Procédé d'extraction et<B>de</B> séparation directe,<B>à</B> rétat sensiblement pur,<B>de</B> froduits organiques volatils dilués dans un milieu inerte. On connaît<B>déjà</B> différents procédés de captation ou d'extraction de corps volatils véhiculés par des gaz inertes ou dilués en so lution aqueuse. Ces procédés ont reçu une application industrielle, mais ils nécessitent un appareillage de coût élevé, présentant:des difficultés de manipulation, et des frais de fabrication importants, en sorte qu'ils n'ont pas été généralisés.
L'inventeur a observé qu'en présence d'eau ou de vapeur d'eau ou tout autre mi lieu diluant inerte, tel que par exemple un gaz inerte mélangé ou non avec de l'eau, on peut extraire tous les corps volatils miscibles <B>à</B> l'eau ou autre diluant en formant une ou plusieurs associations moléculaires non mis cibles<B>à</B> l'eau ou autre diluant, entre ces corps volatils et un produit auxiliaire qu'on<B>dé-</B> nommera par la, suite substance additionnelle. Dans le cas d'une solution la ou les associa tions moléculaires ainsi formées peuvent être séparées facilement par décantation.
La tension de vapeur des associations moléculaires est extrêmement faible, même au voisinage de la température de décompo sition, c'est-à-dire, de la température<B>à</B> la quelle l'association moléculaire se décompose, en totalité, en ses éléments, sans qu'il existe un état d'équilibre qui limiterait cette<B>dé-</B> composition.
Cette température de décomposition varie avec la nature, de l'association, c'est-à-dire avec les corps organiques, d'une part, et la substance additionnelle, d*autre part, mais elle se maintient fixe pendant toute la durée de la. décomposition.
Dans le procédé d'extraction et de sépa ration directe selon l'invention, on met en contact intime au moins un corps<B>à</B> extraire dilué, dans le milieu diluant, avec une subs tance additionnelle susceptible de former avec le corps -dilué au moins une association moléculaire stable en présence des corps di luants, la ou les associations moléculaires ainsi formées étant ensuite chauffées de ma nière<B>à</B> éliminer tout d'abord la portion dis soute du milieu diluant et chauffées ensuite pour leur décomposition, le procédé étant ,exécuté de façon<B>à</B> obtenir le, respectivement chaque dit produit volatil<B>à</B> l'état sensible ment pur.
Dans le cas où il<B>y</B> a plusieurs produits volatils extraits, si l'on forme d'a bord une masse contenant en mélange les dites associations moléculaires,,et porte celle- ci successivement aux températures #de,décom- position des diverses associations moléculai re, -chaque décomposition conduira<B>à</B> l'isole ment d'un seul corps -dilué.
La substance additionnelle utilisée doit donc donner avec les corps organiques vola tils<B>à</B> récupérer une association moléculaire non d6composable par le milieu diluant, et ne doit pas réagir sur ledit milieu diluant de même que, dans le cas d'un mélange, sur les autres associations moléculaires qui l'ac compagnent. En outre, les réactions de for mation -des associations doivent être avanta- (Yeusement pratiquement instantanées.
La. température de décomposition -des as sociations moléculaires ainsi formées étant sensiblement fixe, on peut obtenir les pro duits volatils<B>à</B> une très crande concentration et, pour les obtenir<B>à</B> l'état pur, il suffit généralement de leur faire subir un traite ment supplémentaire en les faisant agir sur une substance additionnelle, soit en phase li quide,<B>à</B> toutes températures, soit en phase vapeur, ou<B>à</B> la fois en phase liquide et en phase vapeur pendant une distillation simple.
Par ce procédé, il est tout<B>à</B> fait facile avec un appareillage peu colâteux et des frais de fabrication peu élevés, de traiter des solu tions aqueuses de produits organiques vola tils (alcools, aldéhydes, cétones, acides, éthers, etc.) ou -d'extraire et de fractionner des mélanges de ces produits, comme dans le cas des constituants volatils du pyro- ligneux provenant,de la distillation, en vase clos, du bois ou de tous produits végétaux, et ledit procédé -donne -des résultats tout<B>à</B> fait remarquables dans le cas où Pon doit extraire un seul corps,
par exemple l'acide acétique des eaux résiduaires de la fabrica tion des acétates de cellulose ou les homolo gues<B>de</B> l'acide acétique tels que l'acide butv- rique que l'on obtient par fermentation ou par d'autres procédés.
En<B>ce</B> qui concerne l'application du pré sent procédé<B>à</B> l'extraction de l'acide acéti que, par exemple<B>à</B> partir,des eaux résiduai res de la fabrication des acétates de cellu lose, la fixation -de l'acide sur la substance additionnelle choisie peut s'effectuer direc tement<B>à</B> partir des eaux résiduaires<B>à</B> l'état liquide, soit<B>à</B> chaud, soit<B>à</B> froid, quelle que soit leur concentration; elle peut aussi s'ef fectuer sur ces eaux résiduaires<B>à</B> l'état de vapeurs, ainsi qu'on le comprendra au moyen des exemples donnés -ci-après, l'opération étant réalisée en un seul stade ou en un nom bre de stades suffisant pour assurer l'épuise ment presque complet desdites eaux rési duaires.
