Procédé pour séparer un liquide organique des autres constituants d'un mélange liquide. Il arrive parfois, dans la pratique indus trielle, qu'on ait à séparer un liquide orga nique clés autres constituants d'un mélange liquide présentant les caractéristiques sui vantes Un liquide A insoluble ou peu soluble dans l'eau est mélangé avec un liquide orga nique B plus volatil due lui et avec une cer taine quantité d'eau.
De tels mélanges sont souvent très difficiles à traiter par distil- lation simple, parce que si l'on veut en ex traire le liquide organique le plus volatil B, on constate que le mélange azéotropique formé entre l'eau et le liquide moins volatil A vient généralement s'opposer à la sépara tion, même si l'écart clés points d'ébullition entre les liquides<I>A</I> et<I>B</I> est très grand.
Le procédé de séparation qui fait l'objet de la présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Selon ce procédé, on déshy drate tout d'abord le mélange liquide d'une manière continue dans une cnionne de déshy dratation en utilisant la méthode azéotropi- que et sépare d'une manière continue, dans une seconde colonne, le mélange anhydre obtenu à la partie inférieure de la colonne de déshydratation, le liquide organique B étant alors recueilli pur en tête de cette se conde colonne et le liquide A en queue de celle-ci.
La, déshydratation clans la première co lonne peut être réalisée au moyen d'un li quide auxiliaire E, entraîneur d'eau, insolu ble ou peu soluble dans l'eau, mais plus vo latil que le liquide A et ajouté une fois pour toutes, dans la colonne de déshydratation; mais on peut aussi employer le liquide inso luble A lui-même, comme entraîneur d'eau, pour réaliser ladite déshydratation.
L'opération peut avoir lieu à la pression atmosphérique ou elle peut être, si besoin est, réalisée à une pression différente de la pression atmosphérique.
Les liquides<I>A</I> et<I>B</I> peuvent être des corps purs ou des mélanges.
Si l'écart de température entre les points d'ébullition du liquide B et du mélange azéo- tropique le permet, on peut utiliser les va peurs du liquide B qui s'élèvent de la co lonne de distillation pour chauffer en tota lité ou en partie la colonne de déshydrata tion, ce qui conduit à une économie dans la. dépense de vapeur de chauffage.
Les exemples suivants feront bien com prendre le mécanisme du procédé objet de l'invention, ainsi que la disposition d'une installation pour la mise en #uvre de celui-ci, dont un schéma est donné à. titre d'exemple au dessin annexé.
Exe-rizple <I>1:</I> On sait que les huiles de fusel obtenues comme résidu de la distillation de l'alcool ordinaire contiennent en particulier des al cools isoamylique (liquide A: point d'ébul lition 131,8 ) et isobutylique (liquide B: point d'ébullition 108 ) mélangés avec une certaine proportion d'eau.
La présence d'eau empêche l'obtention d'alcool isobutylique pur par simple distillation, car il y a entraî nement d'alcool isoamylique qui forme avec ('eau un mélange azéotropique bouillant à 94,9 . alors que le mélange azèotropique eau- alcool isobutylique bout à 90,5 . Ce faible écart de température rend illusoire toute Sé- paration précise entre l'alcool isobutylique et l'alcool isoamylique.
Dans ce cas, on déshydrate d'abord le mélange des deux alcools par la méthode azéotropique en utilisant le benzène par exemple comme liquide entraîneur, ou li quide auxiliaire, E.
Dans une colonne de déshydratation 1, préalablement chargée en benzène, on en voie par le tuyau 2 le mélange à déshydra ter contenu dans le récipient 7. On chauffe à la partie inférieure de la colonne 1 par le moyen d'un dispositif de chauffe 3. Les vapeurs formées, condensées dans un conden sateur 8 sont envoyées dans un décanteur 9 où il y a séparation en deux couches. La couche supérieure, constituée presque exclu sivement par du benzène, revient continuelle ment par un tuyau 10 au sommet de la co lonne .1, tandis qu'on rejette la couche infé rieure aqueuse du décanteur 9.
:1 la partie inférieure de la colonne 1 vient s'écouler le mélange anhydre des al cools isobutylique et isoamylique qu'on en voie par le tuyau 4 dans une colonne de distillation 5 chauffée en 6 et munie, comme la colonne 1, d'un condensateur 11. La sé paration des deux alcools est alors aisément obtenue dans cette seconde colonne puisqu'en l'absence d'eau, l'écart de température entre les points d'ébullition passe de 4,4 à 23,8 .
Exe,ïraple <I>2:</I> Soit à séparer la chlorhydrine du glycol contenue dans un mélange d'eau et de cy- clohexanol. Le cyclohexanol, liquide peu solu ble dans l'eau, bouillant à 160,6 , joue le rôle du liquide A. La chlorhydrine du glycol mis cible à l'eau en toutes proportions, bouillant à. l28 , joue le rôle du liquide B.
