: Procédé de purification du 1,4-butanediol.
La présente invention est relative à un
procédé de purification du 1,4-butanediol. L'invention concerne plus particulièrement un tel procédé faisant appel à une distillation sous vide.
Il est souhaitable de pouvoir être en mesure
de produire du 1,4-butanediol avec une teneur minimale
en eau, pour diverses utilisations, comme la fabrication de certaines fibres textiles. Cependant, des procédés
de distillation à étapes multiples classiques produisent, de manière inhérente, une certaine quantité d'eau, outre du tétrahydrofuranne par des compositions de 1,4butanediol à des températures élevées. Les procédés
de la technique antérieure ne permettent en général pas de produire du 1,4-butanediol ayant une teneur en eau inférieure à environ 0,2 % en poids et, fréquemment, la teneur en eau du 1,4-butanediol obtenu conformément à
la mise en oeuvre des procédés de la technique antérieure est bien plus élevée.
Un procédé utilisé pour le raffinement du 1,4-butanediol est décrit dans la demande de brevet allemand DOS 2.055.892, publiée le 25 mai 1972, qui a trait à l'emploi de plusieurs colonnes en certaines combinaisons. Il serait cependant bien plus souhaitable et économique de pouvoir mettre en oeuvre un procédé faisant appel à une colonne unique tout en permettant d'obtenir des résultats équivalents ou supérieurs.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.686.818 accordé le 17 août 1954 décrit un procédé pour faire réagir du tétrahydrofuranne et de l'eau en présence d'un catalyseur, à pression élevée, réaction suivie d'un abais-sèment de la pression dans la partie inférieure de la même colonne et d'une séparation par distillation du butanediol liquide de l'eau et du tétrahydrofuranne résiduels. Le tétrahydrofuranne est généralement plus coûteux que le butanediol et ne constitue par conséquent pas un ingrédient de départ souhaitable pour la production du butanediol.
Il faut également noter que la mise en oeuvre d'un tel procédé où du butanediol liquide est séparé du tétrahydrofuranne et de l'eau dans un condenseur séparé dans des conditions qui ne conduisent pas à la purification maximale du butanediol, n'est pas des plus souhaitable du point de vue commercial.
La présente invention, selon certaines de
ses caractéristiques, a pour objet un procédé de récupération de 1,4-butanediol contenant une quantité minimale d'eau, au départ d'un mélange brut contenant 1 à
20 % d'eau et des impuretés organiques à faible point
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de sels minéraux combinés à des goudrons organiques à points d'ébullition élevés, procédé qui est caractérisé en ce que l'on fait passer le mélange brut dans une colonne de distillation fonctionnant à une pression inférieure à la pression atmosphérique et adaptée à un rebouilleur qui peut être extérieur à la colonne, en ce que l'on évacue la fraction de tête et en ce que l'on recycle une partie de cette fraction de tête sous forme
de reflux, en ce que l'on fait passer le fond dans le rebouilleur, en ce que l'on retire du liquide du fond du rebouilleur, en ce que l'on fait passer de la vapeur d'eau du rebouilleur au fond de la colonne de distillation et en ce que l'on évacue une partie de la vapeur passant du rebouilleur dans la colonne de distillation sous la forme de 1,4-butanediol sensiblement pur.
De préférence, la pression absolue qui règne dans la colonne de distillation est inférieure à environ 200 millimètres de mercure et les conditions de pression optimale régnant au sommet de la colonne correspondent à,une pression de 100 millimètres de mercure. Lorsque l'on opère de manière appropriée, le procédé conforme à l'invention peut produire du 1,4-
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d'eau.
La figure unique des dessins ci-annexés représente schématiquement un équipement permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention.
Le procédé selon la présente invention
fait appel à une tour de distillation unique pour séparer le 1,4-butanediol des impuretés organiques à faible point d'ébullition et de l'eau, sous la forme de fractions de tête et des sels minéraux et des goudrons organiques, sous la forme de fractions de queue ou fonds. Le tétrahydrofuranne engendré par la décomposition du 1,4-butanediol quitte la colonne sous la forme de fraction de tête.
