<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé pour concentrer des solutions aqueuses d'acide acétique .Priorité de la demande de brevet déposée en Allemagne le 8 dé- cembre 1927.
On connaît déjà des procédés pour concentrer de l'acide acétique dilué, consistant à le traiter à sa phase liquide par un dissolvant pour extraire l'acide acétique de sa solution di- luée et à soumettre le produit d'extraction ainsi obtenu à une distillation et rectification. Dans ce procédé, on se sert
EMI1.1
do a3,c,vtsa dont le point alébiillition se trouve au-dessous de celui de l'acide acétique, par exemple l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, ainsi que des dissolvants dont le point d'ébullition se trouva, au-dessus de celui de l'acide acétique, par exemple, l'alcool benzylique, le oyolohexanol, le oyolohe- xanone, le méthylcyclohexanol, le crésol, l'acétate de hexahy-
<Desc/Clms Page number 2>
drophénol, etc...
L'emploi desdits dissolvants à l'usage en question comporte l'inconvénient qu'une grande quantité d'eau s'introduit dans le produit d'extraction ensemble avec les dissolvants, ce qui en- trave beaucoup la distillation subséquente, parce qu'il se pro- duit un acide acétique d'une teneur excessive en eau, de sorte que la concentration ultérieure de l'acide exige.l'application de grandes quantités de chaleur.
Or, la demanderesse a trouvé qu'on peut considérablement réduire l'absorption d'eau par le produit d'extraction si l'on traite l'acide acétique dilué non seulement par un des dissol- vants nommés plus haut, mais si l'on emploie aussi en même temps pour ce traitement certains autres liquides organiques appelés ci-après "substances additionnelles".
De telles "sub- stances additionnelles" sont des hydrocarbures de structure ou cyclique aliphatique /ou leurs produits de substitution halogénés, par exemple : 1 éther de pétrole, la ligrolne, la benzine, le pé- la tétrahydronaphtaline, le chloroforme trole, le solvant#naphte dérivé du benzol, le tétrachlorure de carbone, l'éthylène triahloré, etc... @
En effet, lesdites substances additionnelles ne possèdent que dans une petite mesure la propriété d'extraire l'acide acé- tique, mais le rapport entre lescoefficients de distribution de l'eau et de la substance adjuvante comme agents d'extrao-
EMI2.1
tion ont oi, 46favorable quo dans In pratiqua lesd1toa Fiubatrtn- ces additionnelles sont sans valeur comme agents extraoteurs.
Si l'on emploie par exemple le chloroforme comme un agent ex- tracteur, il reste encore dans l'eau plus de 3 pour cent d'aci- de acétique malgré que l'opération ait été exécutée le plus soigneusement, tandis qu'en employant des dissolvants d'un bon pouvoir extrayant, tels que l'acétate d'éthyle, l'alcool benzy- lique ou le méthylcyclohexanone, on peut facilement extraire l'acide acétique de l'acide dilué à un tel point qu'il n'en reste que 0,1 pour cent dans l'eau.
<Desc/Clms Page number 3>
L'extraction de l'acide acétique dilué d'après l'invention faisant objet de la présente demande de brevet est caractérisée en ce qu'on emploie un mélange dont l'un des composants consti- tue un très bon moyen pour l'extraction de l'acide acétique, tan- dis que l'autre composant, c'est-à-dire la substance addition- nelle sert à entraver autant que possible l'absorption de l'eau par l'agent extracteur. En employant un tel mélange d'un dissol- vant et d'une substance additionnelle, on peut obtenir déjà par la distillation initiale un acide acétique à 90-95 pour cent et même un acide à 100 pour cent.
L'extraction au moyen du mélange de dissolvant et de sub- stance additionnelle est opérée d'après une des méthodes d'ex- traction connues, par exemple en mélangeant intimement l'aoide dilué et le mélange d'extraction et laissant alors le mélange se séparer en couches; ou l'extraction peut être opérée à l'ai- de d'une colonne d'extraction à contre-courant, qu'on peut remplir d'une matière de remplissage convenable pour effectuer une meilleure distribution de l'acide et de l'agent extracteur, Par rectification subséquente dans une ou plusieurs colonnes, l'acide extrait, éventuellement aussi l'eau extraite, sont dé- barrassés de l'agent extracteur qu'on peut alors utiliser pour une nouvelle opération d'extraction.
