Procédé pour la séparation, par distillation de ses solutions aqueuses, d'un produit dont le point d'ébullition est supérieur à 100 , et appareil pour la mise en oeuvre de
ce procédé.
La présente invention comprend un pro
cédé pour la séparation, par distillation de ses
solutions aqueuses, d'un produit dont le point
d'ébullition est supérieur à 100, par exem-
ple des acides ras, acétique, butyrique, de
leurs solutions aqueuses, ainsi qu'un appa
reil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On sait que l'obtention d'acide acétique
concentré en partant de produits faibles, tels
que les acides pyroligneux ou bien le vi vaigre, est généralement une opération coti- teuse parce que, si l'on distille ces liquides bruts, ce n'est pas de l'acide acétique plus concentré que le produit de départ que l'on récolte au réfrigérant, mais un liquide d'aci- dité moindre, 1'eau étant plus volatile que 1'acide acétique qui bout à 117 o. Si donc on distille 100 kg d'un liquide brut contenant 1Q % d'acide acétique et 90 % d'eau, il faut volatiliser les 90 kg d'eau, laquelle absorbe par kg 537 calories de chaleur latente de va porisation,
tandis que si l'acide était plus volatil que 1'eau, il n'y aurait que 10 kg d'acide à volatiliser, à raison de 100 calories
seulement de chaleur latente, ce qui fait une
consommation de chaleur 48 fois moindre.
Le rendement d'une telle distillation se
rait encore diminué du fait que 1'eau dis
tillée entraînerait de grandes proportions d'a-
cide, si l'on ne recourait à une rectification
analogue à celle de l'alcool, c'est-à-dire à une
condensation abondante de vapeur d'eau fai
sant reflux dans le haut de la colonne rec
tificatrice employée et nécessitant de nom breuses réévaporations.
La dépense en charbon pour une telle rec- tification est donc énorme et on a préféré former un acétate alcalin, que l'on concentre à siccité et que l'on décompose par l'acide sulfurique ou chlorhydrique. Mais ce procédé est également assez coûteux vu la concentration à sec de 1'acétate alcalin. Les mmes difficultés se rencontrent lors de la séparation d'autres corps distillables dissous.
Le procédé, objet de la présente invention, remédie à ces inconvénients, grâce à l'adjonction aux solutions aqueuses à distiller, telles que par exemple eaux pyroligneu ses, vinaigres, etc., d'un corps soluble non modifié par les composants de ces solutions et en élevant le point d'ébullition, de telle sorte que les distillats obtenus des solutions aqueuses ainsi modifiées sont plus riches en produit à séparer que les distillats obtenus des solutions non modifiées, le produit distillant comme produit de tte.
Lors de la mise en oeuvre du procédé pour la distillation de liquides acétiques, on emploie, de préférence, comme corps soluble le chlorure de calcium, qui est peu coûteux et facile à récupérer, bien que bon nombre d'autres sels peuvent également tre employés, comme par exemple l'acétate de potassium.
Un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention va tre décrit ci-après pour la séparation de l'acide acétique de ses solutions aqueuses, tels que les liquides pyroligneux ou vinaigres.
Comme l'acide acétique pur bout à 117 , l'on comprend bien que si l'on met suffisamment de chlorure de calcium dans une dilution acétique pour que l'ébullition s'effectue à 120 o, l'acide acétique devient forcément "produit de tte"et les vapeurs qui distillent sont plus riches que le liquide générateur.
Déjà avec 20 kg de CaCl2 dans 100 kg de liquide pyroligneux à 10 % d'acide acétique, le distillat, au lieu d'tre à 7,35 % d'acide, s'élève à 11,52 %, bien que la température d'ébullition ne soit que 103,5 0 ; et avec 40 kg de CaCl2, la. richesse de la va. peur s'é- lève à 16,82 % pour point d'ébullition 106 .
En pratique, il est préférable de ne pas employer le chlorure de calcium anhydre, ce qui oblige à le dissoudre directement dans la dilution acétique
En effet, les mesures et les manutentions des. substances solides sont toujours plus coûteuses que celles des liquides, lesiquels cir- culent par pompe et tuyaux. De plus, l'on serait obligé, dans la revivification du sel pour les opérationssuivantes,d'opérer la concentration totale, et par conséquent, de porter le sel presque jusqu'au rouge pour le deshydrater entièrement.
Les opérations sont beaucoup plus simples en agissant sur une solution concentrée de chlorure de calcium, qui se déconcentre pendant l'opération de distillation, mais que l'on reconcentre ensuite par des moyens plus simples et plus économiques que la calcination.
Une solution de chlorure de calcium à raison de 200 kg de sel pour 100 kg d'eau bout à environ 135 o centigrades. Si l'on prépare une solution de ce genre on peut la mélanger en proportion voulue avec les dilutions acétiques et de ce fait, la distillation fournit un acide sensiblement plus concentré que le liquide initial.
