Procédé pour éliminer l'eau contenue dans un nitrile oléfinique brut. La présente invention se rapporte à un procédé pour éliminer l'eau contenue dans un nitrile oléfinique brut. Les nitriles oléfi- niques sont utilisables pour l'obtention, par hydrolyse, des acides oléfiniques correspon dant.
La déshydratation d'une cyanhydrine d'al coylène fournit des proportions équimolécu laires du nitrile oléfinique correspondant et d'eau, qui peuvent être recueillis sous forme de deux couches partiellement miscibles entre elles. Après séparation, on constate que la cou che supérieure est de façon prédominante du nitrile contenant. un peu d'eau, tandis que la. couche inférieure est de façon prédominante de l'eau contenant un peu de nitrile.
Par exemple, dans la production d'aery- lonitrile par déshydratation de cyanhydrine d'éthylène, on constate que la couche supé rieure du produit est du nitrile qui contient de 4 à 5 %, d'eau, tandis que la couche infé rieure est de l'eau qui peut contenir de 5 à 8 % de nitrile.
Par conséquent., dans la fabrication des nitriles oléfiniques, il est. essentiel de dispo ser d'un procédé par lequel le produit brut peut être raffiné à l'état. sec pur.
lie procédé selon l'invention pour éliminer l'eau contenue dans un nitrile oléfinique brut est caractérisé par le fait qu'on soumet ce nitrile brut à une distillation, laquelle a pour effet de provoquer la vaporisation en premier lieu d'un mélange azéotropique dont les va- peurs renferment plus d'eau que n'en peut dissoudre le nitrile à la température ambiante, de sorte que le produit soumis à cette distil lation s'appauvrit graduellement en eau. De cette façon, on peut obtenir un nitrile oléfi- nique à l'état pur sans avoir recours à des appareils compliqués et tout en obtenant des rendements élevés.
Les vapeurs du mélange azéotropique va porisé contenant un pourcentage en poids d'eau qui dépasse la solubilité de l'eau dans le nitrile à la température ambiante, leur con densation produira un distillat qui se sépare en deux couches. On peut donc appliquer le présent. procédé à des nitriles oléfiniques sa turés d'eau par exemple, en plaçant un sépa rateur d'eau dans la partie supérieure ou tête d'une colonne de reflux et en soumettant de façon continue le nitrile saturé d'eau au re flux. A mesure que l'eau est éliminée de la solution, le pourcentage d'eau dans le distillat diminue, et finalement devient égal à la solu bilité de l'eau dans le nitrile.
A ce moment, on enlève le séparateur d'eau dans la colonne et on élimine par distillation azéotropique la petite fraction d'eau restant dans le nitrile. Ce mode opératoire présente l'avantage de ré duire à un degré très considérable le volume des produits de tête.
En référence aux dessins ci-joints: La fig. 1 est le schéma du mode de réali sation préféré de l'invention.
Les fi-. 2 et 3 représentent, schématique ment aussi, deux autres modes de réalisation. Comme représenté sur la fig. 1, une cer taine quantité d'un nitrile oléfinique brut, tel que, par exemple, un mélange brut d'acry lonitrile et d'eau (1), produit, par exemple par la déshydratation de cyanhydrine d'éthy lène, est séparé (en 2) en deux couches.
La couche supérieure d'eau (3), contenant 5 à 8 % d'acrylonitrile, est enlevée et est agitée (en 4) avec environ deux fois son volume de xylène. Le mélange se sépare en deux couches lorsqu'on l'abandonne à lui-même. La couche inférieure, consistant principalement en eau, est enlevée (en 5) et est jetée au rebut (en 6). La couche supérieure de xylène, contenant l'acrylonitrile (en 7), est réunie à la couche initiale d'acrylonitrile contenant 4 à 5 % d'eau (en 8).