En composant le mélange d'extraction, on peut modifier ses composants largement. Par exemple, tous les composants, c'est-à- dire le dissolvant, ainsi que la substance additionnelle peu- vent avoir un point d'ébullition considérablement au-dessous de celui de l'acide acétique, à savoir un qui ne dépasse pas 90 C. Ou bien tous les composants peuvent avoir un point d'ébul- lition d'au moins 150 C. Dans ce cas, il y a l'avantage qu'on obtient directement l'acide acétique à un haut pourcentage par rectification du produit d'extraction.
Si l'on emploie des agents d'extraction d'un bas point d'ébullition, la totalité
<Desc/Clms Page number 4>
de l'eau qui s'est dissoute seulement en petite quantité, sort ensemble avec les agents extracteurs qui passent dans la distil- lation. En employant des agents d'extraction de haut point d'é- encore bullition, la petite quantité d'eau/présente oause que la quan- tité des "têtes" diacide dilué devient considérablement plus petite.
Il est aussi avantageux d'exécuter le procéda de manière à employer pour l'extraction un dissolvant de haut point d'ébul- lition et une substance additionnelle de bas point d'ébullition, cette dernière pouvant âtre ajoutée au dissolvant ou avant ou après 1'extraction. Dans ce dernier cas, il est avantageux de n'employer la substance additionnelle que pour une extraction subséquente de l'eau écoulant et après cela, de l'ajouter au mélange d'extraction. Si l'on combine un dissolvant de point d'ébullition élevé avec une substance additionnelle de bas point d'ébullition, on peut effectuer dans une colonne préliminai- re la séparation de la substance additionnelle simultanément avec l'élimination continuelle et complète de l'eau.
Parmi le grand nombre de modifications possibles pour la composition des mélanges extracteurs de dissolvant et de sub- stance additionnelle, les mélanges suivants peuvent être cités à titre d'exemples qui servent à illustrer l'invention sans la limiter à ces exemples : On peut utiliser avec un avantage
EMI4.1
particulier des méltlJlgeJ8 ataudtatô d'athylo ou ayç5tliylàrio tri- chloré comme dissolvant avec du benzol ou du tétrahydronaphta- lène ou du hexahydrobenzène, comme substances additionnelles; ou un mélange d'alcool banzylique; comme dissolvant et de ben- zol ou tétrahydronaphtalène comme substance additionnelle; ou un mélange de méthylcyclohexanone comme dissolvant et de benzol comme substance additionnelle.
La détermination des proportions dans lesquelles le dis- solvant et la substance additionnelle doivent être mélangés pour obtenir le maximum de l'effet d'extraction, dépendra des
<Desc/Clms Page number 5>
substances employées chaque fois. On ne peut pas donner des chiffres définitifs à cet égard. Il faut cependant prendre en considération qu'en général la quantité de la substance addi- tionnelle doit être entre 10 à 50 pour cent du mélange d'ex- traction pour réalise-r un degré suffisant d'extraction.
Exemples:
EMI5.1
1) On uiélango uno 00 rtu1no quantité d' 0.0 c5 tmtQ (1' \thy'lG (point de fusion 78 C) avec 40 pour cent de benzol; on emploie ce mélange pour l'extraction de l'acide acétique à 30%. Le produit de l'extraction contient alors 15 pour cent d'acide acé- tique et seulement 5,7 pour cent d'eau qui, pendant la distilla- % tion rectifiante, passent ensemble avec les 79,3/de mélange. d'extraction.
