Procédé d'obtention de l'acide acétique anhydre à partir d'acide dilué. On sait que l'acide acétique peut être extrait de ses solutions .aqueuses par agita.- tiornn avec -des solvants volatils peu solubles dans l'eau, tels que S'éther sulfurique, l'acé tate d'éthyle, etc. Ii suffit ensuite d'évaporer le solvant volatil employé pour le séparer du mélange .et obtenir comme résidu l'acide. acétique à un état plus ou moins concentré suivant le mode opératoire utilisé.
L'incon vénient -de ce procédé est d'exiger la vapori- sation de grandes quantités :du solvant choisi.
On a également proposé de traiter les so lutions aqueuses acétiques par -des solvants peu solubles dans l'eau et à 'point .d'é!bullition élevé. L'acide acétique passe en. solution :dans la couche ide solvant duquel on .le sépare ultérieurement par distillation, -l'acide pas sant @comme produit de tête.
On .a -dbnné la température @de <B>150'</B> comme point @d'ébuilli- tion minimum à adopter pour le solvant de manière à permettre une -séparation suffi samment facile= de l'acide,- mais générale- ment .les produits utilisés ont une tempéra ture d'ébullition bien supérieure. Aussi cette méthode offre-t-elle l'inconvénient d'exiger des températures @de chauffage élevées ou (emploi du vide et de ne pas conduire à.
l'obtention d'un acide bien pur. De plus, le pouvoir extracteur. des solvants lourds pour l'acide acétique est généralement très faible, ce qui .diminue également beaucoup l'intérêt de cette méthode.
La présente invention a pour objet un procédé ;l'obtention ide d'acide acétique an hydre à partir .d'acidedilué par de Veau, selon lequel on épuise cet acide dilué à l'aide d'un solvant de l'acide acétique, ce solvant étant. insoluble -ou très peu soluble dans l'eau et ne formant pas de mélange azéotropique avec l'acide ,acétique anhydre, :de manière à obtenir un mélange solvant-;
acide que l'on -dis tille ensuite pour en séparer les constituants.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on déshydrate ile mélange so@lvant-,aaeide à l'aide d'un liquide entraîneur auxiliaire formant avec l'eau un mélange à point d'ébullition minimum peu élevé.
Lors de la mise en aeuvre du procédé il est avantageux d'emp@loyer un solvant à point d'ébullition moyen, c'est-à-fdire supé rieur à celui de l'acide acétique anhydre, mais inférieur à 150 .
Jusqu'ici ce genre -de solvants n'a pas été employé industriellement malgré le pouvoir d'extraction suffisamment ,avantageux qu'il possède généralement, par suite des mauvais résultats qu'on obtient lors @de da séparation -de l'acide.
En effet, quand, ,après -la phase d'extraction on cherchait à séparer -par distiLiation l'acide -acétique @de son solvant, celui-ci distillait en même temps que l'-acide, même quand cette distillation était complétée par une rectification serrée avec rétrograda tion abondante nécessitant par suite une grande dépense !de vapeur.
Or, on a trouvé que les difficultés ,de la séparation de l'acide et :du solvant étaient dues presque uniquement à la présence d'une petite quantité d'eau dans le mélange <B>(</B>0,5 à 3 %) qui, au moment<B>de</B> la distillation provoquait avec île solvant la formation d'un mélange à point d'ébullition minimum.
En éliminant selon l'invention cette petite quan tité d'eau à l'aide du -liquide entraîneur, on opère alors sur un mélange anhydre et par conséquent la, séparation de l'acide et,du sol vant se fait aisément, à @la seule condition que ce dernier soit .choisi parmi ;les liquides qui ne donnent pas de mëlange azéotropique avec l'acide acétique.
Le liquide entraîneur peut être ajouté au solvant avant l'extrac tion s'il a une action, favorable sur celle-ci, ou bien après l'extraction dans le cas contraire.
On peut -aussi effectuer @la déshydratation .à l'aide -du liquide entraîneur auxiliaire, en utilisant la technique déjà utilisée pour la déshydratation de l'acide acétique et de l'al cool ordinaire par les méthodes .azéotropiques. Une fois le mélange acide et solvant dés-hy- draté, on peut séparer l'acide dans une colonne à distiller d'un modèle connu; l'acide passe en tête à l'état anhydre, le solvant est extrait au bas (le la colonne et peut être à nouveau réutilisé pour l'extraction.
Le solvant à point d'ébullition :moyen, ainsi que .le liquide entraîneur auxiliaire, peuvent être ides produits purs ou des mé- 1anges.
L'acide diilué -de départ peut être non seulement une solution aqueuse pure d'acide acétique, mais aussi une solutions contenant (les sels minéraux ou même certaines matiè res organiques. Il peut encore être un mé lange !de vapeurs d'acide et de vapeurs d'ea.-ii. Il suffit dans chaque eas de choisir judi cieusement le solvant et avantageusement, un solvant, à point d'ébullition moyen, utilisé pour l'extraction.