Le xylène déplace, dans le séparateur (9), une petite quantité d'eau à partir du mélange. Cette couche d'eau est enlevée (en 10) et renvoyée à la couche initiale d'eau conte nant un peu d'acrylonitrile (en 3). La couche restante (11) d'acrylonitrile, de xylène et d'eau dissoute est fractionnée dans un appa reil de distillation fractionnée (12) travail lant avec reflux sensiblement total du nitrile. L'eau et le nitrile forment un mélange azéo- tropique dans la colonne de reflux.
Dans un intervalle de températures de 70 à 75 C, on condense ce mélange de reflux à la partie supérieure de la colonne de reflux et on laisse déposer en deux couches. La couche supérieure de nitrile revient dans l'appareil de distillation, tandis que la couche inférieure d'eau est enlevée (en 13) et est renvoyée à la couche initiale d'eau contenant un peu d'acry lonitrile (en 3). Il se forme une faible quan tité de polymère de nitrile pendant le frac tionnement (en 14).
On enlève (en 15), à partir du contenu de l'appareil de distilla tion à une température de 75 à<B>771</B> C, -une fraction d'acrylonitrile humide (en 16), qui est renvoyée à la couche initiale d'acryloni- trile contenant de l'eau (en 8). Du produit, obtenu (en 17) à la sortie de l'appareil de distillation (15) et contenant du nitrile oléfi- nique sec, du solvant hydrocarboné et du polymère, l'acrylonitrile sec est séparé par distillation fractionnée à 77-78 C (en 18).
Le résidu de distillation (en 19), consistant en polymère et xylène, est filtré (en 20); le xylène recueilli (en 21) est renvoyé (en 22) pour être utilisé à nouveau dans le cycle d'opération; le polymère recueilli (en 23) est jeté au rebut (en 24) ; l'acrylonitrile sec raf finé recueilli (en 25) est emmagasiné (en 26).
Dans le mode opératoire représenté à la fig. 2, une certaine quantité d'un nitrile olé- finique brut, tel que par exemple un mélange brut d'acrylonitrile et d'eau (31), produit comme indiqué ci-dessas, est séparé en deux couches (en 32). La couche inférieure d'eau, contenant de 5 à 8% d'acrylonitrile (en 33), est enlevée et agitée (en 34) avec environ deux fois son volume de xylène. Le mélange, abandonné à lui-même, se sépare en deux cou ches.
La couche inférieure, consistant prin cipalement en eau, est enlevée (en 35) et jetée au rebut (en 36). De la couche supé rieure (en 37), l'acrylonitrile est séparé du xylène par distillation (en 38). Le résidu de l'appareil de distillation, consistant en poly mère et xylène (en 39), est filtré (en 40) et le xylène (en 41) est renvoyé (en 42) dans le cycle d'opérations; le polymère recueilli (en 43) est jeté au rebut (en 44).
La couche ini tiale d'acrylonitrile (en 45), contenant de 4 à 5 % d'eau, est fractionnée dans im appareil de distillation fractionnée (46), travaillant avec reflux sensiblement total du nitrile. L'eau et le nitrileforment un mélange azéotropique dans la. colonne do reflux. Dans un intervalle de tem pératures de 70 à 75 C, on condense ce mé lange de reflux à la partie supérieure ou tête de la colonne de reflux et on laisse déposer en deux couches.
La couche supérieure de nitrile- est renvoyée à l'appareil de distilla tion, tandis que la couche inférieure d'eau est enlevée (en 47) et est renvoyée à la cou che initiale d'eau contenant un peu d'acry - lonitrile (en 33). Il se forme une petite quan tité de polymère de nitrile pendant le frac tionnement. L'acrylonitrile, provenant (en 48) de l'extraction de la couche initiale d'eau par du xylène, est ajouté au contenu de l'ap pareil de distillation (en 49).
