BE813239A - Procede de synthese d'halogenures d'organo-etain. - Google Patents

Description

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synthèse d'halogénures d'organo-étain.

  
Les halogénures d'organo-étain préparés selon l'in-

  
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alkyle ou aryle, Sn est le symbole de l'étain et X est un halogène. Le radical alkyle peut être cyclique.

  
Les halogénures d'organo-étain du type décrit sont particulièrement utiles pour la stabilisation de matériaux organiques chlorés tels que les résines de chlorure de vinyle, les paraffines chlorées, etc. Ils conviennent en outre particulièrement bien pour le traitement superficiel à chaud du verre des bouteilles, flacons, etc... auxqueles ils confèrent des propriétés superficielles remarquables en augmentant la résistance mécanique et en diminuant les frictions. Ce type de traitement permet un allègement important de la bouteille tout en maintenant une bonne résistance aux chocs.

  
L'objet de l'invention consiste en un procédé de synthèse d'halogénure d'organo-étain, par une synthèse directe au cours de laquelle un halogénure organique du type RX est mis en présence d'un solide finement divisé, composé d'étain et d'un catalyseur de la classe du cuivre, de l'or, et de l'argent

  
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Le but du procédé décrit est d'éviter les limitations cinétiques et les aléas rencontrés dans les installations industrielles connues où la synthèse directe se fait en lit fixe de hauteur importante. La cinétique globale de production est alors très lente, car après les premières minutes de réaction, les particules constituées de l'alliage d'étain se soudent entre elles suite à l'exothermicité de la réaction. Il en résulte une prise en masse de l'ensemble du lit particulaire dans lequel le gaz constitué d'halogénure d'alkyle (ou aryle) se fraie des chemins préférentiels, rapidement épuisés en étain. Dans ces

  
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fusion, ce qui limite fortement la vitesse du processus réactionnel. En outre, la désorption des produits de réaction est très difficile; cet effet allonge encore la durée de l'opération, et il subsiste toujours dans la masse de l'alliage une quantité de produit réactionnel de l'ordre de 5 à 10% qui est irrécupérable. Enfin, après réaction, l'alliage essentiellement constitué de cuivre est très difficilement récupérable sans briser le réacteur. 

  
Le principe de base du procédé préconisé est de réaliser des conditions voulues pour éviter le contact des particules d'alliage entre elles en les séparant par un fluide comprenant l'halogénure organique seul ou mélangé avec un gaz inerte tel que l'azote. Ces conditions peuvent être remplies en travaillant soit en lit fluidisé, soit dans un réacteur du type cyclone. Bien que la densité de l'alliage soit située dans une gamme où la fluidisation n'est pas appliquée, l'expérience prouve qu'elle est parfaitement réalisable.

  
Le procédé convient particulièrement bien pour la

  
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conditions, le gaz porteur est le chlorure de méthyle. Le réacteur est préalablement porté à la température de travail (300 à
400[deg.]C), la température idéale se situant autour de 350[deg.]C. L'alliage est constitué de cuivre et d'étain dont les pourcentages en poids sont respectivement de l'ordre de 60 à 40%. La réaction peut aussi bien s'effectuer à partir d'une solution solide d'étain dans le cuivre qu'à partir d'un composé défini tel que Cu3Sn qui correspond aux proportions données ci-dessus. L'alliage doit être broyé pour atteindre des dimensions de particules uniformes dont la granulométrie est de l'ordre de 50 à
250 microns. En lit fluidisé, l'alliage broyé peut être mélangé à des particules réfractaires telles que le sable, la silice, l'alumine, etc.

   Etant donné la très grande différence de densité entre les particules réfractaires (d=1,5à2,5)et

  
les particules d'alliage (d = + 9), il faut veiller à maintenir leur rapport de granulométrie dans des proportions telles qu'elles évitent toute ségrégation dans le lit en cours de fonctionnement. 

  
Ci-après, on décrit l'invention en faisant référence aux dessins ci-annexés dans lesquels 
- la figure 1 est une représentation schématique d'un réacteur à lit fluidisé et
- la figure 2 est une représentation schématique d'un réacteur du type cyclone. 