En présence d'eau, on ne peut extraire directement la chlorhydrine du glycol à l'état pur par distillation simple, car le cyclohexa- nol donne avec l'eau un mélange à point d'ébullition minimum bouillant à 97,8 et contenant environ 20 ô de cyclohexanol, qui viendrait souiller la chlorhydrine.
Dans ces conditions, on effectue quantita tivement la séparation de la. chlorhydrine du glycol et du cyclohexanol en déshydratant au préalable le mélange. Cette déshydrata tion peut être effectuée avec le cy clohexanol lui-même dont le mélange azéotropique en traîne 80 % d'eau. L'installation utilisée est identique à celle employée pour l'exemple 1.
La colonne 1 effectue la déshydratation, la colonne 5 sépare la clorhydrine du glycol comme produit de tête, le cyclohexanol res tant comme produit de queue (écart des points d'ébullition: 32,6 ).
Exemple <I>3:</I> Soit à. séparer d'une manière continue l'acide acétique d'un mélange contenant de l'acétate de cyclohexyle et une petite quan tité d'eau. L'acétate de cyclohexyle, liq aiâe peu soluble dans l'eau, bouillant à 175", joue le rôle du liquide A. L'acide acétique, liquide miscible à l'eau en toutes proportions, bouil lant à 118", joue le rôle du liquide B.
On ne peut extraire l'acide acétique pur par distillation directe du mélange, car l'acé tate de cyclohexyle donne avec l'eau un mé lange à point d'ébullition minimum bouil lant à 98", contenant 40 % d'acétate.
Eu égard à ces conditions, la sépara tion quantitative de l'acide acétique pur est obtenue en déshydratant tout d'abord le mé lange dans une installation analogue à celle utilisée clans l'exemple 1. Dans la. colonne 1, l'acétate de cyclohexyle peut être utilisé comme liquide entraîneur d'eau, mais pour obtenir au décanteur une couche aqueuse peu riche en acide, il est préférable de prendre un entraîneur d'eau plus volatil, comme Facétate d'éthyle, par exemple, qui joue ainsi le rôle du liquide E.
Dans la colonne 5, chauffée en 6, on obtient l'acide acétique comme produit de tête et l'acétate de cy clo- hexyle comme produit de queue (écart en tre les points d'ébullition: 57"). .
Les exemples précédents, donnés à titre d'indication, ne sont pas limitatifs. L'installation utilise pour la, mise en rouvre du procédé spécifié a été suffisamment décrite au cours des trois exemples qui pré cèdent, pour qu'il soit inutile d'y revenir.
Dans lesdits exemples, on a supposé les colonnes 1 et 5 chauffées par des dispositifs de chauffe à surface 8 et 6, mais on pourra aussi, lorsque l'écart des températures entre les points d'ébullition du liquide B et du mélange azéotropique (liquide A ou E et eau) le permet, prévoir des moyens pour utiliser les vapeurs du liquide B qui sortent de la co lonne 5 pour le chauffage en totalité ou en partie de la colonne de déshydratation 1 avant d'envoyer lesdites vapeurs dans le con- denseur II.
Il est entendu que les dispositions peuvent être telles que l'opération peut être conduite entièrement ou en partie sous des pressions différentes de la pression atmosphérique.
A process for separating an organic liquid from the other constituents of a liquid mixture. It sometimes happens, in industrial practice, that an organic liquid has to be separated from the other constituents of a liquid mixture having the following characteristics. A liquid A insoluble or sparingly soluble in water is mixed with an organic liquid. nique B more volatile due to it and with a certain amount of water.
Such mixtures are often very difficult to treat by simple distillation, because if we want to extract the most volatile organic liquid B, we find that the azeotropic mixture formed between water and the less volatile liquid A The separation is generally opposed, even if the key boiling point difference between liquids <I> A </I> and <I> B </I> is very large.
The separation process which is the object of the present invention avoids these drawbacks. According to this process, the liquid mixture is first of all dehydrated in a continuous manner in a dehydration unit using the azeotropic method and the anhydrous mixture obtained in a second column is separated continuously in a second column. the lower part of the dehydration column, the organic liquid B then being collected pure at the head of this second column and the liquid A at the bottom thereof.
The dehydration in the first column can be carried out by means of an auxiliary liquid E, water entrainer, insoluble or sparingly soluble in water, but more vo latil than liquid A and added once and for all. , in the dehydration column; but it is also possible to use the insoluble liquid A itself, as a water entrainer, to carry out said dehydration.
The operation can take place at atmospheric pressure or it can be, if necessary, carried out at a pressure other than atmospheric pressure.
Liquids <I> A </I> and <I> B </I> can be pure substances or mixtures.
