CH216415A - Procédé de fabrication de l'adiponitrile. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de     l'adiponitrile.       La présente     invention    a pour objet un  procédé de     fabrication    de     l'adiponitrile          CN(CH')'CN,    par réaction d'ammoniac avec  de l'acide     adipique.     



  D'après un procédé connu de préparation  des nitriles     aliphatiques        contenant    au     moins     six atomes de carbone, on fait passer un cou  rant d'ammoniac gazeux dans des acides ali  phatiques à l'état liquide, maintenus à une  température telle que l'eau qui prend nais  sance au cours de la     réaction    soit     vaporisée     au fur et à mesure de sa     formation.    Il n'est  fait aucune mention de     l'application    de ce  procédé à des acides     polybasiques,    et, en fait,  quand on .essaie d'utiliser ce mode opératoire  pour préparer de     l'adiponitrile,

      les rende  ments obtenus ne     dépasssent    pas 35 % de la  théorie.  



  Il a été proposé, d'autre part, de     prépaaer     des     dinitriles        aliphatiques    en     faisant    passer  un courant rapide d'ammoniac dans un mé  lange     liquide    d'un acide aliphatique     dibasi-          que    et d'ammoniaque concentrée, à tempéra-         ture    élevée et en     présence    de     catalyseurs          constitués    par les acides oxygénés, et     leurs     sels, des     métaux    des     groupes    5 et 6 de la clas  sification périodique.

   Un tel mode opératoire       constitue    bien en général un progrès par rap  port à celui     n'utilisant    aucun catalyseur,     mais,     dans le cas particulier de l'acide     adipique,    le       -catalyseur    employé étant     le        molybdate    d'am  monium,     il    ne permet pas d'obtenir un rende  ment en     adiponitrile    supérieur à 45 % de la  théorie.  



  Le procédé objet de la présente invention  est     caractérisé    en     ce    que l'on effectue     cette          réaction    en présence d'un     catalyseur    consti  tué par au     moins        un    ester phosphorique ou  par l'acide phosphorique.  



  De préférence, on fait passer     un        courant     rapide d'ammoniac     gazeux    à travers un     bain     d'acide     adipique    fondu dans la masse     réac-          tionnelle    duquel se trouvent     dissous,des    esters       phosphoriques    neutres ou acides, onde l'acide  phosphorique.  



  On     obtient    ainsi des rendements en adi-           ponitrile    supérieurs (de l'ordre de 85 à<B>90%)</B>  à ceux des     procédés        connus    indiqués     ci-dessus.     



  Parmi les esters phosphoriques pouvant  être employés selon la     présente    invention, on  peut citer, à titre d'exemple:  les esters phosphoriques neutres d'alcools  aliphatiques, tels que les phosphates     triéthy-          liques,        tributy        liquzs,        triamyliques,        triéthoxy-          éthyliques    ;

    les esters phosphoriques neutres     d'alcools          arylaliphatiques    ou     cy        cloaliphatiques,    tels  que les phosphates     tribenzyliques,        tricyclo-          hexyliques,        trimenthyliques;     les esters phosphoriques neutres de phé  nols à un ou plusieurs noyaux, tels que les  phosphates     triphény    ligues,     triehlorphényli-          ques,        tricrésy    ligues,     trithymyliques,    tri  naphthyliques,     trixényliques    ;

    les esters     phosphoriques    neutres mixtes de       phénols,        tels    que les phosphates     monophényl-          dixényIiques    et     diphénylmonoxényliques;     les esters phosphoriques acides, tels que  les acides     dierésyl-,        dixényl-,        monoxényl-          phosphoriques.     



  La proportion de     catalyseur    â employer  peut varier entre de larges limites, par exem  ple entre 0,1 et 10     1;    du poids de l'acide     adi-          pique    traité. Une proportion de l'ordre de 5 %  convient en général, bien que des     proportions     plus faibles exercent déjà une influence favo  rable. Des proportions plus fortes peuvent       également:        être    employées sans qu'il en ré  sulte des inconvénients.  