Contrairement aux procédés de la technique antérieure dans lesquels on récupérait le 1,4-butanediol sous la forme de fraction de tête dans les étapes finales d'un procédé à distillations multiples, le 1,4-butanediol n'est plus récupéré sous la forme de fraction de tête lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On a découvert que le butanediol brut, lorsqu'il
était chauffé, tendait à se décomposer en eau et en tétrahydrofuranne. De même, on utilise des pressions inférieures à la pression atmosphérique pour la mise
en oeuvre du procédé selon la présente invention de
façon à permettre l'emploi de températures de distillation moins élevées. De cette manière on minimise la décomposition du butanediol. De préférence, les pressions absolues qui règnent dans la colonne de distillation sont maintenues en dessous d'environ
200 mm de mercure. Une pression souhaitable est d'environ 100 mm de mercure au sommet de la colonne et de
120 mm de mercure à sa partie inférieure.
On peut utiliser n'importe quel type de colonne de distillation classique approprié. Selon l'une
préférées
des formes de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise une tour garnie d'anneaux de Pall, équivalents à 12 à 14 plateaux théoriques. Selon d'autres formes de réalisation préférées du procédé selon l'invention, on peut également se servir d'une tour à plateaux réels ou d'autres types de remplissage ou garniture.
En se référant à présent à la figure unique
des dessins, on peut voir que le butanediol brut pénètre par la conduite 1 dans une tour qui comporte une moitié supérieure 12 et une moitié inférieure 11. Le butanediol brut a été chauffé dans un pré-chauffeur 17. Chaque moitié de la tour, 11 et 12, est garnie d'anneaux de Pall en acier inoxydable et les deux moitiés sont de préférence séparées, comme par des écrans ou des plateaux métalliques perforés. Bien que les moitiés puissent être de dimensions environ égales, il peut également être préférable que
la profondeur de remplissage située en dessous de l'entrée soit quelque peu plus importante que la hauteur
de la partie garnie située au-dessus de l'entrée, selon les conditions particulières à satisfaire.
Le courant de fraction de tête est repris
par le condenseur de fraction de tête 16 à l'aide de la conduite 7. On applique le vide au système par la conduite
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d'eau et d'impuretés organiques à faible point d'ébullition est évacuée par la conduite 10 et le reste est ramené à la moitié supérieure 12 de la colonne de distillation par la conduite 9. Les proportions entre les conduites
9 et 10 peuvent être réglées de manière à affecter le procédé et le produit obtenus.
A partir de la moitié inférieure 11 de la colonne de.distillation, on prélève le courant de queue ou iond par la conduite 2 pour l'envoyer à un rebouilleur 13. Le produit du fond de ce rebouilleur obtenu par purge
est évacué par la conduite 4 afin d'éliminer les matières indésirables, comprenant un courant liquide de goudrons organiques et de sels minéraux. Un courant de vapeur de 1,4-butanediol purifié passe à travers la conduite 3 pour revenir dans la moitié inférieure 11 de la colonne de distillation.
Quelque part dans la moitié inférieure 11 de
la colonne de distillation, la conduite 5 prélève le 1,4-butanediol purifié de la colonne. La vapeur est évacuée à travers le séparateur 14 à entraînement à la vapeur et le condenseur 15 pour parvenir dans une conduite 6 de prélèvement de produit latéral. On maintient le vide dans cette partie du système par l'intermédiaire d'une autre conduite raccordée au condenseur 1�, comme on peut le voir sur la figure.
La position de la conduite 5 dans la moitié inférieure 11 de la colonne de distillation est une question de choix. De préférence, elle se trouve à une hauteur inférieure à celle des deux ou trois premiers plateaux théoriques. En positionnant la conduite 5 au-dessus du fond réel de la colonne de distillation,
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séparation des impuretés à point d'ébullition élevé du 1,4-butanediol.
On donne ci-dessous un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour un équipement permettant un prélèvement de produit latéral d'environ
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signifie fractions de tête.
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REVENDICATIONS
1. Procédé de récupération de 1,4-butanediol contenant une quantité minimale d'eau, à partir d'un mélange brut contenant, en poids, 1 à 20 % d'eau
et des impuretés organiques à faible point d'ébulli-
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sels minéraux et de goudrons organiques à point d'ébullition élevé combinés, caractérisé en ce que l'on fait passer le mélange brut par une colonne de distillation fonctionnant à une pression inférieure à la pression atmosphérique et équipée d'un rebouilleur, en ce que l'on évacue la fraction de tête, en ce que l'on fait passer le produit de queue ou fond dans le rebouilleur, en ce que l'on évacue du liquide du rebouilleur, en ce que l'on fait passer de la vapeur du rebouilleur dans la partie inférieure de la colonne de distillation et en ce que l'on prélève la vapeur de la partie inférieure de la colonne de distillation sous la forme de 1,4 -butanediol sensiblement pur.