Néanmoins, l'on ne parviendrait guère de cette façon qu'à obtenir un distillat dans les environs de 30 % d'acide, et il importe ! d'al- ler plus loin du premier coup. L'emploi d'un appareil comportant une colonne de distillation à concentration par reflux, reliée à sa partie supérieure à un réservoir d'alimentation en solution concentrée du corps soluble et à sa partie inférieure à un dispositif de chauffage, cette colonne recevant approxima- tivement en son milieu les solutions aqueuses du produit et laissant échapper à sa partie suprieure les distillats riches en produit et à sa partie inférieure une solution diluée du corps soluble, permet d'atteindre ce résultat.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un tel appareil pour la mise en oeuvre du procédé, dans le cas, de la séparation d'acide acétique d'eaux pyroligneuses ou vinaigres.
La colonne distillatoire MP est à peu près de la forme habituelle. Elle est surmontée d'un chauffe-vin A,. suivi d'un réfrigérant B.
Un réservoir H, placé à l'étage des condenseurs, contient la solution concentrée de chlo- rure de calcium, laquelle est maintenue chaude au moyen d'un serpentin de vapeur S.
L'alimentation des eaux pyroligneuses échauffées par le chauffe-vin A se fait en C. et le liquide descend de plateau en plateau dans la colonne M.
Le bas de la colonne est chauffé au moyen d'un tubulaire N, et les liquides résiduaires épuisés sortent dans un bac 0.
La solution concentrée de chlorure de calcium réglée par un robinet R, entre au plateau supérieur. de la colonne de concentration
P, et non pas a. u mme platea. u que le vinai gre en C.
Ceci étant expliqué, la marche de l'appareil se comprend d'elle-mme. Les vapeurs produites au bas de la colonne, par le chauffeur N, s'élèvent peu à peu et barbotent à chaque plateau dans le mélange d'eaux pyroligneuses et de chlorure de calcium rencontrant des liquides de plus en plus riches en acide acétique, tout comme dans les colonnes à distiller l'alcool.
Après avoir parcouru les plateaux d'é- puisement M, ces vapeurs pénètrent, dans les plateaux de concentration P, alimentées par le reflux du chauffe-vin A et du réfrigérant
B. Ce reflux, étant au contact de la solution de chlorure de calcium très concentrée, subit lui aussi l'influence déshydratante de ce sel, de telle façon que l'on dépasse facilement 50 % d'acide acétique da. ns le distillat final, qui s'éeoule de B et passe par l'éprouvette D.
Le liquide épuisé d'acide acétique reçu dans le bac 0 est trop dilué pour pouvoir tre réutilisé tel quel. il s'agit d'en faire la concentration. Cette concentration peut se faire à volonté à feu nu et à simple effet, ou bien à la vapeur à simple effet, ou mme à vapeur à double ou triple effet sous pression atmosphérique, ou sous vide, en employant tout modèle connu de concentrateur.
Enfin, on peut prélever de la vapeur sur le premier effet de l'évaporateur pour chauf fer la. colonne.
Le liquide ramené ainsi à la concentration initiale d'environ 200 kg de chlorure pour 100 kg d'eau est remonté par la pompe E dans le bac supérieur H et le circuit dans l'appareil distillatoire recommence.
En somme, le coût de l'opér. ation consiste, d'une part, dans la dépense de la colonne distillatoire, dépense qui est peu élevée, parce qu'il n'est besoin que d'une faible proportion de reflux au haut des plateaux P ; et, d'autre part, il y a la dépense de concentration, qui devient également assez faible si on l'opère à multiple effet.
Il va sans dire que si, au lieu de solutions concentrées de chlorure de calcium, on voulait utiliser ce sel à l'état anhydre, il faudrait installer des malaxeurs mécaniques dans lesquels on opérerait la dissolution directe du sel dans les dilutions acétiques.
Au lieu de chlorure de calcium, on peut employer tous les sels neutres fixes et de grande solubilité, par exemple l'acétate de potassium.
Pour que le sel déshydratant puisse se ré- générer un grand nombre de fois, il importe e que les eaux pyroligneuses soient préalablement bien. dégoudronnées.
Le présent procédé peut tre utilisé à la séparation et à la concentration de tous produits distillables acides ou non, dissous dans 1'eau et ayant un point d'ébullition supérieur à 100 o.
REVENDICATIONS :
I Procédé pour la séparation, par distilla
tion de ses solutions aqueuses, d'un pro
duit dont le point d'ébullition est supé
rieur à 100 o, caractérisé en ce que l'on
ajoute à ces solutions un corps soluble non
modifié par les composants de ces solutions
et qui en élève le point d'ébullition, de
telle sorte que les distillats obtenus des
solutions aqueuses ainsi modifiées sont
plus riches en produit à séparer que les
distillats obtenus des solutions non mo
difiées, le produit distillant comme pro
duit de tte.