L'acide acétique obtenu par dissociation <B>de</B> Passotiation moléculaire que forment, dans ces conditions, le produit auxiliaire et l'acide acétique, se présente dans un état de concentration élevé.
Exeinples <I>de mise</I> en #uvre du<I>procédé selon</I> Vin'L'ention <B>:</B> <B><I>A.</I> A</B> titre d'exemple, pour l'extraction de l'acide acétique des eaux résiduaires de la fabrication de l'acétate de cellulose, titrant <B>30 "0</B> environ -d'acidité, on agite intimement <B>à</B> chaud ou<B>à</B> froid, par exemple<B>à</B> la temp#- rature ambiante,<B>1000</B> litres de ces eaux rési duaires avec<B>2500</B> litres de la substance ad ditionnelle, constituée par des crésols, par exemple, pendant 2<B>à 3</B> minutes.
L'acide est immédiatement fixé sur la substance addi tionnelle en donnant une association molécu laire pratiquement insoluble dans l'eau et dans laquelle l'eau est relativement peu so luble. La substance additionnelle séparée par décantation a extrait de l'eau résiduaire pres que la totalité de l'acide acétique qu'elle con tenait. Toutefois, rien n'empêche de soumet tre l'eau décantée<B>à</B> une -deuxième opération, avec la même proportion de substance addi- tionnelle, voire<B>à</B> une troisième opéra tion du même genre, toujours avec les mêmes proportions de substance additionnelle, pour extraire la presque totalité de l'acide.
La substance additionnelle séparée, comme il<B>a</B> <U>été</U> dit, peut, après décantation, être utilisée plusieurs fois pour traiter des portions nou velles d'eau résiduaire ayant un titre acide supérieur<B>à</B> celui de la substance addition nelle, afin que cet acide puisse être fixé sur cette dernière, et l'opération peut se répéter un nombre voulu de fois de manière<B>à</B> obtenir une substance additionnelle le plus possible chargée en associations moléculaires. Il s'a git en fait d'un épuisement méthodique de l'acidité des eaux résiduaires en partant d'une substance additionnelle d'autant moins char gée en acide que l'acidité -de l'eau résiduaire est plus faible.
<B>.</B> Après décantation, l'association molécu laire contient de la substance additionnelle en excès, et, en outre, une petite quantité d'eau <B>à</B> l'état dissous. On élimine facilement le liquide qui a été ainsi dissous (et non com biné) en chauffant. L'eau contenant un peu d'acide passe en premier lieu, en entraînant une faible proportion d'acide, que l'on peut ré cupérer rapidement, en fixant cet acide sur la substance additionnelle par ruissellement ou par barbotage.
L'association moléculaire qui reste est alors pratiquement anhydre et stable Jusqu'à une température nettement d6termi- née, température<B>à</B> laquelle elle subit une décomposition totale.<B>On</B> obtient ainsi l'acide acétique pratiquement pur, et tel qu n peut de nouveau l'utiliser en fabricatio après une simple distillation, attendu qu'en aucun cas l'association moléculaire ne forme avec leeau de combinaisons chimiques.
Si on prend une substance additionnelle <B>à</B> base de crésol, l'association moléculaire se déshydrate entre<B>100</B> et<B>105 ' C</B> et se décom pose vers 1.40<B>' C.</B> Il reste -comme résidu la substance additionnelle exempte pratique ment d'acide acétique, qui peut être mise en contact de nouveau avec de nouvelles portions d'eau acétique résiduaire. D'autre part, les produits obtenus par la décomposition des complexes peuvent eux- mêmes être soumis de nouveau<B>à</B> un ou<B>à</B> plusieurs traitements par une substance ad ditionnelle afin d'obtenir lesdits produits<B>à</B> l'état sensiblement pur et concentré sans qu'il soit nécessaire de les rectifier.
Grâce<B>à</B> la présente invention, on peut récupérer immédiatement et<B>à</B> haute concen tration, la presque totalité de l'acide contenu dans ces eaux résiduaires sans qu'il soit né cessaire de former un acétate alcalin ou alcalino-terreux.
La substance additionnelle effectuant un cycle, fermé sans perte appréciable, on voit que cette application du procédé présente un caractère hautement économique.
B. Si l'on considère maintenant un mé lange de corps organiques volatils dilués dans un milieu n'ayant sur eux aucune action chimique, et qu'on les mette en présence d*une substance additionnelle en excès, on obtient un mélange -contenant: <B>10</B> Les diverses associations moléculaires qui ont pu se former en présence de la, subs tance additionnelle; 20 Un excès de la substance additionnelle; <B>30</B> Une petite quantité -du milieu chimi quement inerte<B>à</B> l'état dissous.
