Procédé pour l'obtention de substances chimiques par réaction chimique et distillation, comportant l'intervention ou la production incidente de matières corrosives au cours
de cette réaction et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention est relative aux procédés de fabrication, d'épuration ou de traitement de substances chimiques par réaction chimique et distillation avec intervention ou formation incidente de matières corrosives au cours de ladite réaction. Afin d'éviter la destruction rapide des appareils de distillation, ces procédés sont généralement exécutés en deux temps, la réaction et la distillation, ce qui donne lieu en pratique à de grandes pertes de temps.
I1 en est ainsi, notamment, dans la chloru- ration des hydrocarbures ainsi que dans la fabrication d'hydrocarbures chlorés à partir d'autres hydrocarbures chlorés, par décomposition de ces derniers suivie d'une distillation des produits obtenus. Pour la production des chioréthylènes à partir des chloréthanes, par exemple, il est usuel de procéder à la décomposition des chloréthanes dans une cuve où ils sont mis en contact avec un lait de chaux en présence de vapeur d'eau, les hydrocarbures chlorés qui se dégagent à l'état de vapeurs passent ensuite dans une colonne de -distillation. La longueur du temps nécessaire pour que la décomposition des chloréthanes soit complète, constitue un inconvénient sérieux.
I1 est possible d'effectuer les deux opérations dans un meme appareil en introduisant les chloréthanes dans une colonne de distillation où ils rencontrent le lait de chaux nécessaire à leur décomposition. Mais ce mode opératoire n'est pas avantageux, car la réaction a, sur les éléments métalliques de la colonne, des effets extrêmement corrosifs et il se produit en outre des dépôts incrustants qui provoquent des obstructions, d'où nécessité de fréquents arrêts et de la remise en état des parties corrodées ou bouchées de la colonne.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients par des moyens simples et peu coûteux. Elle repose sur l'observation du fait que c'est toujours au début de la réaction que se produisent les effets corrosifs et qu'il n'y a pas d'inconvénient à ce que la réaction se poursuive dans la colonne de distillation si celle-ci est soustraite aux effets nuisibles du début. Suivant l'invention, on arrive à ce résultat en effectuant le début de la réaction dans un appareil de réaction résistant à la corrosion, et en introduisant ensuite les produits fluides obtenus dans une colonne de distillation qui peut être en matériaux quelconques, par exemple en fonte, où la réaction s'achève, les produits de la distillation étant ensuite soumis à une rectification.
Le dispositif pour l'exécution du procédé suivant l'invention comporte, outre une colonne de distillation, un appareil de réaction préalable en matière résistant à la corrosion qui est relié, en un ou des points intermédiaires de ladite colonne, par deux conduits partant l'un du sommet, l'autre de la base dudit appareil, de façon que non seulement les vapeurs qui peuvent résulter de la réaction, mais aussi les produits liquides avec les réactifs non encore consommés, passent dans la colonne de distillation. L'appareil de réaction préalable peut consister en un simple récipient, par exemple en grès ou en métal émaillé, qui est avantageusement muni de plateaux ou d'un remplissage de matériaux inertes. I1 peut fonctionner en ruissellement ou en noyé, les plateaux et le remplissage pouvant être supprimés dans ce dernier cas.
Le dessin annexé représente, a' titre d'exemple, le schéma d'une installation conforme à l'invention pour la transformation de chloréthanes en chioréthylènes.
Sur le dessin, A désigne la colonne de distillation, par exemple une colonne à plateaux construite en fonte, et B l'appareil de réaction préalable, par exemple une colonne de plus petites dimensions, en matériaux résistant à la corrosion, dans laquelle sont injectés simultanément et de façon continue les chloréthanes, un lait de chaux et de la vapeur d'eau, respectivement par 1, 2 et 3. La colonne B est reliée en un ou des points intermédiaires de la colonne A par deux conduits, l'un, 4, pour les vapeurs, qui sont soumises à une rectification dans la partie supérieure de la colonne A, l'autre, 5, pour le liquide, qui s'écoule vers le bas à l'encontre d'un courant de vapeur d'eau injecté en 6.
La réaction commencée en B se poursuit sur les plateaux de la colonne A où le liquide achève sa transformation sous l'action du barbotage de la vapeur, le liquide résiduaire étant évacué en 7.
Le mélange de ehloréthylènes produits et de vapeurs de choréthanes non décomposés quitte la colonne A en 8 et est introduit en 9 au bas d'une colonne de rectification C, d'ou sortent en 10 les chloréthylènes rectifiés et en 11 le liquide contenant les chloréthanes et une fraction de chloréthylènes. Ce liquide est mis en contact avec une nouvelle quantité de chaux soit dans la colonne A, soit de préférence dans une colonne auxiliaire de réaction
D où l'introduction de lait de chaux se fait en 12 et éventuellement une injection de vapeur d'eau en 13. Les vapeurs s'échappant de l'appareil D sont ramenées par 9 dans la colonne de rectification C, tandis que le liquide retourne par 14 dans la colonne de distillation A.