L'acide acétique s'obtient donc directement à un haut pourcentage, parce que la totalité de l'eau se sépare par la distillation simultanément avec l'acétate d'éthyle et à un prix considérablement plus bas que si on aurait employé de l'a- cétate d'éthyle non-mélangé; car si l'on extrait de l'acide acé- tique à 30 % au moyen d'acétate d'éthyle non-mélangé, dans quel cas la quantité d'acide acétique contenue dans le produit d'ex- traction peut également être 15 pour cent, le produit d'extrao- tion contient encore 14,5 pour cent d'eau outre 70,5 pour cent d'acétate d'éthyle. Par la distillation subséquente 5.3% d'eau sont entraînés avec l'acétate d'éthyle. Dans ce cas, on obtient donc de l'acide acétique contenant encore 36-38% d'eau et qui ne peut être concentre davantage qu'à de grands frais.
2) Quand on extrait de l'acide acétique à 30 % avec de l'aloool benzylique .(point d'ébullition environ 205 C) on peut facilement augmenter la quantité d'acide acétique contenu dans le produit d'extraction à 15 pour cent, cependant dans ce cas la quantité d'eau absorbée en même temps s'élève à 16 % et par distillation rectifiée on obtient de l'acide acétique à 50% au maximum.
Si pendant l'opération d'extraction on ajoute 55 pour cent
<Desc/Clms Page number 6>
de benzol à l'alcool benzylique, la teneur du produit d'extrac- tion en aoide acétique s'enrichit à 15 pour cent, tandis que la quantité d'eau absorbée est seulement de 5 %. Tendant la distil- déjà lation rectifiés, le benzol se sépare/ dans la première colonne en même temps que la majeure partie .de l'eau, tandis qu'on ob- tient dans la deuxième colonne de l'acide acétique contenant plus de 90 pour cent d'acide pure
3) Si l'on ajoute 30 pour cent de benzol ou méthylcyclohe- xanone (point d'ébullition 165-170 C) et qu'on emploie ce mélan- ge pour l'extraction d'acide acétique à 30 %, on obtient un pro- duit d'extraction contenant 16 fo d'acide acétique, 6,5 pour cent d'eau, 23,2 pour cent de benzol et 54,
4 pour cent de méthyloyolo- hexanone. Par distillation rectifiée on peut séparer facilement l'eau et le benzol dans la première colonne essentiellement exempte d'acide acétique, tandis que l'acide acétique ensemble avec le méthyloyclohexanone passe dans une deuxième colonne où il peut facilement être isolé par distillation. De cette maniè- re, on obtient directement de l'acide acétique à 95-100 pour cent. En employant du méthylcyclohexanone seul, on peut extrai- re de l'acide acétique à 30% à un tel point que le produit d'extraction contient 16 pour cent d'acide acétique, mais dans ce cas le produit contient encore 10 pour cent d'eau hors de 74 pour cent du dissolvant. :Par distillation on n'obtient qu'un acide à 63-63 pour cent.
Il est avantageux d'opérer l'extraction de' manière à em- ployer d'abord le benzol pour l'extraction subséquente de l'eau qui s'écoule afin de récupérer ensuite le dissolvant en solu- tion, et à l'introduire après cela dans l'appareil extracteur.
L'addition du benzol peut se faire dans toute phase du procédé d'extraction. De préférence, on extrait l'acide acéti- que d'abord par le dissolvant de haut point d'ébullition, par exemple le méthylcyolohexanone, et on ajoute ensuite, c'est-à- dire, pendant ou après l'extraction, la substance additionnel-
<Desc/Clms Page number 7>
le, par exemple le benzol.
Le procédé qui fait l'objet de la présente demande de brevet a été exposédans la description précédente, surtout à l'égard de la concentration d'acide acétique; il peut cependant être appli- qué aussi bien à la concentration d'autres acides gras inférieurs, tels que l'acide propionique, l'acite butyrique, etc... qu'on peut considérer comme corps équivalents.
'Résumé.
Cette invention comporte:
Un nouveau procédé pour concentrer de l'acide acétique dilué par extraction à la phase liquide, distillation et rectification, procédé qui consiste à ajouter aux agents extracteurs ou à des mé langes de ceux-ci, des substances organiques possédant la proprié. té d'éliminer de liquides, l'eau qui y est dissoute.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method for concentrating aqueous solutions of acetic acid. Priority of patent application filed in Germany on December 8, 1927.
