CH223946A - Process for the production of aliphatic acids. - Google Patents

Process for the production of aliphatic acids.

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CH223946A
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    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/23Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups
    • C07C51/235Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of oxygen-containing groups to carboxyl groups of —CHO groups or primary alcohol groups

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Description

  

  Procédé de fabrication d'acides aliphatiques.    Il est     connu        'd'oxydeïr    les     aldéhydes    ali  phatiques, en particulier     l'acétaldéhyde,    préa  lablement diluée dans de l'acide acétique, par  un -courant d'air ou de gaz inertes contenant       urne    proportion d'oxygène plus ou moins éle  vée. On active généralement la     réaction    en uti  lisant des -catalyseurs tels que les sels de     ma.n-          ganès    e, -de cobalt, de cuivre, de cérium, etc.  



  Le plus souvent, on opère d'une manière       continue    en faisant     arriver        simultanément     l'aldéhyde et le gaz     contenant    l'oxygène dans       une        -cuve    à réaction munie d'un dispositif       d'agitation    qui permet une fine émulsion du  gaz et du liquide.  



  Généralement, les produits d'oxydation  obtenus sont séparés par distillation du  liquide qui s'échappe par     -débomdement    de, la  cuve à réaction -dans laquelle on envoie l'air  ou le gaz de réaction et     l'ald@éhyd@e    à oxyder.  



  Cette manière de procéder offre l'incon  vénient de soustraire une certaine quantité  de catalyseur au milieu     réactionnel    et de       comp:    '     ;uer    la     distillation.    en laissant se for-    merdes résidus dans les appareils d'évapora  tion, résidus qui     oint    une action     agressive    sur       les    métaux formant     l'appareillage    par suite  des dérivés     peroxydés    qu'ils     contiennent.     



  La présente invention a pour objet un  procédé qui permet d'éviter ces inconvénients  et également d'améliorer les rendements  obtenus.  



       ,Selon        ce    procédé, on fait passer de façon  continue, à     travems    le bain de liquide     renfer-          maut    le, catalyseur et de l'acide identique à  l'acide à fabriquer, en même temps que l'on  introduit     l'aldéhyde    .dans     ce    bain de manière  continue, de l'oxygène et du ,gaz inerte,     afin     d'éliminer du bain les produits -de la réac  tion en les entraînant par le courant gazeux.

    De     préférence,    on règle     l'intensité    du cou  rant     gazeux    de telle façon que la quantité  -d'acide entraînée et, condensée     corresponde    à  la quantité     fabriquée.    Ainsi le volume du li  quide -dans la cuve à réaction reste sensible  ment constant et le catalyseur n'est pas en  traîné hors de la cuve,     ce    qui permet à la.      fois d'en augmenter la proportion pour       atteindre    l'effet favorable souhaité et de faire       servir    indéfiniment le catalyseur introduit.  



  Les produits de la condensation peuvent  alors être séparés et     déshydratés    par distilla  tion, éventuellement en utilisant les principes  de la distillation     azéotropique.     



  Par     ailleurs,    on sait,     eri    ce qui     concerne     la fabrication d'acide acétique, qu'il est avan  tageux     d'effectuer    la     .réaction    d'oxydation de       l'acétaldéhyde    diluée dans l'acide     acétique    en  travaillant à une     température    modérée, par  exemple entre 30 et 60  . Au-dessus de     cette          température,    la quantité d'acide     carbonique     formé par combustion de     l'acétal.déhyde    croît       très    vite et les rendements diminuent.  



  Or, en opérant à     cette    température, un  courant d'air contenant     l'oxyg6ne    nécessaire  à l'oxydation de     l'acétaldéhyde,    n'est pas ca  pable d'emporter avec lui la     quantité    de va  peurs d'acide acétique     correspondant    à celle  qui a été formée.  



