau- coup moins efficace, et moins attrayant du point de vue éco-   nomique.   



   En premier lieu, en vue de séparer les hydrocarbures et l'eau qui   distillent,   il est nécessaire de les refroidir et de les condenser. Lors du recyclage des hydrocarbures froids, il est nécessaire de faire un apport de grandes quan- tités de chaleur au réacteur pour maintenir lea conditions de réaction appropriées. 



   En second lieu, la condensation des hydrocarbures vapo- risé  requiert l'élimination de grandes quantités de chaleur et des surfaces de condensation assez grandes. Ces facteurs s'ajoutent aux frais du procédé. 



   Troisièmement, même à la basse température employée dans la séparation du condensât hydrocarbure-eau, une élimi- nation complète de l'eau de la phase hydrocarbure est   extrê-   mement difficile. Cette difficulté résulte de la présence de matières, vraisemblablement de produite de réaction   ten-     sioactifs,   qui émulsifient une portion de l'eau (désignée ci-après "eau phasée") avec la phase hydrocarbure. 

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   Conformément à la présente invention, on a trouvé que   l'on   peut surmonter les difficultés précitées en mettant di-   rectement   en contact les vapeurs   distillantes   du réacteur avec la phase hydrocarbure du séparateur do phases, préalable.- ment   u   recyclage au réacteur. 



   La présente invention est particulièrement importante dans les procédés d'oxydation des hydrocarbures dans lesquels des composés de bore comme l'acide métaborique sont ajoutés à la masse du réacteur en vue de modifier l'étendue de la réaction   d'oxydation.   Il en est ainsi parce que la présence de quantités môme petites d'eau détruisent l'effet du com- posé de bore ajouté. Pour avoir un aperçu complet de ces réactions et de l'effet nuisible de   l'eau,   on se rapportera à la demande de brevet américaine   Ser.   No 85.987 du 31 jan- vier 1961. Une variété étendue d'hydrocarbures peuvent être oxydés conformément au procédé et à l'appareillage de la présente invention.

   S'y prêtent particulièrement bien les hydrocarbures à poids moléculaire inférieur ayant 2 à 10 atomes de carbone par molécule, de préférence 3   à   8. Ils peuvent être des composés cycliques ou acycliques comme   les   paraffines à chaîne droite ou ramifiée, dont le butane, le pentane, le méthylbutane, etc. La préférence est donnée particulièrement aux cycloalcanes comme le cyclohexane. 



   La figure en annexe est un flow sheet schématique illustrant l'invention. 



   Le réacteur 1 d'oxydation de la charge, chargé de 308 parties d'acide métaborique et de   2711   parties de   cyclohexa.   ne, est maintenu à une température d'environ 165 C et à une pression de 8,4   kg/cm   au manomètre. De l'air est introduit dans le réacteur 1 par la conduite 5   eenviron     77   parties de 02 sont absorbées. Environ 8% du cyclohexane réagit et le mélange de réaction liquide est soustrait par la conduite 6. 

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  Ce mélange de réaction est traité de toute manière désirée pour récupérer le produit, comme expliqua dans la demande de brevet précitée. On fournit de la chaleur au réacteur par le système   7   de manière conventionnelle. Une forte quantité de fraction distillante est maintenue et les vapeurs qui sont enlevées du réacteur par la conduite 8 contiennent environ 3200 parties de cyclohexane, 63 parties d'eau et 254 parties d'azote. Ces vapeurs, à une température d'environ 150 C, passent à la tour de mise en contact 2. Cette tour peut être une tour à pulvérisations une colonne à empilage ou au- tre appareil conventionnel.

   Dans la tour de mise en contact 2, les vapeurs chaudes sont mises en contact direct avec le cyclohexane liquide de recyclage froid contenant de l'eau   phasée.   Ce dernier courant, contenant environ 1500 parties de cyclohexane et environ 15 parties d'eau phasée, entre dans la tour de mise en contact 2 par la conduite   9 à   une température d'environ 38 C. Le contact des deux courants a pour conséquence (1) la condensation d'environ   1500   parties de cyclohexane et le refroidissement des vapeurs restantes, (2) le chauffage du cyclohexane liquide à environ 154 C et (3) l'extraction de l'eau phasée hors du courant de   recycla-   ge liquide.

