CH403743A - Procédé de fabrication d'esters - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de fabrication d'esters
 La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'esters, notamment d'acétate de vinyle à partir d'acétylène et d'acide acétique, mis en   oeuvre    en présence d'un catalyseur qui est purgé par un gaz inerte chaque fois que le travail est interrompu, afin d'éviter une perte d'activité ou de vie utile du catalyseur.



   En général, les catalyseurs employés pour la réaction de l'acide acétique avec l'acétylène perdent progressivement leur activité. Ces catalyseurs prennent une part importante dans les frais de fabrication, et on recherche un moyen pour réduire ou supprimer la perte d'activité du catalyseur ou pour éviter que la vis du catalyseur soit trop abrégée.



   A cet effet, le procédé selon l'invention, pour la fabrication d'esters par réaction catalytique en phase vapeur de l'acétylène ou de l'allène (propadiène) ou du méthylacétylène avec un acide monocarboxylique saturé contenant de 1 à 7 atomes de carbone dans la molécule ou avec l'acide benzoïque, est caractérisé en ce que   l'on    purge le catalyseur avec un gaz non destructeur pendant une interruption temporaire de la fabrication, ce qui maintient l'activité du catalyseur.



   Le procédé selon l'invention comprend les modes d'exécution suivants
 Le gaz de purge est un gaz inerte, tel que l'azote.



   Le gaz de purge est une matière de départ acétylénique.



   Le catalyseur est du charbon actif imprégné d'un sel de zinc et le produit est l'acétate de vinyle, le butyrate de vinyle, le benzoate de vinyle, l'acétate de propènyle ou l'acétate d'isopropènyle.



   Le sel est l'acétate.



   Dans les exemples qui suivent, les parties et pourcentages sont en poids, sauf indication contraire.



   Exemple I
 On fait entrer de l'acétylène et de l'acide acétique dans un réacteur contenant du charbon. actif imprégné d'acétate de zinc comme catalyseur,   Ia    vitesse d'espace (mesurée à 15,60 C et 1 atm) étant de 355 par heure et le rapport moléculaire de l'acétylène à l'acide acétique étant d'environ 5 à 1. A une température de réaction de   1760 C,    il se produit une conversion de   40,4 o    de l'acide acétique en acétate de vinyle.



   On interrompt l'arrivée des matières de départ dans le réacteur et on purge immédiatement le lit de catalyseur avec de l'azote gazeux pendant   1 1/2h,    après quoi on arrête la purge et on remet la réaction en marche dans les conditions précédentes. Le taux de conversion de l'acide acétique est de   41, Oe/o.   



   Exemple comparatif A
 On procède comme décrit ci-dessus, sauf que la température de réaction est de   182o    C. Le taux de conversion de l'acide acétique est de 40,0 O/o. On interrompt l'admission dans le réacteur pendant 3 h, puis on le rétablit dans les mêmes conditions de réaction. Le taux de conversion de l'acide acétique n'est que de   36 o.   



   Exemple 2
 En procédant comme décrit ci-dessus, sauf que la température de réaction est de 1800 C, le taux de conversion de l'acide acétique est de 31,6    < )/o.    On interrompt l'admission des matières de départ dans le réacteur et on purge le catalyseur à l'azote pendant 1 h. Après avoir remis la réaction en marche dans les mêmes conditions, sauf que la température dans le réacteur est de 1830 C, le taux de conversion de l'acide acétique est de   30,9 o.     



   Exemple   comparatif    B
 En procédant de la même manière, mais en opérant à   182     C, le taux de conversion de l'acide acé   tique est de 42,7  /o. On interrompt l'admission des    matières de départ dans le réacteur pendant 1 h puis on remet la réaction en marche dans les mêmes conditions pendant 1/4 h tout en maintenant le réacteur à 2000 C. On répète le cycle encore deux fois, après quoi on abaisse la température à 1820 C, et le taux de conversion de l'acide acétique est de   24, 2/0.   



   Les résultats ci-dessus montrent que si   l'on    purge le catalyseur à l'azote conformément à l'invention (exemples 1 et 2), le catalyseur ne perd pratiquement pas son activité ou sa vie n'est pas abrégée de manière excessive, alors que sans purge, on observe une chute très marquée de l'activité du catalyseur ou une vie trop courte du catalyseur, comme les exemples comparatifs le montrent.



   Exemple 3
 En procédant comme décrit dans l'exemple 1 sauf que   l'on    emploie de l'acide n-butyrique pour préparer le butyrate, on obtient des résultats améliorés dans une mesure semblable.



   Exemple 4
 En procédant comme décrit dans l'exemple 1 sauf que   l'on    emploie de l'acide benzoïque pour préparer le benzoate (et en utilisant 6 moles d'acétylène par mole d'acide), on obtient des résultats améliorés dans une mesure semblable.



   Exemple 5
 En procédant comme décrit dans l'exemple 1 sauf que   l'on    emploie du méthylacétylène pour préparer les acétates de propènyle et d'isopropènyle, on obtient des résultats améliorés dans une mesure semblable.



   Exemple 6
 En procédant comme décrit dans l'exemple 1 sauf que   l'on    emploie du méthylacétylène et/ou du propadiène pour préparer les acétates de propènyle et d'isopropènyle, on obtient des résultats améliorés dans une mesure semblable, et de même en employant du méthylacétylène ou du propadiène comme gaz de purge.