Une fraction d'acrylonitrile humide est ensuite enlevée par distillation (en 50) à une température de 75 à<B>77'</B> C, est recueillie (en 51) et est ren voyée à la couche initiale d'acrylonitrile con tenant de l'eau (en 45). Du produit de l'ap pareil de distillation (50) obtenu (en 52), l'acrylonitrile sec est séparé du résidu de po lymère par distillation à une température de 77 à 78 C (en 53) et est. recueilli à l'état raffiné sec (en 54) et emmagasiné (en 55), tandis que le résidu de polymère recueilli (en 56) est jeté au rebut (en 57).
Dans le raffinage d'un nitrile oléfinique brut, tel que, par exemple, de l'acrylonitrile brut, représenté à la fig. 3, on laisse le pro duit brut (en 60) se séparer (en 61) en deux couches. La couche inférieure d'eau contenant un peu de nitrile est enlevée (en 62) et jetée au rebut (en 63). La couche supérieure d'acrylonitrile contenant un peu d'eau (en 64) est fractionnée dans un appareil de dis tillation fractionnée (en 65) travaillant avec reflux sensiblement total du nitrile. L'eau et l'acrylonitrile forment un mélange azéotro- pique dans la colonne de reflux.
Dans un intervalle de températures de 70 à 75 C, ce mélange est condensé dans la tête de la co lonne de reflux et on le laisse déposer en deux couches. La couche supérieure de nitrile re vient dans l'appareil de distillation, tandis que la couche inférieure d'eau est enlevée (en 66) et jetée au rebut. (en 67). Du con tenu (68) de l'appareil de distillation (65), une fraction d'acrylonitrile humide est sépa rée par distillation fractionnée à une tempé rature de 75 à 77 C (en 69), est recueillie (en 70) et est renvoyée à la couche initiale d'acrylonitrile contenant de l'eau (en 64).
Du produit, obtenu (en 71) à la sortie de l'appa reil de distillation (69) et contenant le nitrile oléfinique sec et le polymère, l'acrylonitrile sec est séparé du résidu de polymère par distillation à une température de 77 à<B>780</B> C (en 72); l'acrylonitrile sec raffiné est recueilli (en 73) et emmagasiné (en 74), tandis que le résidu de polymère recueilli (en 75) est jeté au rebut (en 76).
Le mode opératoire représenté par le schéma de la fig. 3 peut être appliqué à un mélange brut de nitrile crotonique et d'eau, provenant par exemple de la déshydratation de cyanhydrine de propylène. On laisse le mélange se séparer en deux couches. La couche inférieure d'eau contenant un peu de nitrile crotonique est enlevée et jetée au rebut. La couche supérieure, qui consiste de façon pré dominante en nitrile crotonique contenant un peu d'eau, est séchée par distillation azéotro pique dans un appareil de distillation frac tionnée.
L'eau et le nitrile crotonique for ment un mélange azéotropique, bouillant à une température d'environ 85 C, qui se con dense à la partie supérieure de la colonne de reflux de l'appareil de distillation et qu'on laisse déposer en deux couches. La couche supérieure de nitrile crotonique est ramenée à l'appareil de distillation, tandis que la cou che inférieure d'eau est enlevée et jetée au rebut. Les isomères cis- et transcrotoniques sont ensuite séparés par distillation fraction née à, partir du contenu de l'appareil de dis tillation aux températures de 107,5 à 108,5 C respectivement.
Des solvants de nitriles oléfiniques, qui ne sont pas miscibles à l'eau, tels que benzène, toluène, xylène et analogues, conviennent pour l'extraction du nitrile oléfinique à partir de la couche d'eau.
D'autres éléments de la série des nitriles oléfiniques dans un état brut semblable peu vent être raffinés conformément au procédé décrit, en utilisant des températures appro priées dépendant du nitrile choisi.
On comprendra qu'on peut, sans s'écarter du cadre de l'invention, apporter de nombreu ses modifications aux modes opératoires par ticuliers décrits.