Procédé pour extraire de leurs solutions aqueuses les acides aliphatiques inférieurs. L'invention a pour objet un procédé pour extraire les acides aliphatiques inférieurs de leurs solutions aqueuses et particulièrement de leurs solutions diluées, quelle qu'en soit l'origine, et elle concerne particulièrement la fabrication de l'acide acétique concentré en partant d'acide acétique dilué tel que l'acide pyroligneux brut, l'acide acétique obtenu comme résidu dans les procédés d'acétylation tels que l'acétylation de la cellulose, l'acide de fermentation, etc.
Il est connu d'extraire un tel acide acéti que dilué @à l'aide de liquides insolubles ou relativement insolubles dans l'eau, tels que l'éther, l'acétate d'éthyle, le benzol, le chloro forme, le crésol ou d'autres phénols ou huiles de goudron de point d'ébullition élevé, etc.
Lorsqu'on extrait l'acide acétique de ses solutions aqueuses à l'aide de solvants tels que l'éther, l'acétate d'éthyle, le chloroforme, etc., on trouve qu'on ne peut obtenir que de l'acide acétique concentré jusqu'à environ 70 % seulement, en raison du fait que l'eau est soluble dans une certaine mesure dans ces solvants. Par contre, si l'on emploie des li- quides tels que le benzol, l'éther de pétrole ou d'autres fractions de pétrole, l'huile d'an- tracène, etc., c'est-à-dire des liquides dans les quels l'eau est pratiquement insoluble, le ren dement de l'extraction est très faible.
On a trouvé que si un mélange d'un hy drocarbure, dé préférence de faible point d'ébullition en comparaison avec l'acide, et d'un dissolvant de l'acide autre qu'un hydro carbure est employé comme agent d'extrac tion, il en résulte un procédé économique et, en outre, on obtient un acide acétique dont la concentration est beaucoup plus élevée que celui qui a pu être obtenu jusqu'ici à l'aide desdits dissolvants seuls, par exemple de l'a cide acétique à 90 à 95 %. Ainsi, par exem ple, si l'on emploie un mélange d'éther et d'éther de pétrole, on peut obtenir un acide acétique de 90 à 95 %.
Comme hydrocarbures, on peut employer les diverses paraffines, en particulier les frac tions de pétrole appelées "éther de pétrole" (point d'ébullition 40 à<B>70'</B> C), "gazoline" (point d'ébullition 70 â 90 C), "kérosène", et le benzol et ses homologues, tandis qu'on peut employer comme solvant autre qu'un hydrocarbure l'éther éthylique, le chloro forme, les huiles d'acétone, le crésol, etc.<B>Il</B> convient que l'hydrocarbure employé soit li quide à la température de l'extraction, c'est- à-dire que son point de fusion ne soit pas su périeur à<B>100'</B> C,
et il est désirable qu'il soit liquide à la température ordinaire.
En outre, à titre d'exemple particulier de mélanges qui ont été trouvés appropriés à la réalisation du présent procédé, on citera l'éther et l'éther de pétrole; le chloroforme, l'éther de pétrole et (ou) la gazoline; l'huile d'acétone (bouillant entre 90 à 100 " C) et du benzol à 90 ; le crésol et les hydronaphta- lèves ou le xylène du commerce; l'invention n'étant toutefois aucunement limitée à ces mé langes particuliers.
Habituellement, il existe, d'un point de vue économique, une proportion ou échelle de proportions optimum pour chaque mélange particulier. Ainsi; dans le cas de l'éther et de l'éther de pétrole, il est évident que l'on ne pourra pas obtenir l'acide de la concentra tion la plus grande avec des mélanges dans lesquels l'éther de pétrole n'est présent qu'en faibles proportions, par exemple jusqu'à 10 %, et que, en outre, le procédé ne pourra pas être réalisé de la façon la plus économique si l'éther n'est présent qu'en faibles proportions. La détermination des proportions ou échelles de proportions les plus favorables est toute fois une question très simple.
Ainsi, daïis le: cas de l'éther et de l'éther de pétrole, on peut obtenir de très bons résultats, tant du point de vue de la concentreion de l'acide obtenu qui, ainsi qu'il a été dit plus haut, peut être 90 à 95 % ou même plus, que du point de vue de l'économie avec un agent d'extraction composé de 30 à 45 % d'éther de pétrole et de 70 à 55 % d'éther; et spécialement un agent contenant 36 à 40 % d'éther de pétrole et 64 à 60 % d'éther.
L'acide acétique peut être récupéré du produit d'extraction par une distillation frac tionnée et, dans le but d'obtenir une sépara tion aussi bonne que possible, il est préfé rable d'employer un agent d'extraction dont les points d'ébullition, tant celui du solvant que celui de l'hydrocarbure, sont aussi éloi gnés que possible de celui de l'acide acétique. Les points d'ébullition du solvant et de l'hy drocarbure peuvent tous deux être inférieurs ou supérieurs à celui de l'acide acétique, ou bien l'un peut être inférieur et l'autre supé rieur au point d'ébullition de l'acide acétique, mais il est préférable d'employer un hydro carbure et un solvant ayant tous deux un point d'ébullition inférieur à<B>118'</B> C.
