CH130613A - Procédé pour la fabrication de l'acide acétique. - Google Patents

Description

  Procédé pour la fabrication de l'acide acétique.    Dans le brevet principal     w     129300 on  a décrit un procédé pour produire l'acide  acétique par l'action d'oxyde de carbone sur  l'alcool méthylique en présence de cataly  seurs d'une nature acide. Le susdit brevet  constate d'ailleurs qu'on peut utiliser l'al  cool méthylique dans un mélange gazeux  obtenu en soumettant un mélange d'oxyde  de carbone et d'hydrogène à l'action de la  chaleur et de la pression en présence d'un  catalyseur convenable. Par exemple, le gaz  à l'eau peut être converti en alcool méthy  lique par l'action de la chaleur et de la  pression en présence d'oxyde de zinc ou  d'un autre catalyseur convenable.

   Les pro  duits résultants sont conduits directement  sans être refroidis à une chambre contenant  un catalyseur acide, en vue de la conversion  en acide acétique. De préférence, l'oxyde de  carbone nécessaire pour la conversion de  l'alcool méthylique en acide acétique est  présent dans le mélange initial d'oxyde de       carbone    et d'hydrogène, la quantité d'oxyde    de carbone étant dans ce cas supérieure à  celle nécessaire pour la formation d'alcool  méthylique. La proportion nécessaire d'oxyde  de carbone peut toutefois être incorporée au  mélange gazeux immédiatement avant son  passage sur le catalyseur acide.

   La réaction  a lieu en deux phases représentées par les  équations suivantes  CO     +        2H2        =        CH3    OH  CH' 0H     -f-   <B>00</B> =     CHIC00H     La présente invention est basée sur la  découverte que le traitement préliminaire du  mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène  effectué en vue de la production d'alcool  méthylique sous forme d'un produit séparé,  peut être supprimé. On peut ainsi obtenir  de l'acide acétique en faisant passer un  mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène  dans les proportions requises sur un cataly  seur acide.

   Dans ce cas, la réaction peut  être considérée comme ayant lieu en deux  phases comprenant la production d'alcool  méthylique et la transformation simultanée      de l'alcool méthylique en acide acétique,  ou bien elle peut être représentée plus sim  plement comme ayant lieu en une seule  phase suivant l'équation suivante  2C0     -'-        2Hz    =     CH3COOH     On peut faire usage de tous les cataly  seurs d'une nature acide qu'on a indiqués dans  le brevet principal. De préférence, on fait  usage d'un catalyseur non volatil ou qui  n'est que très légèrement volatil dans les  conditions de la réaction.

   Il est désirable  que le catalyseur ne soit pas réduit ou  transformé chimiquement de quelque autre  manière pendant la réaction en un corps non  acide ou en un corps volatil. Des résultats  particulièrement bons sont obtenus avec les  acides dérivés du phosphore, et spécialement  les acides phosphoriques, par exemple les  acides     ortho-,        pyro-    ou métaphosphorique ou  des mélanges de ces acides. L'acide borique,  l'acide arsénique et l'acide     phosphomolyb-          dique    conviennent aussi comme cataly  seurs. Des mélanges contenant deux ou plus  de deux des susdits catalyseurs peuvent  aussi être employés.  



  Quand des acides sont employés comme  catalyseurs, on peut les neutraliser partielle  ment pour former, si on le désire, des sels  acides, mais de préférence seulement à un  degré tel que le corps résultant contienne  encore, à la température de la réaction, des  groupes hydroxyle libres suivant les for  mules usuelles. Une neutralisation partielle  de l'acide est particulièrement avantageuse  dans les cas     oii    l'on désire diminuer la vo  latilité de l'acide ou convertir l'acide en  l'état solide.

   Par exemple, on peut employer  un composé qui peut être considéré comme  composé d'une molécule d'une base mono  valente, ou de l'équivalent d'une- base poly  valente, en combinaison avec plusieurs mo  lécules d'acide     orthophosphorique,    de sorte  que le dérivé de phosphore complexe résul  tant est encore acide entre 300 et 400   C  ou autre température employée dans la  réaction. Ainsi, par exemple, suivant la  présente invention, le phosphate d'aluminium    de la composition     A1 03.        12H3p04    peut  être employé comme catalyseur.  