   Des résultats semblables sont obtenus en purgeant avec de l'acétylène ou du méthane à la place de l'azote. L'interruption temporaire peut être de plusieurs heures, ou même de plusieurs jours dans certains cas.



   Le catalyseur peut être en lit fixe, en lit fluidifié ou du type fluidifié.



   Le procédé selon l'invention peut conduire à une économie de   10  /o    ou davantage sur les frais de catalyseur par unité de production à l'échelle industrielle.



   La purge du lit ou mélange de catalyseur peut être effectuée au moyen d'un gaz inerte, et, dans le cas des interruptions brèves, elle est poursuivie jusqu'au rétablissement de la réaction. Dans le cas des interruptions de longue durée, la purge peut être arrêtée au bout d'environ 1/2 à 1 h.   I1    est avantageux de maintenir ensuite une couche de gaz de purge dans, et sur le lit de catalyseur pour accélérer le rétablissement subséquent de la réaction. L'azote, l'anhydride carbonique et leurs mélanges sont des gaz appropriés, mais d'autres gaz non destructeurs, comme l'acétylène ou le méthane, peuvent également être utilisés. En général, les réacteurs sont en acier ordinaire ou inoxydable et ils sont munis de moyens d'échange de chaleur indirect.



   Les matières de départ choisies, leurs quantités et les conditions de réaction décrites dans les modes d'exécution préférés ci-dessus peuvent être sujettes à des variations. Par exemple, le procédé n'est pas limité à la production de l'acétate de vinyle et il est applicable à la préparation des esters vinyliques en général. Les formiates, propionates, butyrates et benzoates de vinyle peuvent être préparés par réaction des acides carboxyliques respectifs avec l'acétylène.



  Les acides monocarboxyliques aliphatiques saturés inférieurs contenant de 1 à 7 atomes de carbone sont préférés, de même que l'acide benzoïque.



   L'acétylène et la vapeur d'acide carboxylique constituant le mélange traversant le réacteur peuvent être en proportions équimoléculaires ou l'une ou l'autre des matières de départ peut être en excès.



  Un rapport moléculaire de l'acétylène à l'acide de 4 à 1 est préférable. Avec ce rapport, environ 30 à   40 0/o    de l'acide est transformé par passe. Ces conditions de dilution et de réaction partielle contribuent à une durée de vie accrue du catalyseur.



   Le catalyseur employé dans le présent procédé peut être n'importe lequel des catalyseurs couramment employés pour la réaction en phase vapeur de l'acétylène avec les acides carboxyliques. Parmi les catalyseurs appropriés, on peut citer les sels de zinc ou de cadmium des acides carboxyliques dont on prépare les esters vinyliques, les sels de mercure tels qu'acétate de mercure ou chlorure mercurique, l'acide phosphorique libre, les chromites de zinc et de cadmium et les silicates et polysilicates de zinc et de cadmium. Les composés peuvent être déposés sur des supports, par exemple charbon actif, charbon de bois, gel de silice, alumine activée, etc.



   En général, la réaction est conduite à une température de 150 à 3000 C. La limite supérieure de température à laquelle le procédé peut être exécuté dépend de la stabilité thermique des composés impliqués. Les températures de 160 à 2100 C sont préférées. Le choix de la température dans ces limites préférées dépend des propriétés de l'acide et de l'activité du catalyseur. La température optimum est une température suffisamment haute pour maintenir l'acide à l'état de vapeur pendant son contact avec le catalyseur, et à laquelle l'activité du catalyseur s'approche d'un maximum, indiqué par un effet exothermique dans le lit du catalyseur.  



   Le travail à la pression atmosphérique est préféré, mais les pressions super-atmosphériques peuvent être employées dans certains cas pour assurer une vitesse de réaction pratiquement acceptable.



   Bien que la préparation des esters vinyliques ait été choisie pour illustrer le procédé selon l'invention, ce dernier est également applicable à la production des diesters d'éthylidène, par un choix convenable des températures de réaction et des rapports moléculaire acétylène/acide, avec tous les avantages qui en découlent.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'esters par réaction catalytique en phase vapeur du méthylacétylène, du propadiène ou de l'acétylène avec un acide monocarboxylique contenant de 1 à 7 atomes de carbone dans la molécule, caractérisé en ce que l'on purge le catalyseur avec un gaz non destructeur pendant une interruption de l'opération, afin de maintenir l'activité du catalyseur.

   SOUS-REVENDI (: ATIONS' 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on purge le catalyseur au moyen d'un gaz inerte.

   2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le gaz est l'azote.

   3. Procédé selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que le catalyseur est du charbon actif imprégné d'un sel de zinc.

   4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le sel est l'acétate.

   5. Procédé selon la sous-revendication 4, pour la fabrication d'acétate de vinyle.

   6. Procédé selon la sous-revendication 4, pour la fabrication de butyrate de vinyle.

   7. Procédé selon la sous-revendication 4, pour la fabrication de benzoate de vinyle.

   8. Procédé selon la sous-revendication 4, pour la fabrication d'acétate de propènyle.

   9. Procédé selon la sous-revendication 4, pour la fabrication d'acétate d'isopropènyle.

   10. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'on purge le catalyseur au moyen d'acétylène.