CH215142A - Procédé de déshydration de liquides contenant de l'acide acétique. - Google Patents

Description

  Procédé de déshydratation de liquides contenant de l'acide acétique.    Il est connu de déshydrater les solutions  acétiques aqueuses par distillation en pré  sence de liquides peu solubles dans l'eau ap  pelés généralement liquides entraîneurs. L'a  cide acétique reste comme produit de queue,  tandis que l'eau distille avec le liquide en  traîneur sous la forme d'un mélange     hétéro-          azéotropique,    c'est-à-dire d'un mélange     azéo-          tropique    qui, par     condensation,    donne nais  sance à un liquide hétérogène ou un liquide  qui se sépare en deux couches par décanta  tion, ce qui permet de séparer facilement  l'eau que l'on rejette.  



  Lorsqu'on a soin de choisir comme liquide  entraîneur des liquides peu solubles dans  l'eau et n'ayant pas tendance, au surplus, à  donner avec l'acide acétique anhydre des mé  langes azéotropiques, on constate que ledit  mélange     hétéro-azéotropique    eau-entraîneur  peut être obtenu absolument exempt d'acide  acétique,     ce    qui offre un gros intérêt au point  de vue industriel.    Les mélanges .d'acide acétique et d'anhy  dride acétique résultant de la pyrolyse de  l'acide     acétique    peuvent également être dés  hydratés d'une façon analogue. Toutefois, le  problème est sensiblement plus complexe, du  fait de la     tendance    que possède l'anhydride  acétique à s'hydrolyser à chaud pour redon  ner l'acide.

   On doit donc choisir un liquide  entraîneur qui possède un point d'ébullition  suffisamment bas pour réduire au minimum  la température d'ébullition du mélange .et ne  formant pas de mélange azéotropique, non  seulement avec l'acide acétique, mais égale  ment avec l'anhydride.  



  On a trouvé que les esters acétiques, tels  que l'acétate d'éthyle ou     les    acétates de pro  pyle et     d'isopropyle,    répondent comme liqui  des entraîneurs à ces différentes conditions;  en fait, leur emploi a déjà été préconisé anté  rieurement pour le traitement des solutions       cétiques        aqueuses    et des mélanges     d'anhy-          ï     dride acétique, d'acide acétique et d'eau.

        Or, ces liquides entraîneurs, surtout l'acé  tate d'éthyle, présentent l'inconvénient de  dissoudre une quantité d'eau relativement  grande, en sorte que l'eau emportée dans le  mélange     hétéro-azéotropique    est loin d'être  entièrement disponible. C'est ainsi que sur  les -7     %    d'eau qua renferme le mélange bi  naire eau-acétate d'éthyle, 4,5     %    seulement se  retrouvent dans la couche inférieure, le reste  étant retenu -en dissolution dans la couche  supérieure d'entraîneur.

   De plus, la. présence  d'impuretés très solubles dans l'eau, comme  l'acétone ou l'acétaldéhyde, qu'on trouve tou  jours dans les produits de pyrolyse de l'acide  acétique et dans certaines dilutions acétiques  industrielles, vient augmenter rapidement la  solubilité de l'eau dans l'acétate et s'oppose  à une décantation normale du mélange     hétéro-          azéotropique    eau-acétate d'éthyle, de sorte  que la, déshydratation devient rapidement  impossible.  



       La    présente invention a pour objet un  procédé de déshydratation de liquides conte  nant de l'acide acétique, grâce auquel on  peut éviter ce grave inconvénient tout en pro  fitant des précieuses     propriétés    desdits esters  comme liquides entraîneurs.  



  Ce procédé se caractérise par le fait: que  l'on soumet directement le liquide à déshydra  ter, sans extraction préalable, dans un dispo  sitif :à distillation fractionnée continue à une  distillation azéotropique en présence d'un en  semble de liquides entraîneurs ajoutés une  fois pour toutes dans ledit dispositif et coi  prenant, d'une part, un ester acétique qui a  pour rôle .d'empêcher l'entraînement de l'acide  acétique dans les vapeurs, et, d'autre part,  un liquide entraîneur supplémentaire sensi  blement insoluble dans l'eau et formant avec  cette dernière un mélange     hétéro-azéotropique     bouillant plus bas que l'azéotrope     ester-eau.     