  Le catalyseur employé peut être à l'état  liquide, comme dans le cas de l'acide phos  phorique, ou à l'état solide, comme dans le  cas de l'acide borique ou du phosphate  acide d'aluminium à la température de la  réaction, et être distribué sur, ou supporté  par une matière solide inerte, telle par  exemple que le coke, le graphite, etc. On  peut introduire les catalyseurs dans la  chambre de réaction avant le commence  ment de l'opération ; les ajouter au cours  de l'opération, par exemple sous forme d'un  jet pulvérisé d'un catalyseur liquide ou.  dans certains cas, sous forme de la vapeur  d'un ester volatil, -par exemple d'un ester  méthylique, qui se décompose dans les con  ditions de. la réaction pour donner un cata  lyseur acide; ou les introduire ou les engen  drer de toute autre manière dans la chambre  de réaction.  



  Il est préférable qu'on opère sous les  pressions plus élevées, par exemple de<B>150</B>  à 300 atmosphères ou davantage.  



  Dans certaines conditions qui inter  viennent, l'acide acétique formé peut être  obtenu sous forme d'un mélange contenant  de l'acétate méthylique. Cependant, la pré  sence d'eau dans le mélange gazeux utilisé  pour la réaction favorise la formation d'a  cide acétique libre.  



  Si l'opération est conduite de façon à  produire des quantités importantes d'acétate  de méthyle, l'acétate de méthyle ainsi ob  tenu peut être facilement saponifié et trans  formé en acide acétique et en alcool méthy  lique ou en éther     diméthylique.     



  Le procédé peut être réalisé de nom  breuses façons différentes et l'invention n'est  pas limitée aux exemples qui suivent d'ap  pareils et de modes opératoires, ces exem  ples n'ayant pour but que de faire com  prendre l'invention et ne limitant celle-ci  en aucune façon.  



  Suivant une forme d'exécution on fait  usage d'un circuit fermé d'appareils compre  nant une pompe servant à faire circuler le           ;raz,    laquelle pompe fait passer le mélange  gazeux contenant de l'oxyde de carbone et  de l'hydrogène à travers un échangeur de  chaleur dans la chambre de réaction,     d'oi1     les produits se rendent, en passant à tra  vers l'échangeur de chaleur, à un conden  seur muni d'un récipient dans lequel les  gaz non condensables se séparent des pro  duits liquides. On enlève les produits li  quides et l'on renvoie les gaz à la pompe  de circulation. Le circuit peut être muni  de manomètres, de séparateurs d'acide, de       réchauffeurs,    d'indicateurs de débit, de ré  gulateurs de température, etc.  



  La chambre de réaction peut contenir  tout dispositif propre à assurer un bon con  tact du gaz avec le catalyseur. Par exem  ple, dans le cas d'un liquide, on peut faire  barboter les gaz à travers le liquide, ou dis  poser la chambre de réaction sous forme  d'une     eolonne    de lavage, la munir d'agita  teurs ou la disposer de façon rotative en la  munissant, si on le désire, d'une matière  propre à supporter le liquide. Si le cataly  seur est un solide ou un liquide étalé sur  un support solide, il est avantageux d'em  ployer le solide sous une forme granulaire.  II est préférable d'employer une grande  masse d'un catalyseur liquide.  



  I1 convient que le catalyseur et les  gaz soient raisonnablement débarrassés d'im  puretés susceptibles de neutraliser l'acide.  



  Les différentes parties de l'appareil sont  préférablement protégées contre la corrosion  par les acides et l'oxyde de carbone. Ainsi  par exemple, il est préférable d'éviter l'ex  position des gaz à l'action du fer dans l'ins  tallation, quoiqu'on puisse employer avan  tageusement des alliages spéciaux ne for  mant pas du fer carbonylé. Les récipients  qui contiennent des acides ou qui- sont en  contact avec des acides seront de préférence  convenablement protégés suivant le genre  d'acide présent. Par exemple les parties en  contact avec l'acide acétique peuvent être  faites ou garnies de cuivre, tandis que celles  contenant de l'acide phosphorique peuvent  comporter une garniture de graphite ou    d'or ou peuvent être faites ou garnies de  cuivre.