Processes are already known for concentrating dilute acetic acid, consisting in treating it in its liquid phase with a solvent in order to extract the acetic acid from its diluted solution and in subjecting the extraction product thus obtained to distillation. and rectification. In this process, we use
EMI1.1
do a3, c, vtsa with a boiling point below that of acetic acid, for example ethyl acetate, propyl acetate, as well as solvents with a boiling point , above that of acetic acid, for example, benzyl alcohol, oyolohexanol, oyolohexanone, methylcyclohexanol, cresol, hexahyl acetate
<Desc / Clms Page number 2>
drophenol, etc ...
The use of said solvents for the purpose in question has the disadvantage that a large quantity of water is introduced into the extraction product together with the solvents, which greatly hinders the subsequent distillation, because acetic acid of excessive water content is produced, so that subsequent concentration of the acid requires the application of large amounts of heat.
However, the Applicant has found that it is possible to considerably reduce the absorption of water by the extraction product if the dilute acetic acid is treated not only with one of the solvents named above, but if the certain other organic liquids hereinafter referred to as "additional substances" are also employed for this treatment.
Such "additional substances" are hydrocarbons of aliphatic or cyclic structure / or their halogenated substitution products, for example: 1 petroleum ether, ligrolne, benzine, tetrahydronaphthaline, chloroform trole, solvent. #naphtha derived from benzol, carbon tetrachloride, ethylene triahloride, etc ... @
In fact, said additional substances possess only to a small extent the property of extracting acetic acid, but the ratio between the distribution coefficients of water and of the adjuvant substance as extra agents.
EMI2.1
tion have been favored as in In pratiqua lesd1toa Fiubatrtn- these additional features are of no value as extraotor agents.
If, for example, chloroform is used as an extracting agent, there is still more than 3 per cent acetic acid in the water, although the operation has been carried out most carefully, while in Using solvents with good extracting power, such as ethyl acetate, benzyl alcohol or methylcyclohexanone, the acetic acid can easily be extracted from the acid diluted to such an extent that it does not only 0.1 percent remains in water.
<Desc / Clms Page number 3>
The extraction of dilute acetic acid according to the invention forming the subject of the present patent application is characterized in that a mixture of which one of the components constitutes a very good means for the extraction is employed. acetic acid, while the other component, ie the additional substance, serves to hinder as much as possible the absorption of water by the extractant. By employing such a mixture of a solvent and an additional substance, one can already obtain by the initial distillation a 90-95 per cent acetic acid and even a 100 per cent acid.
The extraction by means of the mixture of solvent and additional substance is carried out according to one of the known extraction methods, for example by thoroughly mixing the dilute aid and the extraction mixture and then leaving the mixture. separate into layers; or the extraction may be effected with the aid of a countercurrent extraction column, which may be filled with a suitable filling material to effect better distribution of the acid and the acid. extracting agent, By subsequent rectification in one or more columns, the extracted acid, optionally also the extracted water, are freed of the extracting agent which can then be used for a new extraction operation.
By composing the extraction mixture, its components can be changed widely. For example, all the components, i.e. the solvent, as well as the additional substance can have a boiling point considerably below that of acetic acid, that is to say one which does not exceed 90 C. Or all the components can have a boiling point of at least 150 C. In this case there is the advantage that acetic acid is obtained directly at a high percentage by rectification of the extraction product.
If low boiling extractants are used, all
<Desc / Clms Page number 4>
water which has dissolved only in small quantities comes out together with the extracting agents which pass through the distillation. By employing high boiling point extractants, the small amount of water causes the amount of dilute diacid "heads" to become considerably smaller.
It is also advantageous to carry out the procedure so as to employ for the extraction a high boiling point solvent and an additional low boiling point substance, the latter possibly being added to the solvent or before or after. 'extraction. In the latter case, it is advantageous to use the additional substance only for a subsequent extraction of the flowing water and after that to add it to the extraction mixture. If a high boiling point solvent is combined with an additional low boiling substance, the separation of the additional substance can be carried out in a preliminary column simultaneously with the continuous and complete removal of the substance. water.