  
Sur la figure 1, pour la synthèse en lit fluidisé, l'alliage d'étain, par exemple Cu,Sn et la silice sont déversés à partir d'une trémie 1, par une vanne 2, dans un conduit d'admission 3 comportant une vanne 4. Le courant de gaz et de par- <EMI ID=6.1> 

  
6, descend dans le réacteur, sort en 7 et est enlevé par un

  
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est amené par un conduit 10 est préchauffé éventuellement dans un serpentin 11 et entre en 12 au bas du réacteur en traversant une sole 13. De cette façon, en injectant un débit

  
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rées les unes des autres par un fluide constitué de l'halogénure organique mélangé d'un gaz inerte constitué par de l'azote.

  
Le réacteur représenté sur la figure 1 est adapté de manière à maintenir au mieux le régime de fluidisation, notamment par l'adjonction de chicanes. Il peut travailler de manière continue ou discontinue, la charge pouvant être, comme on vient de le voir, introduite et extraite par transport pneumatique. Le choix de la sole 13 du réacteur (acier inoxydable fritté par exemple) est extrêmement important, car la sole doit assurer une alimentation la plus uniforme possible en gaz support (RX), A la sortie du réacteur 6, la masse gazeuse comprenant l'halogénure en excès (RX) et le ou les produits de

  
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par un condenseur, soit par un échangeur à contre courant liquide-gaz (non représentés) où les produits de la réaction sont solubilisés dans un solvant volatil tel que l'acétone. Ces séparations sont aisées, vu la très grande différence des constantes physiques. L'halogénure (RX) en excès est recyclé ou stockéoLa dilution de l'halogénure organique au moyen d'un gaz inerte est utile si la cinétique réactionnelle s'avère trop rapide. La pression dans l'enceinte réactionnelle peut se situer dans une gamme sous-atmosphérique ou super-atmosphérique. Cependant, la pression atmosphérique est généralement préférée.

  
Dans un réacteur 19 du type cyclone (figure 2), les particules d'alliage sont injectées par un conduit 21 et dispersées en tête de colonne par le gaz constitué de l'halogé-

  
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du réacteur sont têts que les particules entraînées par le courant gazeux suivent un chemin en spirale 23 pour atteindre le fond du réacteur 24. Le chemin 23 est calculé de manière telle que les particules soient complètement épuisées en étain lors-qu'elles atteignent le fond du réacteur.. La masse gazeuse comprenant les produits réactionnel et l'halogénure en excès est extraite en 25 et traitée de la même manière qu'en fluidisation.

  
Les procédés basés sur le principe d'une séparation particulaire par le fluide réactionnel permettent une synthèse extrêmement rapide des halogénures d'organo-étain, car la cinétique de l'ensemble du processus n'est limitée que par celle de la réaction et non plus par des contraintes physiques de nature diffusive qui provoquent toujours une très grande lenteur.

  
D'autre part, en maintenant constamment le régime de fluidisation, on évite la soudure des particules entre elles,

  
ce qui permet une évacuation facile de l'alliage épuisé.

  
Les deux inconvénients majeurs du procédé en lit

  
fixe sont de ce fait évités.

  
La durée globale du procédé peut ainsi être considérablement raccourcie au niveau industriel (de l'ordre de 20 à 50 fois). 

  
Les débits gazeux d'halogénure organique plus particulièrement halogénure d'alkyle p ris seul ou en mélange avec

  
un gaz inerte, sont, bien entendu, d'un tout autre ordre de grandeur que ceux utilisés en lit fixe, non seulement parce que la consommation est beaucoup plus importante, mais encore parce que le gaz doit maintenir le régime de fluidisation. Les débits sont selon la granulométrie des particules de l'ordre de 5 à 40

  
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L'invention est maintenant décrite dans les exemples qui suivent.

  
EXEMPLE 1 

  
100 g d'alliage de cuivre et d'étain dont les teneurs respectives sont de 60 à 40% en poids et dont la granulométrie est de l'ordre de 50 microns, sont mélangés à 100 g de sable

  
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fluidisation dans un réacteur de 5 cm de diamètre dont la sole est constituée d'un disque en acier inoxydable fritte. Durant le chauffage de l'enceinte réactionnelle à 350[deg.]C le lit est maintenu sous azote. La fluidisation est maintenue par le chlorure de méthyle seul, légèrement préchauffé par passage dans

  
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