   Si l'on emploie le cuivre en contact  avec l'acide phosphorique, il est préférable  d'empêcher l'accès d'oxygène à l'appareil.  



  L'exemple suivant fait comprendre une  application industrielle du procédé, mais il  est bien entendu que l'invention n'est limi  tée en aucune façon à cet exemple.  



       Exemple     On comprime du gaz à l'eau purifié à  250-300 atmosphères et, après l'avoir fait  barboter à travers de l'eau à environ 100 à  150   C, on le fait passer à travers une  chambre maintenue à environ 280  -400   C  et remplie soit de coke, de graphite, ou  d'autre matière poreuse inerte, imprégné  d'acide phosphorique, soit de phosphate  acide d'aluminium. La chambre de réaction  peut être constituée par une chambre tour  nant lentement et remplie au tiers environ  de sa contenance d'acide phosphorique, le  reste étant rempli de fragments de graphite  ou autre matière présentant une grande  surface.

   On condense les produits, on remet  en circulation les gaz non condensés à l'aide  d'une pompe de circulation, on recueille le       condensat    et on le soumet à une nouvelle  distillation pour obtenir l'acide acétique.  L'azote et les autres gaz inertes s'accumu  lant dans l'installation sont enlevés, soit  d'une façon intermittente, soit d'une façon  continue, et remplacés par de nouvelles  quantités de gaz à l'eau. .  



  On peut saponifier tout acétate de mé  thyle qui peut être présent dans le produit  de réaction de manière à le transformer en  acide acétique libre à l'état anhydre. A cet       effet,    on     effectue    de préférence la     sâponifi-          cation    avec substantiellement la quantité  théorique d'eau requise pour la réaction, un  acide minéral énergique, par exemple l'acide  phosphorique ou l'acide sulfurique, étant  préférablement employé comme saponifiant.  



  La réaction s'accomplit suivant l'équa  tion     suivante          2CH3COC        CH.3        -r-        1120    -     2CH3COOH          (CHg)20         Il est préférable d'employer l'acide phos  phorique comme saponifiant parce que cet  acide n'agit pas à la façon d'un oxydant  aux températures appliquées. La réaction a  lieu à des températures comprises entre  150   C environ et 300   C environ, des tem  pératures comprises entre 180 et 220   C  étant spécialement avantageuses. Par exem  ple, à 200o C, la réaction a lieu rapidement  et donne un rendement sensiblement     quan-          iïitatif.     



  Les acides phosphoriques les plus     hydra-          ëés,    par exemple l'acide     orthophosphorique     et l'acide pyrophosphorique, sont capables  de fournir l'eau requise :pour la saponifica  tion, étant eux-mêmes en même temps dés  hydratés pour donner de l'acide     métaphos-          phorique.    Il est par conséquent possible de  réaliser la réaction d'une manière continue  en introduisant continuellement dans l'acide  phosphorique     les    quantités et proportions re  quises d'ester et d'eau, l'acide phosphorique  servant en réalité de véhicule pour l'eau.  



  La saponification peut être réalisée dans  tous appareils établis pour l'action mutuelle  de gaz et de liquides, par exemple dans des  tours de lavage, des mélangeurs, des     barbo-          teurs,    etc.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour la<B>-</B>fabrication de l'acide acétique, caractérisé par le fait qu'on sou met un mélange gazeux contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène à l'action d'un catalyseur d'une nature acide. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on soumet le produit de réaction à-une';saponification pour trans former en acide acétique de l'ester mé thylique formé avec l'acide acétique dans la réaction. 2 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on effectue la réaction sous pression et à une température entre 250<B>0</B> C et 450 o C. 3 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur comprend un acide dérivé d'un oxyde de phosphore.

   4 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on fait usage d'un cataly seur comprenant un acide phosphorique. 5 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'on fait usage d'un cataly seur comprenant un mélange de divers acides phosphoriques.