Procédé de fabrication d'alcool éthylique. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'alcool éthylique, par combinaison directe d'éthylène avec de la vapeur d'eau.
Il est bien connu que la vapeur d'eau et l'éthylène se combinent en formant de l'al cool éthylique, à hautes températures et en l'absence de substances ayant un effet cata lytique sur la réaction, mais la quantité d'alcool ainsi formée est négligeable. Plusieurs catalyseurs ont été proposés pour être em ployés dans cette réaction; comme par exemple la thorine (Th02) ou l'acide phos phorique sur du charbon de bois.
On a en outre décrit au brevet principal n 171358 un procédé de fabrication d'alcool éthylique selon lequel on effectue la combi naison de l'éthylène et de la vapeur d'eau, à une température élevée et en présence d'un catalyseur, ce catalyseur étant constitué au moins en partie par un composé de l'acide phosphorique avec au moins un métal du groupe du fer, appartenant à la quatrième période du système périodique, la quantité totale d'acide phosphorique, libre ou combiné, étant en excès sur celle nécessaire à la for mation de l'orthophosphate neutre du métal ou des métaux employés, mais n'excédant toutefois pas (calculée comme HOP04)
les 95 % de la quantité totale du ou des com posés phosphoriques.
On a trouvé que dans le catalyseur, ledit métal peut être remplacé par le bore, toutes les autres conditions d'opération restant les mêmes.
Le procédé objet de la présente invention est donc caractérisé en ce que l'on effectue cette combinaison à une température élevée et en présence d'un catalyseur, ce catalyseur étant constitué au moins en partie par un composé de l'acide phosphorique avec le bore, la quantité totale présente d'acide phosphorique, libre ou combiné, étant en excès sur celle nécessaire à la formation de l'orthophosphate neutre de bore, mais n'ex cédant toutefois pas (calculée comme 83P04)
les 95 % de la quantité totale du ou des composés phosphoriques.
Pour obtenir le composé formant au moins en partie le catalyseur, on peut faire atta quer par de l'acide phosphorique le bore ou un de ses dérivés attaquables, par exemple de l'anhydre borique. La composition obtenue peut former par elle-même le catalyseur ou bien elle peut être placée sur un support inerte ou mélangée à un tel support, ce dernier ne comprenant pas de composés si liceux.
Les catalyseurs ainsi obtenus peuvent être employés comme tels à l'état solide, sous forme de granules, boulettes, tablettes, etc.
Le support peut être imprégné avec la composition sous forme fluide et ensuite séché. Les catalyseurs peuvent être employés seuls ou en association avec d'autres matières ayant un effet catalytique favorable sur la combinaison de la vapeur avec l'éthylène.
La réaction peut être exécutée avanta geusement à des températures comprises entre 100 et<B>3000</B> C, mais on préfère em ployer des températures supérieures à 150 0 C. On peut employer la pression atmosphérique ou des pressions plus fortes allant jusqu'à 250 atmosphères, mais il est préférable d'em ployer des pressions ne dépassant pas 100 atmosphères.
Lors de l'exécution pratique du procédé, un mélange d'éthylène et de vapeur est amené en contact avec le catalyseur. Les vapeurs résultantes peuvent ensuite être condensées pour obtenir, d'une part, l'alcool éthylique produit et toute la vapeur d'eau non trans formée, et, d'autre part, l'éthylène non trans formé, lequel peut être retourné au procédé pour être traité à nouveau.
Le procédé peut être appliqué à l'éthy lène pur ou à des mélanges d'éthylène avec d'autres gaz, ces derniers ne réagissant pas dans les conditions du procédé, par exemple l'éthane, le méthane et les autres gaz sem blables.
Les exemples suivants illustrent la ma nière dont l'invention peut être exécutée et la nature des résultats obtenus Exemple <I>1:</I> On a cuit dans une étuve (four à air) à 2000 C et ensuite broyé en granules, un ca talyseur préparé en concentrant par évapo ration une molécule d'anhydride borique avec 2,2 mots d'acide phosphorique. On a fait passer, sur 100 emB de ce catalyseur, de l'éthylène à un débit de 3,12 litres par heure, mesuré à la température et à la pression normales, et mélangé avec 1,5 fois son vo lume de vapeur.
On a alors obtenu une transformation de l'éthylène en alcool éthy- lique de 0,36 %.