   Le courant de cyclohexane chauffé est retiré de la tour de mise en contact 2 par la conduite 10 et con- tient environ 3000 parties de cyclohexane essentiellement exempt d'eau. Ce courant revient au réacteur d'oxydation 1 dans lequel il peut subir une nouvelle réaction. Les vapeurs refroidies (contenant 1700 parties de cyclohexane, plus de 70 parties d'eau et 254 parties d'azote) sortent au sommet de la tour de mise en contact 2 par la conduite 13 et entrent dans le condenseur 3 dans lequel pratiquement tout le cyclo- hexane et l'eau sont condensés. Les gaz non condensables, par exemple l'azote, sont retirés par la conduite 14. Ce 

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 courant contient environ 200 parties de vapeur de cyclohexa- ne qui peuvent être récupérées dans une opération de lavage subséquente.

   Par la conduite 15, le condensât oyolohexane- -eau, à une température d'environ 37 C, paaee au séparateur de phase   4'   Environ   63   parties d'eau sont retirées du fond du réparateur   4   par la conduite 16 sous   tome   de phase aqueu- se que   l'on   écarte. Environ 1500 parties de cyclohexane con- tenant de   l'eau     phasée   sont retirées via la conduite 9 et traitées comme décrit plus haut. 



   L'exemple qui précède n'est qu'une illustration de l'invention et ne présente pas un caractère définitif. De nombreuses modifications sont possibles dans l'esprit de la présente invention. 



   Par exemple, la conduite 10 de courant de cyclohexane peut être chauffée en vue de réduire les besoins de chaleur à travers la conduite 7. 



   Le courant non condensable quittant le condenseur 3 par la conduite 14 peut être recyclé au réacteur. Ce mode opératoire est particulièrement avantageux lorsqu'on désire den concentrations d'oxygène inférieures à celle de l'air. 



   La température, la pression et les débits vers les diverses unités décrites plus haut peuvent être aisément établies par ceux versés dans ce domaine. Ces conditions soit dépendantes de facteurs comme l'hydrocarbure choisi pour subir la réaction, la quantité   d'oxygène   alimentée au réacteur, la quantité de la fraction distillante et   lteffi-   cience de la tour de mise en contact et du condenseur. 



   Il est entendu que des modifications et variantes peu- vent être apportées sans s'écarter de l'esprit de la   présen-   te invention.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé nouveau et amélioré pour l'oxydation des hydrocarbures, caractériel en ce qu'on fait réagir l'hydro- carbure avec un gaz contenant de l'oxygène moléculaire dans une zone d'oxydation, on élimine un effluent galeux contenant de l'hydrocarbure n'ayant pas réagi et de l'eau, on met en contact intime 1'effluent gazeux avec un courant liquide re- lativement froid de l'hydrocarbure, on condense une portion de l'hydrocarbure à partir de l'effluent gazeux dans le cou- rant liquide, on introduit l'hydrocarbure condensé et l'hydro- carbure liquide dans la zone d'oxydation, on condense l'hy- drocarbure non condensé, et l'eau restant dans 1 affluent ga- zeux,

   on sépare l'eau condensée et l'hydrocarbure condensé et on recycle l'hydrocarbure condensé cité ci-dessus sous forme dudit courant liquide relativement froid précité.

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrocarbure est un cycloalcane.

   3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le cyoloalcane est du cyclohexane.

   4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir l'hydrocarbure avec le gaz contenant de l'oxygène moléculaire en présence d'un composé de bore.

   5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le composé de bore ont de l'acide métaborique, 6, Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant liquide relativement froid d'hydrocarbu- res contient de l'eau phases, 7. Appareil nouveau et amélioré pour l'oxydation des hydrocarbures, caractérisé en ce qu'il comprend : (1) un réacteur d'oxydation; (2) un moyen de mise en contact; (3) un moyen de condensation; (4) un moyen de séparation d'un <Desc/Clms Page number 7> mélange hydrocarbure-eau; (5) une première conduite destinée à faire' passer une vapeur du réacteur d'oxydation au moyen e de mise en contact:

   (6) une seconde conduite destinée à fai- re passer la vapeur du moyen de mise en contact au moyen de condensation; (7) une troisième conduite destinée à taire passer un hydrocarbure liquide dudit moyen de séparation audit moyen de mise en contact; et (8) une quatrième condui- te destinée à faire passer un hydrocarbure liquide dudit EMI7.1 moyen de mise en contact audit r6acte'oxydation. go Appareil suivant laevendioation 7, caractérisé en ce que la première et la quatrième conduites sont reliées à la portion inférieure du moyen de contact, et en ce que la seconde et la troisième conduites sont reliées à la por- tion supérieure dudit moyen de contact.

   9* Tout procédé, produit, appareil ou toute combinai. son de ceux-ci, substantiellement de la manière décrite ici.