  <B>Un</B> des modes d'exécution du procédé peut       consister    à. fondre .d'abord l'acide     adipique     additionné de catalyseur, puis à faire passer  le courant d'ammoniac à travers la masse  fondue, tout en élevant progressivement la       température    aux     environs    de 300  . plus ou  moins rapidement selon le catalyseur utilisé;  cette température est alors     maintenue    jusqu'à  ce que toute l'eau qui a.     pris    naissance au  cours de la réaction soit     éliminée.     



  Bien que la réaction se déroule convena  blement à. la pression atmosphérique, il peut  être     intéressant    dans certains cas d'opérer  sous une pression     supérieure.    Pratiquement,  on peut agir dans une certaine mesure sur la    pression sous laquelle l'ammoniac réagit avec  l'acide     adipique    fondu, en faisant varier la       distance    entre l'arrivée     d'ammoniac    et le ni  veau du liquide dans     l'appareil    à réaction.  



  La vitesse de passage .de l'ammoniac à tra  vers la masse fondue est de     préférence    réglée  de     façon        telle    que le gaz ne soit     pas    absorbé       intégralement    dans la réaction,     mais        qu'il     s'en dégage une petite quantité à la sortie  de l'appareil.

       Cette    quantité d'ammoniac       n'ayant        pas        réagi    se     dissout.    dans l'eau qui  prend     naissance    au     cours    de la réaction et       petit    ainsi être récupérée sous forme d'une       solution    aqueuse.  



  Il     importe.    pour     obtenir    les     rendements     maxima., de veiller à     me    que     les    parties vola  tiles qui s'échappent de     l'appareil    soient     cons-          tituées        essentiellement    par de     l'eau,    et l'excès  d'ammoniac.

   Comme on le sait,     l'action    de  l'ammoniac sur l'acide     adipique    peut donner  naissance à. des corps autres que     l'adiponitrile:     sel     ammoniacal,        diamide,        co-cyanovaléramide.          adipimide,    qui sont des corps intermédiaires  susceptibles de former     ultérieurement    de       l'adiponitrile.    Certains de     ces    corps peuvent  être entraînés par la vapeur     d'eau    ou par  l'ammoniac et. s'il ne font pas     retour    dans  le récipient réactionnel.

   ils amènent nécessai  rement une baisse du rendement.  



       I'n        dispositif    convenant à. la     mise    en       #uvre    du procédé selon     l'invention    compren  dra. donc un récipient de     réaction        comportant     une canalisation d'arrivée pour     l'ammoniac    et  un     orifice    de départ pour les produits volatils.

    Cet orifice sera. relié à une colonne à. frac  tionnement     surmontée        d'un        analyseur    dans le  quel la circulation d'eau sera     régler    de     façon     que la     température        des        vapeurs    à la     sortie     soit voisine de 100  .

   On     parvient    ainsi à éli  miner toute l'eau qui a     pris        naissance    au  cours de la réaction tout en     retournant    dans       l'appareil    les matières     intermédiaires    dont la       transformation    en     adiponitrile,    ainsi rendue       possible,    améliore le     rendement    final de l'opé  ration.  



  Le procédé de l'invention permet, par un  choix     convenable    du     catalyseur    et de l'appa  reillage,     d'obtenir    de     l'adiponitrile    à partir      d'acide     adipique    et d'ammoniac avec un ren  dement -de 85 à 90 % de la théorie.  



  Le procédé peut également être conduit  d'une façon continue en faisant circuler en  semble l'ammoniac et l'acide     adipique    fondu,  à. travers un ou plusieurs récipients. Les deux  réactifs peuvent être mis en circulation soit  en courant parallèle, soit en     contre-courant;     on peut     également    amener de l'ammoniac  frais à chaque récipient     individuellement.     On peut adopter des températures différentes  ou identiques .dans chacun des     récipients    -de la  réaction.  