Par chauffage, on élimine la petite quan tité du milieu chimiquement inerte qui se trouve<B>à</B> l'état dissous. Comme la tempéra- turc de décomposition de chacune des asso ciations dépend de la nature même de l'asso ciation, toutes les associations ne se déconi- poseront pas<B>à</B> la même température et, par un chauffage bien conduit, on obtiendra suc cessivement pour des températures nettement déterminées, chacun des divers constituants du mélange.
Prenons,<B>à</B> titre d'exemple, le cas du frac tionnement des constituants volatils du pyro- ligneux: l'acétone, le méthanol, l'acide acéti que et les homologues supérieurs (acide pro- pionique et acide butyrique).
On peut envisager -deux manières princi pales d'opérer:<B>10</B> Le mélange de gaz et de vapeurs est mis en contact avec la substance additionnelle constituée par exemple par du méta-crésol ou du para-crésol au des xylénols ou un mélange<B>à</B> base de ces deux corps, dans ;des enceintes telles que la température de sortie<B>à</B> la dernière enceinte soit inférieure<B>à</B> la température<B>de</B> décomposition de l'associa tion moléculaire qui se décomposera<B>à</B> la tem pérature la plus basse, c'est-à-dire celle de l'acétone.
Les corps organiques se trouvent sous forme d'associations mélangées et par décan tation on enlève les<B>70 %</B> cUeau. Après cette dernière opération, la phase substances ad ditionnelles et associations moléculaires" est portée progressivement<B>à</B> -des températures croissantes -déterminées,<B>90, 95, 100</B> et 140 dans des colonnes<B>à</B> plateaux chauffants qui permettent de travailler avec des couches- minces de liquide et avec un mouvement 'con tinu du liquide. On obtient ainsi successive ment l'acétone, le méthanol et l'acide séparé ment.
20 Le mélange de gaz inertes et de va peurs sortant de la cuve de carbonisation après d6goudronnage total ou partiel, est mis en contact avec la substance additionnelle précitée dans plusieurs enceintes séparées maintenues<B>à</B> différentes températures<B>dé-</B> croissantes:<B>99 '</B> pour la première,<B>90 '</B> pour la deuxième et 20<B>'</B> pour la dernière.
La température -dans la première enceinte étant inférieure<B>à</B> la température de décom position<B>-de</B> l'association moléculaire acide acétique et supérieure<B>à</B> la température<B>de</B> décomposition des associations méthanol et acétone, seul sera retenu l'acide acétique.
Dans la deuxième enceinte, le méthanol sera seul fixé et dans la troisième l'acétone. On obtient ainsi dans chacune des encein tes une seule association moléculaire, qu'il suffira de #décanb-_r et de chauffer pour récu pérer sans difficulté le corps correspondant.
L'extraction des homologues de l'acide acétique s'effectue de la même manière que celle de l'acide acétique quelle que soit leur concentration.
Toutefois, la solubilité des homologues supérieurs de l'acide acétique décreît <B>à</B> me- sure qu'augmente leur poids moléculaire, alors que Faptitude <B>à</B> donner des associations molé culaires n'est pas diminuée.
Ainsi,<B>à</B> mesure que l'on s'éloignera du premier terme de la série, l'affinité pour la substance additionnelle augmentera, tandis que celle pour l'eau ira -en décroissant.
D'autre part, pour Fiacide acétique, la so- labilité -de ce produit dans les vapeurs d'eau est très grande alors qu'il n'en est plus de même pour les homologues. La, différence des points d'ébullition des homologues di rects de l'acide acétique étant de 22<B>' C</B> en viron, l'écart par rapport au point d'ébulli tion -de l'eau sera encore beaucoup plus grand, ce qui facilite le fractionnement et, -de ce fait, permet d'obtenir plus aisément des pro duits purs.
Dans le cas de l'extraction de l'acide<B>bu-</B> tyrique, on met le liquide aussi parfaitement que possible en contact avec une substance additionnelle, telle que, par exemple, des composés phénoliques ou<B>à</B> fonction phénoli- ques indiqués ci-dessus. La fixation de l'a cide sur la substance additionnelle est prati quement instantanée et il suffit*de renouveler plusieurs fois le traitement pour récupérer l'acide presque en totalité. La phase (subs tance additionnelle et acide butyrique) est soumise<B>à</B> la distillation, pour obtenir, d'une part, l'acide<B>à</B> une haute concentration et, d'autre part, la substance additionnelle in tacte.
<B>A</B> propos de l'acide butyrique, il<B>y</B> a lieu -de remarquer que sa solubilité dans l'eau étant plus faible que celle de l'acide acUi- que (en raison de son poids moléculaire plus élevé), la récupération par Pintermédiaîre de la substance additionnelle est grandement fa cilitée, ainsi qu'il est expliqué ci-dessus. En outre la différence entre les points d'ébulli tion de l'eau et de l'acide étant plus grande pour l'acide butyrique que pour l'acide acé tique, l'extraction<B>de</B> l'acide butyrique est beaucoup plus facile que celle de l'acide ac6- tique.
L'application de ce procédé donne d'excel lents résultats pour la récupérationde l'acide butyrique obtenu par fermentation et, en rai son -du fait que ce procédé est direct, il sup prime complètement le passage par le buty- Zn rate.