       La    description qui va suivre en regard  du dessin annexé, donné à titre d'exemple,  fera bien comprendre un mode de réalisation  avantageux du procédé objet de l'invention.  Dans ce dessin, A désigne une colonne de  déshydratation d'un type quelconque chargée  une fois pour toutes d'une quantité conve-         nable    d'un ester acétique formant liquide en  traîneur et d'un liquide entraîneur supplé  mentaire très peu soluble ou insoluble dans  l'eau.

   Dans la colonne ainsi chargée, on fait  arriver     d'une    façon continue,     par    le tuyau 1,  le mélange d'eau et d'acide acétique à     dés-          by        drater    (contenant éventuellement. de l'an  hydride) et on distille.

   Les vapeurs s'échap  pant au sommet de la colonne - sont con  densées en B     d'oii    le liquide condensé s'écoule  par le tuyau 2     dans    un décanteur C où il  se sépare en deux couches; la couche aqueuse  est soutirée par le tuyau 3, tandis que la  couche d'entraîneur est rétrogradée en tota  lité par le tuyau 4 au sommet de la colonne  suivant la technique classique de la distilla  tion     azéotropique    afin de maintenir constant  le     chargement    en entraîneur. Le cas échéant,  on peut rétrograder directement au sommet  de la colonne par le tuyau 4' une fraction  du     condensat.     



  Quoi qu'il en soit, l'appareil étant en  ordre de marche normale, on constate qu'il se  forme     dans    la colonne A, au-dessus de l'ali  mentation en liquide à déshydrater, deux  zones bien distinctes:  <B>10</B> une zone     ca    où travaille l'ester acétique,  par exemple l'acétate d'éthyle, qui constitue  un barrage infranchissable aux vapeurs  d'acide acétique et s'oppose d'une manière  absolue à la     montée    de l'acide vers le sommet  de la colonne;  20 une zone b où travaille le liquide en  traîneur supplémentaire insoluble dans l'eau.

    Le rôle     .de    ce liquide entraîneur supplémen  taire est de s'emparer de l'eau apportée: par       l'aec>tate    d'éthyle situé sur les plateaux     sous-          jacents    et de     l'amener    jusqu'au sommet de la  colonne et, de là, dans le condenseur;

   après  condensation des vapeurs dans ce dernier, on  obtient dans le décanteur C une séparation  parfaite du mélange     hétéro-azéotropique,     même si on se trouve éventuellement en pré  sence de petites     quantités    de corps     très,    solu  bles dans l'eau, comme l'acétone, l'acétal  déhyde ou le méthanol, qui auraient     empêché     la décantation dans le cas de l'acétate d'éthyle  employé seul.      Un autre avantage de ce mode opéra  toire réside dans le fait que la couche aqueuse  soutirée du décanteur par     le    tuyau 3 ne con  tient pas trace d'acide acétique ni d'entraî  neur et peut, par     suite,    être rejetée.

   Le pro  duit déshydraté (acide acétique ou mélange  d'acide et anhydride), entièrement débarrassé  d'entraîneur, s'écoule à la base de la colonne  par le tuyau 5.  



  Comme liquide entraîneur- supplémentaire,  on peut utiliser certains hydrocarbures ali  phatiques ou aromatiques. C'est ainsi     qu'une     essence sélectionnée bouillant entre des limi  tes de températures très resserrées, par  exemple 84-85   C, convient particulière  ment bien pour l'exécution du procédé. Une  telle essence entraîne 6,5 % d'eau qui se sé  pare en totalité dans le décanteur; elle per  met ainsi une déshydratation extrêmement  efficace. Dans ce cas, l'existence, dans la co  lonne, des deux zones de travail mentionnées  ci-dessus est extrêmement nette, à ce point       (lue    les vapeurs condensées ne contiennent  pas trace d'acétate d'éthyle.  



  Toutefois, cette dernière condition n'est  nullement indispensable à la bonne marche  du procédé et l'on peut, sans inconvénient,  choisir comme entraîneur supplémentaire un  corps peu soluble dans l'eau, mais     .capable     de donner avec l'acétate d'éthyle et l'eau un  mélange azéotropique ternaire, susceptible de  très bien décanter. C'est le cas par exemple  du     cyclohexane    dont le point d'ébullition est  de 80,75   C et qui donne naissance avec  l'eau à la pression ordinaire ù un azéotrope  bouillant à 68,95   C et contenant 9 % d'eau.  