  Voici quelques exemples de mise en     aeuvre     du procédé objet de l'invention:  <I>Exemple</I>     T     200 g d'acide     adipique,    mélangés à 2 g  d'acide phosphorique<B>85%</B> sont chauffés à  200   dans un ballon de verre     surmonté    d'une  colonne à rectifier. On fait     barboter    dans  l'acide fondu un courant de gaz ammoniac à  raison de 90 g à, l'heure. On élève graduelle  ment la température de 200 à 300   et on  maintient cette température tant qu'il distille  de l'eau, ce qui demande .environ     11#-    h.  



  Par distillation du mélange réactionnel, on  retire 87 g     d'adiponitrile,    soit un rendement  de 59 % de la     quantité    théorique.  



  Si .l'on effectue une préparation similaire,       mass    sans addition d'acide phosphorique, on  obtient seulement 52 g     d'adiponitrile,        ce    qui  représente un rendement de 35 % de la  théorie.  



  <I>Exemple 2:</I>  200 g d'acide     adipique    sont additionnés  de 16 g de phosphate de butyle et traités  comme il est     décrit    dans l'exemple 1.  



  On obtient 88 g     d'adiponitrile.        Rendement     60%.  



  <I>Exemple 3:</I>  200 g d'acide     adipique    sont additionnés  de 16 g de phosphate     tri-orthocrésylique    et  traités comme dans l'exemple 1.  



  On obtient 95 g     d'adiponitrile.    Rendement  64%.    <I>Exemple</I>  200 g d'acide     adipique    sont additionnés  de 16 g de     phosphate        tri-orthoxénylique    et  traités comme dans     l'exemple    1.  



  On     obtient    104 g     d'adiponitrile.    Rende  ment 70 %.  



  <I>Exemple 5:</I>  200 g d'acide     adipique    sont additionnés  de 8 g d'acide     di-orthoxénylphosphorique    et  traités comme dans l'exemple 1.  



  On obtient 108 g     d'adiponitrile.    Rende  ment 73     ro    .  



       Exemple   <I>6:</I>  2 kg d'acide     adipique    et 80 g d'acide       dixénylphosphorique    sont chargés     dans    un ré  cipient     cylindrique    de 2 m de hauteur et 6 cm  de diamètre, surmonté d'une colonne à recti  fier munie d'un analyseur.  



  On chauffe le mélange     réactionnel    à  <B>250</B>   et on fait passer un courant d'ammoniac  de 1800 g à l'heure. On règle le débit d'eau  dans     l'analyseur,    de façon que la température  de sortie des vapeurs ne     -dépasse    pas     100'.     On élève graduellement la température du  mélange réactionnel jusqu'à 300  . Tout en       diminuant        progressivement    le débit d'ammo  niac jusqu'à 200 g à l'heure, on     maintient    le  mélange réactionnel à<B>300'</B> jusqu'à.     ee    qu'il  ne     distille    plus d'eau, ce qui demande envi  ron     21j,    heures.

    



  On retire par     distillation        @du    contenu de  l'appareil 1280 g     dyadiponitrile.    Rendement  86,6 % de la théorie.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de fabrication de l'adiponitrile par réaction d'ammoniac avec de l'acide adi- pique, caractérisé en ce que l'on effectue cette réaction en présence d'un catalyseur consti tué par au moins un ester phosphorique ou par de l'acide phosphorique. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

   Procédé selon la revendication, dans lequel on fait passer .de l'ammoniac gazeux à travers de l'acide adipique fondu, caract'e- risé en ce que le catalyseur est -dissous dans l'acide adipique. 2. Procédé selon la revendication, caracté- risé en ce que la quantité employée de cata lyseur est comprise entre 0,1 et 107o de la quantité d'acide adipique mise en oeuvre. 3.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur est un ester neutre de l'acide phosphorique. 4. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur est un ester acide de l'acide phosphorique. 5. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur est un ester phos phorique neutre d'alcool aliphatique. 6.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le catalyseur est un ester phos phorique neutre d'alcool arylaliphatique. 7. Procédé selon la revendication, caracté- risé en ce que le catalyseur est un ester phos phorique neutre d'un phénol.

   8. Procédé selon la revendication, caracté- risé en ce que le catalyseur est un ester phos phorique neutre mixte de phénols.