C'est ainsi qu'on peut ,aisément traiter îles eaux acétiques pro- venant,de la fabrication des acétates de cellu lose. Ces eaux contiennent en solution des sels et des matières cellulosiques. Lors @de l'extraction, ces dernières se trouvent pré cipitées dès que l',acid:
e ne se trouve plus en quantité suffisante, mais elles ne se dissoil- vent pas dans l'agent d'extraction et vien nent se rassembller àla surface de séparation (le .la solution aqueuse épuisée et du solvant. Il est alors facile -de les éliminer par un moyen mécanique quelconque.
Les figures du dessin annexé représen tent chacune schématiquement à titre -d'exem ple, une installation permettant une mise en ocuvre particulière @du procédé objet de "invention.
Les fig. 1 et 2 représentent deux instal lations pour le traitement -de solutions aqueu ses d'acide ,acétique; La fig. 3 montre une installation pour l'obtention d'acide anhydre à partir de va peurs aqueuses -d'acide acétique, et La fig. 4 représente une installation dans laqueille est utilisé un liquide ,accessoire donnant avec l'acide acétique anhydre un mé lange binaire à point -d'ébullition minimum.
Voici, en référence à ces figures, quatre exemples id'exécution de l'invention.: <I>Exemple 1.</I>
.Soit à traiter une solution -aqueuse d'acide acétique à 30 'A dans l'appareillage repré senté à la fig. 1.
La solution d'acide .acétique est contenue dans le récipient 1 et l'acétate d'amyle (de point d'ébullition 138 - 140'), employé commue solvant .moyen, est contenu id-ans le récipient 2. Ces deux liquides s@écaudent à. contre-courant (dans<B>la</B> colonne d'extraction 3.
La solution épuisée de son acide sort par le tuyau 4, tandis que le mélange d'acide et d'acétate d'amyle contenant un, peu d'eau s'écoule par le tuyau 5 et entre dans une co lonne .de déshydratation 6 chauffée par sur face -et munie @de ses accessoires notamment:
condenseur 7, décanteur .8. La -déshydratation a lieu en employant l'acétate d'éthyle gomme corps entraîneur, lequel forme avec l'eau un mélange .azéotropique bouillant à 70,5 qui se condense dans le réfrigérant 7 et se sépare en deux couches aïquides dans le décanteur 8. La couche supérieure contenant l'acétate d'éthyle est renvoyée en 16 dans le haut .de la colonne 6.
L'eau est extraite par le tuyau 9, tandis que le mélange anhydre acide et solvant s'écoule ide la colonne 6 par le tuyau 10 @d'où i1 entre en 17 dans 71a colonne à distiller ordinaire 11, chauffée par surface munie de son condenspur 12. L'acide ,anhydre s'extrait par le tuyau 13 et le solvant régé néré par le tuyau 14;
celui-ci est indéfini ment réutilisé après avoir été refroidi ;de préférence avec le liquide froid qui alimente la coalonne @6.
<I>Exemple 2:</I> On peut réduire .dans de grandes propor tions la dépense de vapeur d'eau nécessaire à la colonne 6 en employant à son chauffage les calories disponibles dans aes vapeurs d'acide acétique s'échappant ide la colonne 11.
On réalise ainsi une économie impor tante, notamment lorsqu'on traite -l'es solu- tions acides très diluées. D'ans ce but, on peut employer l'installation représentée à la fig. 2, dans laquelle les vapeurs d'acide acé- tique s'échappant au sommet dé da colonne 11, au lieu d'aller directement au condenseur 12,
passent d'ans nu appareil ide chauffage par surface 20 placé dans la colonne 16. L'acide acétique condensé vient s'écouler par les tuyaux 21 et 22 au récipient 23 qui des sert la rétrogradation et .l'extraction; les va peurs d'acide acétique non condensées s'élè vent par le tuyau 18 au condenseur 12 dont le oondensat revient également iau récipient 23.
Si le chauffage de la colonne. 6, à l'aide des vapeurs d'acide acétique, est insuffisant, on complète ce chauffage au. bas tde 1a co- lonne 6, comme à l'ordinaire, à l'aide de va peur d'eau passant dans le serpentin 24.
<I>Exemple 3:</I> Certaines solutions aqueuses d',acid'e acé tique contiennent des impuretés organiques ou minérales, dont la présence est gênante pour opérer l'extraction méthodique par les solvants moyens.
C'est le cas, par exemple, pour les solu tions ,diluées d'acide ,acétique obtenues par fermentation: de 1a céflulose, solutions qui contiennent des. substances mucillagïneuses entravant la décantation -dans la colonne d'ex- traction.