  En présence d'acétate d'éthyle, le     cyclo-          hexane    est capable de donner naissance à un  mélange ternaire     cyclohexane-acétate        d'éthyle-          eau,    bouillant à     63,5-64'    C seulement; ce  mélange contient 45% d'acétate d'éthyle et  6,8 %     d'eau.     



  Dans ce cas, c'est ce mélange ternaire       hétéro-azéotropique    qui se forme sur les pla  teaux supérieurs de la colonne au-dessus de  la, zone où se trouve le mélange binaire -eau  acétate d'éthyle qui, lui, bout à 70,45   C.    Malgré la présence d'acétate d'éthyle dans  le mélange     condensé,    on obtient, grâce à l'in  solubilité du     cyclohexane,    une décantation  parfaite, ,donnant naissance à une couche  aqueuse ne contenant pratiquement pas d'en  traîneur en dissolution -et pouvant, par     suite,     être directement rejetée sans récupération  préliminaire.  



  D'une façon générale, il suffit, pour  réaliser le procédé, de ménager dans la co  lonne A au-dessus de l'alimentation :en mé  lange à     traiter,    une dizaine de plateaux char  gés de mélange binaire ester-eau, surmontés  de cinq plateaux environ chargés de mélange  binaire     hydrocarbure-eau    (ou éventuellement  de mélange ternaire hydrocarbure ester-eau).  



  On a parlé plus haut de     l'utilisation    d'une  seule colonne. Il est évident qu'on ne change  en rien le     principe        @de    l'invention si on em  ploie un dispositif comprenant plusieurs co  lonnes, pourvu que les liaisons de ces colonnes  entre elles les amènent à travailler dans des  conditions analogues au travail d'une colonne       unique.     



  On a déjà proposé de concentrer les solu  tions aqueuses diluées d'acide acétique en les  soumettant tout d'abord à une extraction à  froid au moyen d'un solvant mixte constitué  par un mélange d'un ester, comme l'acétate  d'éthyle, et d'un hydrocarbure, comme le  benzène et en déshydratant l'extrait ainsi  obtenu par distillation au cours de laquelle  le     solvant    joue le rôle d'entraîneur d'eau.

   Ce  procédé ne saurait être rapproché du procédé  faisant l'objet de la présente invention, car,  dans le procédé connu, la colonne de déshydra  tation .est alimentée d'une façon continue,  non pas comme dans le procédé de la pré  sente invention par un mélange d'acide acé  tique et d'eau riche -en acide,     mais    par un  mélange     constitué        essentiellement    par du sol  vant mixte renfermant une très faible quan  tité d'acide acétique et d'eau.

   On est donc  conduit, dans le procédé antérieur, à soutirer  continuellement au     décanteur    une quantité de  solvant     mixte    correspondant, en quantité et  en     composition,    au solvant introduit pendant  le même temps dans la colonne, de sorte qu'il      est impossible de réaliser l'effet de classement  qui caractérise le présent procédé.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de déshydratation de liquides contenant de l'acide acétique, caractérisé par le fait que l'on soumet directement le liquide à. déshydrater, sans extraction préalable, dans un dispositif à distillation fractionnée continue à une distillation azéotropique en présence d'un ensemble de liquides entraî neurs ajoutés une fois pour toutes dans ledit dispositif et comprenant, d'une part, un ester acétique qui a pour rôle d'empêcher l'entraî nement de l'acide acétique dans les vapeurs et, d'autre part,

   un liquide entraîneur sup plémentaire sensiblement insoluble dans l'eau et formant avec cette dernière un mélange hétéro-azéotropique bouillant plus bas que l'azéotrope ester-eau. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé suivant la, revendication, ca ractérisé en ce que l'on opère dans une seule colonne :de distillation. 2. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que l'ester acétique est de l'acé tate d'éthyle. 3. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le liquide entraîneur supplé mentaire est une essence sélectionnée bouil lant entre des limites de température très resserrées. 4.

   Procédé suivant la, revendication, carac térisé en ce que le liquide entraîneur supplé- mentaire est une substance formant avec l'eau et l'ester acétique un mélange ternaire bouillant plus bas que l'azéotrope ester-eau. 5. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le liquide entraîneur supplé mentaire est du cyclohexane.