<I>Exemple 2:</I> En utilisant le même catalyseur qu'à l'exemple 1, on a fait passer à une pression totale de 20 atmosphères et par heure 400 litres d'éthylène mesuré à la température et à la pression normales et mélangé à de la vapeur d'eau en proportions moléculaires de 4 mois d'éthylène pour 1 mol de vapeur. La transformation de l'éthylène en alcool éthy lique a été de 0,44 0% et le rendement ho raire en alcool a été de 3,70 grammes. L'al cool a été obtenu sous forme d'un condensat à 5,6 %.
A method of manufacturing ethyl alcohol. The present invention relates to a process for the manufacture of ethyl alcohol by direct combination of ethylene with steam.
It is well known that water vapor and ethylene combine to form ethyl alcohol at high temperatures and in the absence of substances which have a catalytic effect on the reaction, but the amount of alcohol thus formed is negligible. Several catalysts have been proposed for use in this reaction; such as for example thoria (Th02) or phos phoric acid on charcoal.
In addition, main patent No. 171358 has disclosed a process for the manufacture of ethyl alcohol according to which the combination of ethylene and water vapor is carried out at an elevated temperature and in the presence of a catalyst. catalyst consisting at least in part of a compound of phosphoric acid with at least one metal of the iron group, belonging to the fourth period of the periodic system, the total amount of phosphoric acid, free or combined, being in excess over that necessary for the formation of the neutral orthophosphate of the metal or metals employed, but not exceeding however (calculated as HOP04)
95% of the total amount of the phosphoric compound (s).
It has been found that in the catalyst, said metal can be replaced by boron, all the other operating conditions remaining the same.
The process which is the subject of the present invention is therefore characterized in that this combination is carried out at an elevated temperature and in the presence of a catalyst, this catalyst being constituted at least in part by a compound of phosphoric acid with boron. , the total amount present of phosphoric acid, free or combined, being in excess of that required for the formation of neutral boron orthophosphate, but not however yielding (calculated as 83P04)
95% of the total amount of the phosphoric compound (s).
To obtain the compound forming at least in part the catalyst, boron or one of its etchable derivatives, for example boric anhydride, can be attacked with phosphoric acid. The composition obtained can form the catalyst by itself or else it can be placed on an inert support or mixed with such a support, the latter not comprising such licious compounds.
The catalysts thus obtained can be used as such in the solid state, in the form of granules, pellets, tablets, etc.
The support can be impregnated with the composition in fluid form and then dried. The catalysts can be employed alone or in combination with other materials which have a favorable catalytic effect on the combination of steam with ethylene.
The reaction can be carried out advantageously at temperatures between 100 and <B> 3000 </B> C, but it is preferred to employ temperatures above 150 ° C. It is possible to use atmospheric pressure or higher pressures up to at 250 atmospheres, but it is preferable to employ pressures not exceeding 100 atmospheres.
In the practical execution of the process, a mixture of ethylene and steam is brought into contact with the catalyst. The resulting vapors can then be condensed to obtain, on the one hand, the ethyl alcohol produced and all the untransformed water vapor, and, on the other hand, the untransformed ethylene, which can be returned to the process to be processed again.
The process can be applied to pure ethylene or to mixtures of ethylene with other gases, the latter not reacting under the conditions of the process, for example ethane, methane and the like.
The following examples illustrate the way in which the invention can be carried out and the nature of the results obtained Example <I> 1: </I> It was baked in an oven (air oven) at 2000 C and then ground into granules, a catalyst prepared by evaporating a molecule of boric anhydride with 2.2 words of phosphoric acid. Ethylene was passed through 100 mB of this catalyst at a rate of 3.12 liters per hour, measured at normal temperature and pressure, and mixed with 1.5 times its vapor volume.
A conversion of ethylene to ethyl alcohol of 0.36% was then obtained.
<I> Example 2: </I> Using the same catalyst as in Example 1, was passed at a total pressure of 20 atmospheres and per hour 400 liters of ethylene measured at temperature and pressure normal and mixed with water vapor in molecular proportions of 4 months of ethylene to 1 mol of vapor. The conversion of ethylene to ethyl alcohol was 0.440% and the hourly alcohol yield was 3.70 grams. The alcohol was obtained as a 5.6% condensate.