Procédé de préparation d'anhydride phtalique La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'anhydride phtalique à partir d'acide phtalique, dans lequel l'eau combinée dans l'acide est éliminée par traitement par la chaleur, caracté risé en ce que le traitement par la chaleur est exé cuté en présence d'un acide aliphatique carboxylique, ayant de 2 à 8 atomes de carbone dans la molécule, tel que par exemple l'acide acétique, en une quantité comprise entre 0,1 et 2,0 moles dudit acide alipha tique par mole d'acide phtalique.
L'anhydride phtalique a acquis un succès indus triel considérable. Il peut être préparé par oxyda tion catalytique en phase vapeur de naphtaline ou d'orthoxylène. Dans certains cas, le produit brut ainsi obtenu peut être purifié par distillation ; ce pendant quand des impuretés telles que des phtalides sont présentes, la purification -est particulièrement difficile. On peut aussi préparer de l'acide phtalique par oxydation en phase liquide avec de l'acide ni trique de benzènes dialcoyliques inférieurs contenant une quantité notable de l'isomère ortho, et sépara tion ou concentration des acides phtaliques, puis convertir l'acide phtalique en anhydride phtalique.
Dans certains cas, le mélange des acides phtaliques peut être tel que, par chauffage et déshydratation de l'acide phtalique, on obtient un mélange liquide dont l'anhydride phtalique peut être retirée par filtration ou par extraction sélective à l'aide d'un solvant tel que l'acétone.
Des essais ont montré que dans le traitement par chauffage et distillation de l'acide phtalique pour préparer l'anhydride phtalique, il peut se produire une obstruction gênante de la colonne de distillation approximativement dans la région où la température est telle que l'anhydride phtalique se solidifie alors que l'eau reste à l'état de vapeur. Cela tend à don ner un produit de qualité inférieure, et de faibles rendements, et peut être particulièrement périlleux du point de vue du fonctionnement de l'appareil. L'in vention permet d'éliminer cet inconvénient.
Il est décrit ci-après en détail des exemples par ticuliers d'exécution du procédé selon l'invention. <I>Exemple 1</I> On emploie un mélange brut d'acides phtaliques pouvant être obtenu à partir d'orthoxylène du com- merce (à 88 % d'ortho, 4,7 % de méta, 1,5:
% de para et environ 6 % d'autres substances), par oxyda- tion avec de l'acide nitrique selon les méthodes con nues, ou par oxydation catalytique en phase liquide par l'air, en employant environ 75 parties en poids du xylène, 125 parties d'acide acétique glacial et environ 1-2 parties en poids de bromure de manga nèse comme catalyseur, à une température d'environ 180 à 190 C, sous une pression manométrique d'en viron 28,2 kg/cm@,
et en faisant passer de l'air au travers, à raison d'environ 2 litres à l'heure par gramme de la charge du réacteur, tout en agitant. L'acide phtalique solide produit peut être lavé avec de l'acide acétique glacial, de façon à donner un gâ teau de filtrage humidifié avec l'acide acétique.
Le mélange d'acide phtalique solide et d'acide acétique contenant 20% en poids d'acide acétique rapporté à l'acide phtalique, est chauffé dans une chaudière munie d'une colonne de distillation, avec reflux d'acide acétique, à la pression atmosphérique ; la déshydratation commence à une température de la chaudière d'environ 120 Il C et continue jusqu'à ce qu'une température de la chaudière de 2900 C soit atteinte (déshydratation terminée).
Le contenu de la partie supérieure de la colonne est distillé, la vapeur d'eau étant enlevée et l'acide acétique ra mené en arrière. Le chauffage est continué jusqu'à ce que toute l'eau de combinaison soit éliminée, ce qu'on peut constater sur un échantillon du contenu de la chaudière ou par l'absence d'eau dans la par tie supérieure de la colonne. Le contenu de la chau dière est retiré, filtré chaud pour séparer l'anhydride phtalique fondu des acides isophtalique et téréphta- lique solides. On purifie ensuite l'anhydride phta lique brut par distillation à une température des va peurs de 160 à 170 C sous une pression d'environ 25 mm de mercure.
De cette manière, on récupère environ 95 % du contenu en acide phtalique du mélange brut de la réaction d'oxydation, sous forme d'anhydride phta lique de pureté commerciale.
La présence de l'acide acétique facilite l'élimi nation de l'eau combinée dans l'acide phtalique dans des conditions de température et de pression qui con viennent, ou alternativement à une vitesse fixée, pour un ensemble donné de conditions de température et de pression. Un avantage majeur résultant de la pré sence d'acide acétique en quantité suffisante est qu'il ne se produit pas d'accumulation de corps solides dans la colonne de fractionnement. Ainsi, l'eau peut être éliminée rapidement et avec facilité, tandis que l'anhydride phtalique qui s'est vaporisé, est condensé et retourné à la chaudière.
Si l'on exécutait un tel procédé dans des condi tions sensiblement les mêmes, mais sans acide acéti que, la déshydratation se ferait plus lentement et il pourrait se produire un dépôt de corps solides dans la zone de température dans laquelle l'eau est encore à l'état de vapeur mais où l'anhydride phtalique se condenserait sous forme solide, dépôt interrompant de façon grave l'écoulement des substances; ce qui constituerait un danger pour le fonctionnement de la colonne. <I>Exemple 2</I> On opère comme à l'exemple 1, sauf que l'on emploie de l'acide isovalérique comme acide alipha tique, en proportion de 25 à 30 % en poids, rap porté à l'acide phtalique. On obtient des rendements semblables.
De plus, il y a encore un autre avantage du fait que l'acide valérique peut être condensé avec l'eau au-dessus de la colonne, l'acide liquide formant une phase séparée en contact avec l'eau liquide. La phase acide valérique est alors séparée et ramenée à la colonne de séparation.
On peut obtenir des résultats semblables en ap portant différentes modifications comme cela résulte de ce qui suit.
L'acide aliphatique monocarboxylique inférieur peut être l'acide acétique, l'acide propionique nor- mal, l'acide butyrique secondaire ou isobutyrique, les acides pentanoïque, hexanoïque heptanoïque ou octanoïque, qui sont stables dans le système ; on peut aussi utiliser des mélanges de ces acides. Le mélange traité peut contenir de 10 à 100 % envi ron d'acide phtalique.
L'anhydride phtalique brut peut être retiré comme produit de fond de la co lonne de déshydratation, dont l'anhydride phtalique peut être séparé par exemple par filtration pour en éliminer les impuretés solides ou par extraction sé lective par un solvant de cet anhydride. Comme solvants on peut employer par exemple l'acétone, la méthyl-éthyl-cétone, un mélange de méthyl-éthyl- cétone et de benzène, etc. La colonne de fraction nement est faite en une matière résistant à la corro sion, telle que l'acier inoxydable. Le chauffage et la distillation peuvent être effectués à une température, au bas de la colonne, de 120 à 300 C, de préfé rence de 120 à 180 C.
La température au sommet de la colonne est comprise entre 40 et 120 C, de préférence entre 90 et 1180 C, et la pression est de 50 à 800 mm de mercure, de préférence de 500 à 760 mm de mercure. La proportion de l'acide alipha tique inférieur à l'acide phtalique est comprise de préférence entre 0,5 et 1,5 mole d'acide aliphatique par mole d'acide phtalique.