CH260301A - Procédé d'hydrolyse d'esters, et installation pour sa mise en oeuvre. - Google Patents

Description

  Procédé d'hydrolyse d'esters, et installation pour sa mise en     oeuvre.       Il est connu que les acides organiques  peuvent être préparés par hydrolyse de leurs  esters. On sait par exemple que l'acide for  mique peut être obtenu par hydrolyse du  formiate de méthyle. Si on opère en dis  continu, on obtient soit une solution pauvre  en acide formique et riche en eau qui exige  une quantité de calories importante pour sa  concentration, soit un acide formique assez  concentré, mais il faut alors utiliser un excès  considérable de formiate de méthyle par rap  port à la théorie, ce qui nécessite une dépense  de calories très élevée pour sa séparation. La  préparation d'autres acides organiques à  partir de leurs esters présente les mêmes dif  ficultés.  



  La présente invention (M.     Ernest    Charles,       co-inventeur)    concerne un procédé d'hydro  lyse d'esters aptes à engendrer un alcool et  un acide de points d'ébullition notablement  différents, qui permet d'éviter ces inconvé  nients. L'invention comprend     aussi    une ins  tallation pour mettre ce procédé en     aeuvre.     



  Ce procédé se caractérise par le fait que  l'ester mélangé à l'eau et en excès par rap  port à cette eau, est hydrolysé en continu et à  chaud, de préférence en présence d'un cata  lyseur, l'alcool produit par l'hydrolyse étant  éliminé à l'état de vapeur, et que la solution  aqueuse d'acide obtenue est ensuite déshy  dratée. Les vapeurs d'eau et d'acide pro  duites lors de cette déshydratation servent  avantageusement d'agent de chauffage pour    la séparation de l'alcool. Dans     l'application     de ce procédé au traitement du formiate de  méthyle, on peut donc produire l'hydrolyse  de cet ester en marche continue, en consom  mant une quantité de calories peu impor  tante, le résultat final étant l'obtention  d'acide formique anhydre.  



  Pour l'hydrolyse de formiate de méthyle,  on peut opérer, par exemple, comme suit:  On produit l'hydrolyse d'un mélange  d'eau et de formiate de méthyle en excès dans       phisieurs    cuves disposées en cascade, reliées  en phase liquide et en phase vapeur; on fait  barboter méthodiquement dans le liquide du  formiate de méthyle en vapeur afin     d'entrai-          ner    la presque totalité du méthanol formé;

    on sépare ce dernier de la vapeur mixte dans  une colonne, en ne produisant qu'une rétro  gradation juste suffisante pour la séparation  de cet alcool, et fait retourner en circuit le  formiate de méthyle pur à l'état vapeur; on  sépare l'acide formique concentré obtenu; on  le déshydrate dans une colonne dont les va  peurs servent en partie au chauffage de la  colonne de séparation du formiate de méthyle  d'avec le méthanol et on sépare les gaz conte  nus ou formés dans le circuit.  



  La figure unique du dessin schématique  annexé montre une forme de réalisation de  l'installation pour la mise en     oeuvre    du pro  cédé, lequel dans le cas particulier est appli  qué à l'hydrolyse de formiate de méthyle.      L'hydrolyse est produite progressivement  dans     un    nombre suffisant de cuves ou     hydro-          lyseurs        13a,        13b...    13n, disposés en cascade.

    Le     liquide    s'écoule par trop-plein de l'un  dans l'autre     hydrolyseur.    Les vapeurs bar  botent successivement dans chaque     hydroly-          seur    de 13n à     13a.    Des     colonnes    9a, 9b... 9n,  surmontent chaque     hydrolyseur    et permettent  d'y faire retourner l'acide formique et l'eau  entraînés dans la vapeur.  



  Le formiate de méthyle est stocké dans la       clive    7; il arrive dans la cuve 5 à niveau  constant. Le formiate de méthyle servant à  l'hydrolyse arrive dans le premier     hydroly-          seur        13a    après passage dans la colonne     9a;     une partie du formiate est envoyée en tête  de cette colonne afin de séparer l'acide for  mique et l'eau     entraînés,    le complément étant       dirigé    à la base de la colonne. Ces réglages  s'effectuent grâce aux indicateurs de débit 10  et 12 et au     robinet    11.  



  L'eau est introduite dans     l'hydrolyseur          13a    à l'aide du     débimètre    14, le catalyseur  (acides sulfurique, phosphorique ou autre ca  talyseur connu) venant de 18 arrive en     18a.     Le mélange     liquide    passe successivement  dans les     hydrolyseurs        13a,    13b... 13n, le vo  lume de ces appareils étant suffisant pour  que l'équilibre entre les constituants ester,  eau, acide, alcool, s'établisse dans chacun  d'eux. On maintient, dans chaque     hydroly-          seur,    le     liquide    bouillant par chauffage.

    Comme l'alcool est     entraîné    en grande partie  dans les vapeurs, grâce au barbotage de va  peurs du formiate de méthyle de     13n    en     13a,     l'équilibre est déplacé dans     un    sens favorable  et on obtient, à la sortie de 13n, un liquide qui  est séparé de ses éléments légers (formiate  de méthyle et méthanol restant *en petite  quantité) dans la colonne 16.