La rapidité de la réaction étant la plus grande au début, il suffit en pratique de ne laisser séjourner que peu de temps les réactifs dans la colonne de réaction préalable B, la durée de ce séjour pouvant être réglés suivant les besoins en réglant l'alimentation par les conduits 1. 2 et 3. Le procédé peut être réalisé de façon continue, la durée de la campagne n'étant alors limitée que par l'accumulation d'impuretés amenées par le lait de chaux dans les appareils B et û. On peut y remédier en doublant ceux-ci d'appareils de réserve, en les munissant de sas de vidange ou en utilisant un lait de chaux soigneusement filtré, ces moyens pouvant également être combinés.
Dans l'application du procédé suivant l'invention à la transformation de chloréthanes en chloréthylènes, les réactions mises en train dans l'appareil B sont par exemple: 2 C-H3Cl3 t Ca(OH), CaCl2 + 2 H-O + 2 C > H2C12 2 C2H2Cl4 t Ca (011)2 CaCl2 + 21120 t 2 C, HCl3 2 C2HClG t Ca(O11)
2 = CaCl2 t 21120 + 2 C2Cl4
Ces réactions étant très vives au début, on atteint rapidement un taux de transformation des chloréthanes assez élevé (par exemple les 2/3) pour que des effets corrosifs ne soient plus à craindre, de sorte qu'après quelques minutes les produits liquides et gazeux peuvent passer dans la colonne A où les réactions se poursuivent sans inconvénient.
L'invention est également applicable à d'autres cas où l'on effectue une réaction chimique suivie d'une distillation, ou à des cas d'épuration où la décomposition qui se ferait normalement sur un plateau déterminé de la colonne de distillation est exécutée à l'extérieur de celle-ci, suivant l'invention, dans un appareil de réaction préalable, afin de préserver la colonne des corrosions ou des encrassages et d'en prolonger la durée de fonctionnement.
Ainsi, par exemple, dans la fabrication de chlorobenzènes par chloruration directe du benzène, les produits de chioruration, qui contiennent de l'acide chlorhydrique, des produits d'addition tels que les chlorures de benzène et des composés organométalliques, sont additionnés de soude caustique et distillés. Ici également on évite les corrosions de la colonne de distillation en provoquant le début de la réaction qui précède la distillation dans un appareil construit en matériaux résistants, relié à la colonne, de manière que la réaction se poursuive et s'achève dans celle-ci.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour l'obtention de substances chimiques par réaction chimique et distillation, comportant l'intervention ou la formation incidente de matières corrosives au cours de ladite réaction, caractérisé en ce que l'on effectue le début de la réaction, pendant lequel l'action corrosive est la plus à craindre, dans un appareil résistant à la corrosion et qu'on introduit ensuite les produits fluides obtenus dans une colonne de distillation où la réaction s'achève, les produits de la distillation étant ensuite soumis à une rectification.
Process for obtaining chemical substances by chemical reaction and distillation, comprising the intervention or incident production of corrosive materials during
of this reaction and device for carrying out this process.
The present invention relates to processes for the manufacture, purification or treatment of chemical substances by chemical reaction and distillation with intervention or incident formation of corrosive materials during said reaction. In order to avoid the rapid destruction of the distillation apparatus, these processes are generally carried out in two stages, the reaction and the distillation, which in practice gives rise to great losses of time.
This is the case, in particular, in the chlorination of hydrocarbons as well as in the manufacture of chlorinated hydrocarbons from other chlorinated hydrocarbons, by decomposition of the latter followed by distillation of the products obtained. For the production of chiorethylenes from chloroethanes, for example, it is customary to decompose the chloroethanes in a tank where they are brought into contact with a milk of lime in the presence of water vapor, the chlorinated hydrocarbons which form. evolve in the form of vapors then pass through a distillation column. The length of time required for the decomposition of the chloroethanes to be complete is a serious drawback.
It is possible to carry out both operations in the same apparatus by introducing the chloroethanes into a distillation column where they meet the milk of lime necessary for their decomposition. However, this procedure is not advantageous, since the reaction has, on the metallic elements of the column, extremely corrosive effects and in addition encrusting deposits occur which cause obstructions, hence the need for frequent stops and repairing corroded or clogged parts of the column.