Among the large number of possible modifications for the composition of the extracting mixtures of solvent and of additional substance, the following mixtures can be cited by way of examples which serve to illustrate the invention without limiting it to these examples: It is possible to use with an advantage
EMI4.1
in particular mixtures of tri-chlorinated athylo or ayç5tliylàrio as a solvent with benzol or tetrahydronaphthalene or hexahydrobenzene, as additional substances; or a mixture of banzyl alcohol; as a solvent and benzol or tetrahydronaphthalene as additional substance; or a mixture of methylcyclohexanone as a solvent and benzol as an additional substance.
The determination of the proportions in which the dissolvent and the additional substance should be mixed to obtain the maximum of the extraction effect, will depend on the
<Desc / Clms Page number 5>
substances used each time. We cannot give definitive figures in this regard. It should be taken into consideration, however, that in general the amount of the additional substance should be between 10 to 50 percent of the extraction mixture to achieve a sufficient degree of extraction.
Examples:
EMI5.1
1) One uiélango uno 00 rtu1no amount of 0.0 c5 tmtQ (1 '\ thy'lG (melting point 78 C) with 40 percent benzol; this mixture is used for the extraction of 30% acetic acid The extraction product then contains 15 percent acetic acid and only 5.7 percent water which, during the rectifying distillation, passes together with the 79.3% of the mixture. 'extraction.
Acetic acid is therefore obtained directly in a high percentage, because all of the water is separated by distillation simultaneously with ethyl acetate and at a considerably lower price than if one would have used unmixed ethyl acetate; because if 30% acetic acid is extracted with unmixed ethyl acetate, in which case the amount of acetic acid contained in the extractant can also be 15 percent the extract still contains 14.5 percent water in addition to 70.5 percent ethyl acetate. By the subsequent distillation 5.3% of water is entrained with the ethyl acetate. In this case, therefore, acetic acid is obtained which still contains 36-38% water and which can only be concentrated at great expense.
2) When extracting 30% acetic acid with benzyl alcohol (boiling point about 205 C) one can easily increase the amount of acetic acid contained in the extraction product to 15% , however in this case the quantity of water absorbed at the same time amounts to 16% and by rectified distillation acetic acid is obtained at a maximum of 50%.
If during the extraction operation we add 55 percent
<Desc / Clms Page number 6>
From benzol to benzyl alcohol, the acetic acid content of the extractant becomes 15 percent richer, while the amount of water absorbed is only 5%. While distilling already rectified, the benzol separates / in the first column together with most of the water, while in the second column acetic acid containing more than 90% is obtained. percent pure acid
3) If 30 percent benzol or methylcyclohexanone (boiling point 165-170 C) is added and this mixture is used for the extraction of 30% acetic acid, a extraction product containing 16% of acetic acid, 6.5 per cent of water, 23.2 per cent of benzol and 54,
4 percent methyloyolhexanone. By rectified distillation water and benzol can be easily separated in the first column essentially free of acetic acid, while acetic acid together with methyloyclohexanone passes to a second column where it can easily be isolated by distillation. In this way, 95-100 percent acetic acid is obtained directly. By employing methylcyclohexanone alone, 30% acetic acid can be extracted to such an extent that the extractant contains 16 percent acetic acid, but in this case the product still contains 10 percent acetic acid. water out of 74 percent of the solvent. : By distillation, only 63-63 percent acid is obtained.
It is advantageous to operate the extraction so as to first employ the benzol for the subsequent extraction of the flowing water in order to subsequently recover the solvent in solution, and to introduce it. after that in the extractor device.
The addition of the benzol can be done in any phase of the extraction process. Preferably, the acetic acid is extracted first with the high boiling point solvent, for example methylcyolohexanone, and then added, i.e., during or after the extraction, the additional substance
<Desc / Clms Page number 7>
le, for example benzol.
The process which is the subject of the present patent application has been explained in the preceding description, especially with regard to the concentration of acetic acid; it can, however, be applied equally well to the concentration of other lower fatty acids, such as propionic acid, butyric acid, etc., which can be considered as equivalent bodies.
'Summary.
This invention includes:
A new process for concentrating dilute acetic acid by liquid phase extraction, distillation and rectification, which process consists of adding to the extracting agents or mixtures thereof organic substances possessing the property. t to remove from liquids, the water dissolved therein.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.