  C'est pourquoi,     principalemeent    dans le  cas où l'on opère à cette     température,    on peut  avec     avantage    faire     recirculer    dans la cuve  de réaction une     partie    au     moins    du     mélange     ,gazeux appauvri en oxygène, après qu'on l'a  débarrassé, comme il est indiqué 'ci-dessus,       des    produits de la réaction d'oxydation. On  réalise     aïusi    l'enlèvement total -de l'acide  acétique formé par l'oxydation de     l'acétal-          déhvde    dans le bain.  



  Cette manière d'opérer     est    utilisable  également dans le     cas    des aldéhydes alipha  tiques contenant plus de deux     atomes    de     car-          bone    dans la molécule.  



       Ci-après    sont     décrits,    en se référant au  dessin annexé, des exemples .de mise en  ouvre du procédé selon     l'invention.       <I>Exemple 1:</I>     Fabrieat-ion    de l'acide acé  tique.  



  Dans une cuve à réaction 1     (fig.    1) mu  nie d'un serpentin de chauffage et de refroi  dissement 2 et d'une turbine 3 permettant  une fine émulsion du gaz de la cuve dans  le liquide, on place une     tonne    -d'acide acé-    tique     cristallisable    contenant 25 kg     d'aoétal-          déhyde    et 1 kg     d'acétate    de manganèse.

   On       porte    je liquide à la température de 60   par       ,chauffage    au moyen -du     serpentin    et on en  voie pair le tuyau 4 un courant     d'air    corres  pondant     à'270        m$        îà    l'heure et par le tuyau 5  de     l'acétaldéhyde    à une     vitesse    de 150     kilos-          heure.        La        réaction    d'oxydation     s'amorce    et il  devient nécessaire de refroidir     aussitôt    en       

  admettant    de     l'eau        froide        dans    le serpentin 2,       afin    de     maintenir    la     température    de la cuve       vers    50  .  



  Les gaz chauds     sortant    de     l'oxydeur    par  le tuyau 6 sont     refroidis    dans le     condenseur     ,7, à la     eortie    duquel     les    gaz     pauvres    en oxy  gène,     séparés    dans la bouteille 10, sont     repris     par le     ventilateur    8, qui     les    refoule dans la  cuve     -d'oxydation    1 par le tuyau 9.

       Le    débit  du ventilateur $ est réglé à $00     me-heure,    dé  bit     suffisant    pour     extraire        tout        l'acide    formé       dans    la réaction a la     températwe    de 50  .  



  Dans la bouteille 10, le liquide     condensé,          ,qui    est     constitué    par un mélange de:    Acide acétique 97       Acéta,ldéhyde    2     %     Eau 1     %       se sépare des gaz     pauvres    qui sont     repris    par  le     ventilateur,    et     s'écoule        par    le tuyau 11 à       .raison    de 135     ki'los-heure.     



  Ce     liquide        est    introduit dans la     partie    mé  diane d'une colonne 12 en tête de laquelle on  retire par le tuyau 17     l'acétaldéhyde    qui est  renvoyée dans la cuve de réaction.

   A la base       s'écoule,    par le tuyau 13,     @de        l'acide        acétique          hydraté    à 98     %        environ    qui     est        déshydraté     <B>-</B> 7     6otropiquement        da        DS        *        une        deuxîème        colonne     25 chargée une fois pour     toutes        d'une    quan  tité     

  convenable    cl-un     entraîneur    comme l'acé  tate d'éthyle.  



       Le    mélange     azéotropique        acétate        d'éthyle-          eau,    après condensation en 26, est décanté en       2'8.        La    couche aqueuse     est        soutirée,    taudis  que la couche     supérieure,        constituée    principa  lement par -de l'acétate     d'éthyle,    est     rétrogra-          dée        continuellement    au sommet de la     colonne     25 par le tuyau 27.

        A la base de la colonne 25, on recueille en       ?9    l'acide acétique anhydre.  



  Le rendement total de l'oxydation est de  <B>98,6%.</B>  



  Par le tuyau 24, branché sur le refoule  ment du     ventilateur    8, il sort un     .ga.z    renfer  mant     encore    5 à 6 %     d'oxygène    qu'on .débar  rasse     des    vapeurs     d'acétaldéhyde    et d'acide  acétique qu'il renferme par simple lavage ou  par des moyens connus.    <I>Exemple Il:</I> Fabrication     @de    l'acide     pro-          pionique.     