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks by simple and inexpensive means. It is based on the observation of the fact that it is always at the start of the reaction that the corrosive effects occur and that there is no problem with the reaction continuing in the distillation column if that - here is removed from the harmful effects of the beginning. According to the invention, this result is achieved by carrying out the start of the reaction in a reaction apparatus resistant to corrosion, and then introducing the fluid products obtained into a distillation column which may be of any material, for example of melting, where the reaction ends, the products of the distillation then being subjected to rectification.
The device for carrying out the process according to the invention comprises, in addition to a distillation column, a preliminary reaction apparatus made of corrosion-resistant material which is connected, at one or more intermediate points of said column, by two conduits leaving the column. 'one from the top, the other from the base of said apparatus, so that not only the vapors which may result from the reaction, but also the liquid products with the reagents not yet consumed, pass into the distillation column. The preliminary reaction apparatus may consist of a simple container, for example made of stoneware or of enameled metal, which is advantageously provided with trays or with a filling of inert materials. I1 can operate in runoff or flooded, the trays and the filling can be removed in the latter case.
The appended drawing represents, by way of example, the diagram of an installation in accordance with the invention for the conversion of chlorethanes into chiorethylenes.
In the drawing, A designates the distillation column, for example a plate column constructed of cast iron, and B the pre-reaction apparatus, for example a column of smaller dimensions, made of corrosion-resistant materials, into which are injected simultaneously and continuously chlorethanes, a lime milk and water vapor, respectively by 1, 2 and 3. Column B is connected at one or more intermediate points of column A by two conduits, one , 4, for the vapors, which are subjected to rectification in the upper part of column A, the other, 5, for the liquid, which flows downwards against a stream of vapor d water injected in 6.
The reaction started in B continues on the trays of column A where the liquid completes its transformation under the action of the steam bubbling, the residual liquid being discharged at 7.
The mixture of produced ehlorethylenes and undecomposed chorethane vapors leaves column A at 8 and is introduced at 9 at the bottom of a rectification column C, from which exit at 10 the rectified chlorethylenes and at 11 the liquid containing the chloroethanes. and a fraction of chlorethylenes. This liquid is brought into contact with a new quantity of lime either in column A, or preferably in an auxiliary reaction column.
Hence the introduction of milk of lime takes place at 12 and possibly an injection of water vapor at 13. The vapors escaping from the apparatus D are returned by 9 to the rectification column C, while the liquid returns through 14 to distillation column A.
The rapidity of the reaction being the greatest at the beginning, it suffices in practice to leave the reagents only a short time in the preliminary reaction column B, the duration of this stay being able to be regulated according to the needs by adjusting the feed. via conduits 1, 2 and 3. The process can be carried out continuously, the duration of the campaign then being limited only by the accumulation of impurities brought by the milk of lime into the devices B and û. This can be remedied by doubling these reserve devices, by providing them with drain locks or by using carefully filtered milk of lime, these means also being able to be combined.
In the application of the process according to the invention to the transformation of chlorethanes into chlorethylenes, the reactions set in motion in apparatus B are for example: 2 C-H3Cl3 t Ca (OH), CaCl2 + 2 HO + 2 C> H2C12 2 C2H2Cl4 t Ca (011) 2 CaCl2 + 21 120 t 2 C, HCl3 2 C2HClG t Ca (O11)
2 = CaCl2 t 21120 + 2 C2Cl4
These reactions being very sharp at the beginning, one quickly reaches a rate of transformation of the chlorethanes high enough (for example the 2/3) so that corrosive effects are no longer to be feared, so that after a few minutes the liquid and gaseous products can pass to column A where the reactions proceed without inconvenience.
The invention is also applicable to other cases where a chemical reaction is carried out followed by distillation, or to cases of purification where the decomposition which would normally take place on a determined plate of the distillation column is carried out. outside the latter, according to the invention, in a preliminary reaction apparatus, in order to preserve the column from corrosion or fouling and to prolong its operating time.
So, for example, in the manufacture of chlorobenzenes by direct chlorination of benzene, the chlorination products, which contain hydrochloric acid, adducts such as benzene chlorides and organometallic compounds, are added with caustic soda and distilled. Here too corrosion of the distillation column is avoided by causing the start of the reaction which precedes the distillation in an apparatus made of resistant materials, connected to the column, so that the reaction continues and ends therein. .
CLAIMS:
I. Process for obtaining chemical substances by chemical reaction and distillation, comprising the intervention or incidental formation of corrosive materials during said reaction, characterized in that the start of the reaction is carried out, during which l Corrosive action is the most to be feared, in an apparatus resistant to corrosion and that the fluid products obtained are then introduced into a distillation column where the reaction is completed, the products of the distillation then being subjected to rectification.