   La teneur de ce  liquide en eau dépend entre autres de la  quantité d'eau introduite en tête des     hydroly-          seurs;    on peut, en agissant     sur    le     débimètre     14, obtenir à la sortie de     l'hydrolyseur    13n,  un acide formique à haute     concentration.    Les  vapeurs de la colonne 16 rejoignent les va  peurs de     formiate    de méthyle propulsées par  le     ventilateur    8 et dont le débit est contrôlé    en 15, puis l'ensemble de ces vapeurs bar  bote dans les     hydrolyseurs    de     13n    à     13a;

       l'eau et l'acide formique entraînés sont sépa  rés dans les colonnes 9n à     9a.    A la sortie de  cette     dernière    colonne, les vapeurs traversent  la colonne qui sert à la séparation de l'ester  et du méthanol. Les vapeurs qui sortent de  la colonne 1 sont dirigées, d'une part, sur le  ventilateur 8 dont le débit est réglé par 15,  d'autre part, vers la cuve 5 en relation avec  le     condensateur    6; les gaz contenus sont ex  pulsés en tête de ce condensateur 6. Grâce au       régulateur    de température 4, une quantité de       liquide    juste suffisante pour la séparation du  méthanol reflue sur la     colonne    1.

   Cette co  lonne 1 est chauffée, d'une part, par les va  peurs de la colonne de concentration de  l'acide formique 21, qui se condensent dans  le serpentin 3, d'autre part, par le serpentin 2  alimenté par de la vapeur d'eau sous pres  sion et dont le débit est réglé par le régula  teur de température 26. L'alcool pur obtenu  s'écoule par le tuyau 27.  



  L'acide formique brut qui     s'écoule    par le       trop-plein    de 16 est séparé du catalyseur  dans le chauffeur 17. Le catalyseur s'écoule  dans la cuve 18 d'où il est pompé en continu  en     18a    par la pompe 19 afin de retourner en  circuit.  



  Les     vapeurs    d'eau et d'acide formique, qui  se dégagent dans la colonne 17 et dont le  titre pondéral est élevé, arrivent dans la co  lonne 21.  



  L'acide formique anhydre se classe en  tête. Il est condensé par le serpentin 3. Le  petit réfrigérant à reflux 25 permet la con  densation de la petite quantité d'acide for  mique     entraînée    dans les gaz. L'acide anhydre  est refroidi dans le réfrigérant 22, puis il est  stocké dans la cuve 23. On recueille à la base  de la colonne 21, un liquide dont la concen  tration est voisine de l'azéotrope eau-acide       formique.    Ce liquide est renvoyé par l'émul  seur 20 dans     l'hydrolyseur    13b.  



  Pour favoriser le départ du méthanol, on  peut ajouter dans le dernier     hydrolyseur    13n       une    ou des substances susceptibles d'aug  menter le coefficient de     volatilité    de cet      alcool (benzène, heptane, etc.), ces substances  volatiles se retrouvent à la base de la co  lonne 1 en mélange avec le méthanol.  



  L'hydrolyse et la séparation des corps  peuvent se faire également sous des pressions  différentes de la     pression    atmosphérique.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé d'hydrolyse d'esters aptes à en gendrer un alcool et un acide de points d'ébullition notablement. différents, caracté risé par le fait que l'ester mélangé à l'eau et en excès par rapport à cette eau est hydro lysé en continu et à chaud, l'alcool produit dans l'hydrolyse étant éliminé à l'état de va peur et que la solution aqueuse d'acide obte nue est ensuite déshydratée. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait qu'on opère en présence d'un catalyseur soluble. 2. Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait qu'on entraîne l'alcool formé dans l'hydrolyse par barbotage de vapeurs de l'ester à hydrolyser. 3.

   Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait que l'eau et un excès d'ester à hydrolyser sont introduits à l'état liquide en tête d'une batterie d'hydrolyseurs chauf fés, disposés en cascade et reliés de faon que le liquide passe de l'un à l'autre, des vapeurs d'ester étant introduites en queue de ladite batterie et circulant en contre-courant avec le liquide en barbotant dans celui-ci. 4. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé par le fait que les vapeurs mixtes d'alcool et d'ester sont séparées, dans une colonne, en alcool qu'on condense et en ester dont une partie au moins est renvoyée à l'état de vapeur dans le circuit de barbotage. 5.

   Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que la solution aqueuse d'acide obtenue en queue de la batterie d'hydrolyseurs est déshydratée dans une colonne dont les va peurs servent, au moins partiellement, au chauffage de la colonne de séparation de l'alcool et de l'ester. 6. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé par le fait que le départ de l'alcool dans les hy droly- seurs est favorisé par l'addition de substances susceptibles d'augmenter son coefficient de volatilité. 7: Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait qu'on opère à la pression atmosphérique. 8.

   Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait qu'on opère à une pression supérieure à la pression atmosphérique. 9. Procédé selon la revendication I, carac térisé par le fait qu'on opère à une pression inférieure à la pression atmosphérique. REVENDICATION II:

   Installation pour la mise en oeuvre du pro cédé selon la revendication I, caractérisée par le fait qu'elle comporte une batterie d'hydro- lyseurs traversés successivement par le li quide de réaction et reliés à des colonnes pour séparer l'acide et l'eau de l'alcool et l'ester, une colonne pour séparer l'ester de l'alcool avec un dispositif de condensation de l'ester, un dispositif pour faire circuler des vapeurs d'ester à travers les hydrolyseuxs, une colonne de distillation de l'acide brut en vue de la séparer d'un catalyseur employé, une colonne pour la déshydratation de l'acide et des dispositifs pour déterminer la circula tion des liquides.