  On utilise l'appareil représenté sur la  fi,.. 2.  



  Dans la cuve de réaction 1, on place une  tonne d'acide     propianique    -contenant 50 kg  de     propionaldéhyde    et 5 kg de     propionate     de     manganèse.     



  Le mélange étant chauffé à 75  , on in  troduit clans la cuve, d'une part, 125     kilos-          heure    de     propioualdéhyde    et, d'autre part,  200     ms-heure    ,d'air.  



  Une fois la réaction amorcée, on règle la  température ,du pied de cuve à 60   et on pro  voque l'élimination des produits formés par  entraînement au moyen du courant gazeux  provoqué par le ventilateur 8 dont le débit  est réglé à 750     ms-heure.     



  Le produit condensé en 7 et qui est cons  titué     pa.r    -de l'acide     propionique    renfermant  de la     propionatdéhyde    et une petite quantité  d'eau, est envoyé dans la     colonne    12 à la  base de laquelle on recueille en 13 l'acide       propionique    anhydre.  



  Au sommet de la colonne 12 s'échappe,  par le tuyau 14, un, mélange de     propion-          al.déhyde,    d'eau et d'acide     propionique    qui est       condensé    en 15 et partiellement     -rétrogradé     sur la colonne 12 par le     tuyau    16.

   Le reste  du condensai; est envoyé par le tuyau 17     -dans     la     partie    médiane d'une     colonne    1:8 à la base  de laquelle on recueille en 19 de l'acide     pro-          pion:ique    anhydre, taudis qu'en     tête    on tire en  22 un mélange -de     propionaldéhyde    et d'eau,  qui est séparé en ses     éléments    par des moyens  connus, la,     propio@naldéhyde    étant renvoyée  dans la cuve de réaction.    Le .rendement total de     l'oxydation        est     de     .9;8,7    %.  



  On ne     sort    pas du cadre     @de    l'invention en  apportant des modifications ,de détail au pro  cédé     décrit,    en     particulier    en effectuant  l'oxydation à une pression différente de la       pression    atmosphérique.



  Process for the production of aliphatic acids. It is known 'to oxidize aldehydes ali phatic, in particular acetaldehyde, previously diluted in acetic acid, by a stream of air or inert gases containing a more or less high proportion of oxygen. . The reaction is generally activated by using catalysts such as salts of magnesium, cobalt, copper, cerium, etc.



  Most often, the operation is carried out continuously by simultaneously bringing the aldehyde and the gas containing oxygen into a reaction vessel fitted with a stirring device which allows a fine emulsion of the gas and the liquid.



  Generally, the oxidation products obtained are separated by distillation from the liquid which escapes by -debomdement from the reaction vessel -in which the air or the reaction gas and the aldehyde to be oxidized are sent. .



  This procedure has the drawback of removing a certain amount of catalyst from the reaction medium and of comp: '; uer the distillation. by leaving residues to form in the evaporation apparatus, residues which have an aggressive action on the metals forming the apparatus as a result of the peroxide derivatives which they contain.



  The present invention relates to a process which makes it possible to avoid these drawbacks and also to improve the yields obtained.



       According to this process, the liquid bath contains the catalyst and the acid identical to the acid to be produced, at the same time as the aldehyde is introduced in the process. this bath continuously, oxygen and inert gas, in order to remove the reaction products from the bath by entraining them by the gas stream.

    Preferably, the intensity of the gas stream is adjusted such that the amount of acid entrained and condensed corresponds to the amount produced. Thus the volume of the liquid in the reaction vessel remains substantially constant and the catalyst is not dragged out of the vessel, which allows the. times to increase the proportion to achieve the desired favorable effect and to serve indefinitely the catalyst introduced.



  The condensation products can then be separated and dehydrated by distillation, optionally using the principles of azeotropic distillation.