If the temperature difference between the boiling points of liquid B and the azeotropic mixture allows it, the vapors of liquid B which rise from the distillation column can be used for heating either completely or completely. part of the dehydration column, which leads to savings in the. heating steam expenditure.
The following examples will provide a good understanding of the mechanism of the method which is the subject of the invention, as well as the arrangement of an installation for the implementation thereof, a diagram of which is given at. as an example in the accompanying drawing.
Exe-rizple <I> 1: </I> It is known that fusel oils obtained as residue from the distillation of ordinary alcohol contain in particular isoamyl alcohols (liquid A: boiling point 131.8) and isobutyl (liquid B: boiling point 108) mixed with a certain proportion of water.
The presence of water prevents obtaining pure isobutyl alcohol by simple distillation, because there is entrainment of isoamyl alcohol which forms with ('water an azeotropic mixture boiling at 94.9. Whereas the azeotropic mixture water- isobutyl alcohol boils at 90.5 This small temperature difference makes any precise separation between isobutyl alcohol and isoamyl alcohol illusory.
In this case, the mixture of the two alcohols is first dehydrated by the azeotropic method using benzene, for example as an entraining liquid, or auxiliary liquid, E.
In a dehydration column 1, previously loaded with benzene, the mixture to be dehydrated contained in the container 7 is passed through pipe 2. The lower part of column 1 is heated by means of a heating device 3 The vapors formed, condensed in a condenser 8 are sent to a settling tank 9 where there is separation into two layers. The upper layer, consisting almost exclusively of benzene, returns continuously through a pipe 10 to the top of column .1, while the lower aqueous layer is discharged from the settling tank 9.
: 1 the lower part of column 1 flows the anhydrous mixture of isobutyl and isoamyl alcohols which is passed through pipe 4 into a distillation column 5 heated at 6 and provided, like column 1, with a condenser 11. The separation of the two alcohols is then easily obtained in this second column since in the absence of water, the temperature difference between the boiling points goes from 4.4 to 23.8.
Exe, section <I> 2: </I> Either to separate the chlorohydrin from the glycol contained in a mixture of water and cy- clohexanol. Cyclohexanol, a poorly soluble liquid in water, boiling at 160.6, plays the role of liquid A. The chlorohydrin of the glycol put target in water in all proportions, boiling at. l28, plays the role of liquid B.
In the presence of water, the chlorohydrin cannot be extracted directly from the glycol in the pure state by simple distillation, because cyclohexanol gives with water a mixture of minimum boiling point boiling at 97.8 and containing approximately 20 ô of cyclohexanol, which would contaminate the chlorohydrin.
Under these conditions, the separation of the. chlorohydrin of glycol and cyclohexanol by dehydrating the mixture beforehand. This dehydration can be carried out with cy clohexanol itself, the azeotropic mixture of which drags 80% water. The installation used is identical to that used for example 1.
Column 1 carries out the dehydration, column 5 separates the chlorohydrin from the glycol as the top product, the cyclohexanol as the bottom product (difference in boiling points: 32.6).
Example <I> 3: </I> That is to. continuously separating the acetic acid from a mixture containing cyclohexyl acetate and a small amount of water. Cyclohexyl acetate, liq aiâe sparingly soluble in water, boiling at 175 ", plays the role of liquid A. Acetic acid, a liquid miscible with water in all proportions, boiling at 118", plays the role of liquid A. role of liquid B.
Pure acetic acid cannot be extracted by direct distillation from the mixture, since cyclohexyl acetate with water gives a mixture of minimum boiling point boiling at 98 ", containing 40% acetate.
In view of these conditions, the quantitative separation of pure acetic acid is obtained by first dehydrating the mixture in an installation similar to that used in Example 1. In the. column 1, cyclohexyl acetate can be used as a water-entraining liquid, but in order to obtain an aqueous layer which is not very rich in acid in the settler, it is preferable to take a more volatile water-entrainer, such as ethyl acetate, for example, which thus plays the role of the liquid E.
In column 5, heated at 6, acetic acid is obtained as the overhead product and the cyclohexyl acetate as the bottom product (difference between the boiling points: 57 ").
The preceding examples, given by way of indication, are not limiting. The installation used for the implementation of the specified process has been sufficiently described in the three preceding examples that it is unnecessary to return to it.
In the said examples, it was assumed that the columns 1 and 5 were heated by surface heating devices 8 and 6, but it is also possible, when the temperature difference between the boiling points of liquid B and of the azeotropic mixture (liquid A or E and water) allows it, to provide means for using the vapors of the liquid B which exit from the column 5 for the heating in whole or in part of the dehydration column 1 before sending the said vapors into the con- density II.
It is understood that the arrangements can be such that the operation can be carried out entirely or in part under pressures other than atmospheric pressure.