L'extraction de l'acide peut être réalisée de toute manière bien connue, par exemple en mélangeant intimement l'acide aqueux et l'a gent d'extraction et leur permettant alors de se séparer en deux couches, ou en opérant dans une colonne employant le principe de contre-courant, auquel cas, si on le désire, la colonne peut être remplie de toute garniture convenable. Si, ainsi que ce sera usuellement le cas, l'agent d'extraction est de poids spé cifique inférieur à celui de l'acide aqueux, on introduira ce dernier au sommet de la co lonne et l'agent à la base, tandis que l'inverse sera effectué si l'agent est plus lourd. On peut introduire l'un quelconque ou chacun, des deux éléments (acide et agent d'extrac tion) dans la colonne à l'aide d'injecteurs, tuyères, etc.
Le produit d'extraction peut être conduit directement à l'appareil de dis tillation et l'on peut utiliser la chaleur des vapeurs de l'acide, ou de l'agent d'extraction, suivant le cas, pour chauffer le produit d'ex traction avant son entrée dans l'alambic. Après que l'agent d'extraction a .été séparé du produit d'extraction, on le ramène au pro cédé.
Une autre façon de réaliser l'extraction consiste .à introduire le réactif dont le point d'ébullition est le plus faible, qu'il s'agisse de l'acide ou de l'agent d'extraction, sous forme de vapeur dans l'autre réactif encore à l'état liquide. Dans ce cas, quand l'agent d'extraction est utilisé comme vapeur, il est préférable d'employer un hydrocarbure et un solvant autre qu'un hydrocarbure dont les points d'ébullition ne sont pas trop éloignés l'un de l'autre, étant donné que ceci facilite des An mélange es deux vapeurs en toutes proportions désirées.
Toutefois, à titre de variante, le solvant et l'hydrocarbure peu vent être vaporisés séparément et introduits en les proportions désirées dans le conduit aboutissant à l'appareil d'extraction.
L'extraction employant un des réactifs sous forme de vapeur peut être réalisée dans un appareil à colonne, le réactif liquide, qu'il s'agisse de l'acide ou de l'agent d'extraction, étant introduit au sommet sous forme d'un jet divisé et pouvant, si on le désire, être pré chauffé, tandis que le réactif à l'état de va peur est introduit à la base. La tour ou co lonne est préférablement garnie de toute ma tière propre :à assurer un bon mélange et peut aussi être munie d'une enveloppe de chauf fage.
Dans ce cas encore, le produit d'extrac tion peut être conduit directement de la co lonne dans l'alambic, et si l'acide est l'élé ment dont le point d'ébullition est le plus faible, la chaleur de ses vapeurs arrivant de l'alambic peut être utilisée pour chauffer l'a cide dilué frais ou l'agent d'extraction, tandis que si l'agent d'extraction est l'élément dont le point d'ébullition est le plus faible, ses vapeurs peuvent être conduites directement de l'appareil de distillation à la colonne d'ex traction pour être utilisées en vue de l'extrac.- lion de nouvelles quantités d'acide dilué.
Le procédé peut être exécuté par exem ple comme suit: Une haute colonne d'extraction est munie à son extrémité inférieure d'un dispositif d'admission pour le mélange de fluides ex tracteurs (éther de pétrole et éther), ce dis positif consistant en une lance d'injection présentant un grand nombre de petits trous. En outre, l'extrémité inférieure de la colonne est munie d'un conduit d'échappement à ro binet pour l'acide extrait. Vers l'extrémité supérieure de la colonne d'extraction se trouve le tuyau d'admission de l'acide acétique aqueux qui doit subir l'extraction, l'admis sion étant commandée par une soupape à bille dans une mesure correspondant au débit de l'acide extrait à la partie inférieure.
La partie supérieure de la colonne sert de cham- bre de séparation pour les liquides mélangés et est munie d'un indicateur de niveau et d'un trop-plein à niveau constant. Le pro duit d'extraction composé d'acide acétique et des éthers mélangés et retiré de la partie su périeure de la colonne est conduit à tout type usuel d'appareil de fractionnement continu. L'acide acétique concentré est retiré de la partie inférieure de cet appareil et les éthers retirés du sommet sont préférablement con densés à une hauteur suffisante pour être ra menés à la base de la colonne d'extraction sous l'action de la pesanteur.
L'extraction est réalisée à la température ordinaire. Au début, la colonne d'extraction est remplie d'acide acétique aqueux de 23 environ de concentration. On fait ensuite ar river les éthers mélangés d'un récipient de réserve contenant 70, parties en volume d'éther éthylique et 30 parties en volume d'éther de pétrole (point d'ébullition 40' C environ), et lorsque des échantillons prélevés sur l'acide extrait retiré de la partie inférieure de la co lonne montrent que cet acide est si faible qu'il est sans valeur, on commence la vidange con tinue. Le résidu aqueux qui reste après l'ex traction- peut contenir moins de 1 % d'acide acétique.
Si l'on désire, on peut le chauffer pour récupérer tout .éther qu'il est suscepti ble de renfermer avant de la rejeter. L'acide acétique concentré retiré de l'appareil de dis tillation fractionnée continue, a une concen tration de 90 .à 95 %. On constate que les éthers mélangés provenant de cet appareil, lesquels éthers sont, ainsi qu'on l'a dit plus haut, renvoyés au procédé, contiennent 0,1 ou moins d'acide acétique.
Le procédé suivant l'invention a princi palement été décrit en se référant à l'extrac tion de l'acide acétique, mais il peut être ap pliqué pour extraire de leurs solutions d'au tres acides aliphatiques inférieurs, tels que par exemple l'acide propionique.