  Furthermore, it is known, as regards the manufacture of acetic acid, that it is advantageous to carry out the oxidation reaction of acetaldehyde diluted in acetic acid by working at a moderate temperature, for example example between 30 and 60. Above this temperature, the quantity of carbonic acid formed by combustion of acetaldehyde increases very quickly and the yields decrease.



  Now, by operating at this temperature, a current of air containing the oxygen necessary for the oxidation of acetaldehyde is not capable of carrying with it the quantity of acetic acid vapor corresponding to that that was formed.



  This is why, mainly in the case where one operates at this temperature, it is possible with advantage to recirculate in the reaction vessel at least part of the mixture, gaseous depleted in oxygen, after it has been removed, as indicated above, products of the oxidation reaction. The complete removal of the acetic acid formed by the oxidation of acetaldehyde in the bath is also carried out.



  This way of operating can also be used in the case of aliphatic aldehydes containing more than two carbon atoms in the molecule.



       Hereinafter are described, with reference to the accompanying drawing, examples of implementation of the process according to the invention. <I> Example 1: </I> Manufacture-ion of acetic acid.



  In a reaction vessel 1 (fig. 1) fitted with a heating and cooling coil 2 and a turbine 3 allowing a fine emulsion of the gas from the vessel in the liquid, one tonne is placed. crystallizable acetic acid containing 25 kg of aoetaldehyde and 1 kg of manganese acetate.

   The liquid is brought to the temperature of 60 by heating by means of the coil and through pipe 4 a current of air corresponding to '270 m $ per hour is seen and through pipe 5 acetaldehyde at a speed of 150 kilograms per hour. The oxidation reaction begins and it becomes necessary to cool immediately by

  admitting cold water into coil 2, in order to maintain the temperature of the tank around 50.



  The hot gases leaving the oxidizer through the pipe 6 are cooled in the condenser, 7, at the exit of which the low-oxygen gases, separated in the bottle 10, are taken up by the fan 8, which forces them back into the tank. -oxidation 1 through pipe 9.

       The flow rate of the fan $ is set at $ 00 me-hour, sufficient flow rate to extract all the acid formed in the reaction at a temperature of 50.



  In bottle 10, the condensed liquid, which is made up of a mixture of: Acetic acid 97 Aceta, ldehyde 2% Water 1% separates from the poor gases which are taken up by the fan, and flows through pipe 11 to . of 135 ki'los-hour.



  This liquid is introduced into the middle part of a column 12 at the top of which the acetaldehyde is withdrawn via pipe 17, which is returned to the reaction vessel.

   At the base flows, through pipe 13, approximately 98% hydrated acetic acid which is dehydrated <B> - </B> 7 6otropically from DS * a second column 25 loaded once and for all with an amount

  suitable as an entrainer such as ethyl acetate.



       The ethyl acetate-water azeotropic mixture, after condensation at 26, is decanted at 2'8. The aqueous layer is withdrawn, while the top layer, consisting mainly of ethyl acetate, is continuously downgraded to the top of column 25 through pipe 27.

        At the base of column 25, anhydrous acetic acid is collected at 9.



  The total oxidation yield is <B> 98.6%. </B>



  Via pipe 24, connected to the discharge of fan 8, it exits a .ga.z containing still 5 to 6% of oxygen which is removed from the vapors of acetaldehyde and acetic acid which it contains. contains by simple washing or by known means. <I> Example II: </I> Manufacture @de propionic acid.



  The apparatus shown in Fig. 2 is used.



  In the reaction vessel 1 is placed one ton of propianic acid - containing 50 kg of propionaldehyde and 5 kg of manganese propionate.



  The mixture being heated to 75, is introduced in the tank, on the one hand, 125 kilograms-hour of propioualdehyde and, on the other hand, 200 ms-hour, of air.



  Once the reaction has started, the temperature is adjusted from the bottom of the tank to 60 and the elimination of the products formed is caused by entrainment by means of the gas stream caused by the fan 8, the flow rate of which is set at 750 ms-hour.



  The product condensed in 7 and which is constituted by propionic acid containing propionatedehyde and a small quantity of water, is sent to column 12 at the base of which the propionic acid is collected in 13. anhydrous.