Pour parer à cet inconvénient, on effectue l'extraction méthodique par les solvants moyens en opérant sur l'es vapeurs au lieu d'agir sur des liquides.
;Soient à traiter de vapeurs acides riches en vapeur d'eau à l'aïde de l'installation re présentée à 1a fig. 3. Ces vapeurs sont en voyées dans la partie médiane de la colonne 3, @ch-argée au préalable -de solvant moyen.
Celui-ci se trouve porté à l'ébullition et monte avec da vapeur d'eau à la partie su périeure d e la colonne, en dormant naissance au mélange binaire azéotropique eau-solvant moyen. Ce dernier est idiécanté dans le -dé canteur 27, ;après condensation dans le con denseur 26.
La couche inférieure aqueuse du décanteur est rejetée et la couche supérieure de solvant moyen est retournée continuelle- ment dans le haut ide la colonne d'extraction 3.
Quant .aux vapeurs d'acide .acétique, elles se trouvent dissoutes dans le solvant moyen qui descend .continuellement de ia partie supérieure de la colonne et se trouvent ainsi drainées vers @la partie inférieure, où, ,grâce à un petit supplément de chauffage en 28. on arrive à ne retirer, au bas ide da colonne 3; qu'un mélange -d'acide, ide solvant moyen et !d'une petite quantité d'eau.
Ce mélange entre dans l a colonne 6 et on se -trouve .ainsi ramené au cas général, exposé ci-dessus.
Le solvant ayant servi sort au @bas de la colonne 11 et est ramené @au bac 2, comme dans les exemples précédents.
Exemple <I>4:</I> Pour aubmmenter d'efficacité (de la sépara tion du solvant moyen et-de d'acide acétique anhydre, on peut -utiliser, dans la colonne a distiller,, un liquide aiccessoire capable ide donner avec l'acide acétique anhydre un mé lange binaire à point d'ébullition minimum. Dans ces conditions,
le solvant moyen .amené dans le liquide alimentaire venant de la co lonne à déshydrater se trouve rapidement re jeté vers- la partie inférieure de la colonne à distiller, tandis que l'acide acétique se trouve entraîné, sous l'influence de l'ébulli tion, à la partie supérieure de cette ,dernière colonne avec le liquide accessoire utilisé.
Le mélange binaire à point -d'ébullition minimum contenant l'acide est généralement homogène. On provoque s'il y a lieu sa<B>dé-</B> cantation par un apport = d'une très faible quantité d'eau.
L'acide acétique- contenu dans le mélange passe en grande partie dans l'une des deux couches; cette couche est en voyée dans une.colonnette où, par faible ébul lition, on la prive ",du liquide accessoire qu'elle tient en dissolution; cette distillation enlève en même temps la petite quantité d'eau .ajou tée comme expliqué ci-dessus: On. obtient ainsi de d'acide anhydre et pur au bas de la dite .colonnette.
Ce mode opératoire peut être exécuté avec l'installation représentée à la fig. 4, pour l'extraction. d'acide à partir -d'une solution acétique à 30 %, le solvant moyen utilisé étant l'acétate d'amyle. (Point d'ébullitioi, 13-8-140C.) Dans la colonne 11, .on utilise comme liquide accessoire une essence de pétrole sé lectionnée bouillant entre des limites de tem pérature très resserrées, par exemple de 114 à 116 C.
Cette essence forme :avec l'acide acétique anhydre un mélange â point d'ébullition mi nimum contenant 45 % d'acide acétique- et bouillant à 100,5 C.
Elle se .sépare facilement de l'acétate d'amyle qui se comporte comme produit de queue.
On .charge la colonne 11 une fois pour toutes de la quantité convenable d'essence.. <B>Eu</B> marche normale, la. colonne 11 étant chauffée à la pression de régime, on re cueille d'une manière continue l'acétate d'amyle désacidifié à la, partie inférieure, et le mélange azéotropique binaire acide-essence à la partie supérieure.
Ce mélange ,est homo- géne mais -décanté par apport d'une quan4;îté d'eau excessivement faible: 1 % par exemple. La couche inférieure; constituée par de l'acide, titrant près de 900 gr au litre, conte nant en dhssolution environ 10 % d'essence, est envoyée dans la colonnette. 15 chauffée par surface, au bas de laquelle on recueille de l'acide anhydre et pur.
La couche supé rieure, riche en essence, est retournée de manière continue, sur la colonne 11.
Les vapeurs issues de la. colonnette .15-se rendent directement au condenseur 12, de telle sorte que l'eau et le liquide âccessoire circulent indéfiniment en cycle fermé.
Toutes les mises en ceuvre du procédé, qui viennent d'être décrites, peuvent s'exécuter aussi bien @à la pression atmosphérique qu'à une pression inférieure ou supérieure.