  At the top of column 12 escapes, through pipe 14, a mixture of propion-aldehyde, water and propionic acid which is condensed in 15 and partially downgraded on column 12 through pipe 16 .

   The rest of the condensate; is sent by pipe 17 -in the middle part of a 1: 8 column at the base of which anhydrous propionic acid is collected in 19, slum which at the head is drawn into 22 a mixture - of propionaldehyde and water, which is separated into its elements by known means, the propionaldehyde being returned to the reaction vessel. The total oxidation yield is 9.18.7%.



  It does not depart from the scope of the invention by making modifications in detail to the process described, in particular by carrying out the oxidation at a pressure other than atmospheric pressure.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication d'acides alipha tiques par oxydation des al.délhydes co!rre@s- pondantes au moyen d'oxygène gazeux dans un bain de liquide renfermant un catalyseur et de l'acide identique à l'acide à fabriquer, caractérisé en -ce que l'on fait passer de fa çon continue à travers ce bain., en même temps que l'on introduit l'aldéhyde dans ce bain de manière continue, : CLAIM Process for the manufacture of aliphatic acids by oxidation of the corresponding dehydrated salts by means of gaseous oxygen in a liquid bath containing a catalyst and acid identical to the acid to be manufactured, characterized in that we pass continuously through this bath., at the same time as we introduce the aldehyde in this bath continuously,: de l'oxygène et ,du gaz inerte, afin d'éliminer -du bain les pro duits de la réaction. en les entraînant par le courant gazeux. SOUS-REVENDICATIONS 1. oxygen and inert gas in order to remove the reaction products from the bath. by entraining them by the gas current. SUB-CLAIMS 1. Procédé selon la revendication, carac- téris6 en ce que l'on règle l'intensité du cou r- rant gazeux de manière que la quantité d'acide entraînée corresponde à la quantité d'acide produite et que le volume du bain reste constant. 2. Process according to claim, characterized in that the intensity of the gas current is regulated in such a way that the quantity of acid entrained corresponds to the quantity of acid produced and the volume of the bath remains constant. 2. Procédé selon la revendication, ,carac térisé en ce "que l'on soumet à un Tefroidiss,e- menrt le -courant gazeux quittant le -bain, afin ,de provoquer la condensation ides, pmoduits qu'il a entraînés. Process according to claim 1, characterized in that "that the gas stream is subjected to cooling, leaving the bath, in order to cause the condensation of the products which it has entrained. 3,. Procédé selon la revendication et la oous-revendication 2, caractérisé en ce qu'après le refroidissement, on renvoie :de fa çon @co:ntinue dans le bain une partie au moins <B>'du</B> courant gazeux. 4. 3 ,. Process according to Claim and Sub-Claim 2, characterized in that after cooling, at least part of the gas stream is returned to the bath: @co: ntinue. 4. Procédé selon la revendication et la, sous-revendication 2, -caractérisé en -ce que l'on sépare l'aldéhyde et l'acide contenus .dans les produits condensés et qu'on les @dés- hydrate. 5. A process according to claim and sub-claim 2, characterized in that the aldehyde and acid contained in the condensed products are separated and dehydrated. 5. Procédé selon la revendication et les sous-revendicatione 2 et 4, .caractérisé en ce que l'on opère la séparation et la déshydra tation par distillation. 6. Procédé selon la revendication et las sous-revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on effectue au moins une déshydrata- tion par distillation azéotropique. ?. Process according to Claim and sub-Claim 2 and 4, characterized in that the separation and dehydration are carried out by distillation. 6. Method according to claim and las sub-claims 2 to 5, characterized in that one carries out at least one dehydration by azeotropic distillation. ?. Procédé selon la revendication, camac- térisé en ce qu'on exécute l'oxydation à une pression différente de la pression atmosphé- rique. A process as claimed in claim, characterized in that the oxidation is carried out at a pressure other than atmospheric pressure.
CH223946D 1940-03-23 1941-02-20 Process for the production of aliphatic acids. CH223946A (en)

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