CH646942A5

CH646942A5 - Procede et appareillage pour realiser la premiere etape de separation de constituants d'un melange reactionnel obtenu lors de la synthese de la dimethylhydrazine asymetrique par le procede raschig.

Info

Publication number: CH646942A5
Application number: CH348081A
Authority: CH
Inventors: Guy Corteel
Original assignee: Europ Propulsion
Priority date: 1980-06-04
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1984-12-28
Also published as: CA1157420A; DE3121843A1; JPS5724346A; US4387005A; GB2077123A; FR2483913B1; FR2483913A1; GB2077123B

Description

La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour réaliser la première étape de séparation de constituants d'un mélange réactionnel obtenu lors de la synthèse de la diméthylhydrazine asymétrique par le procédé Raschig.

Le procédé Raschig de fabrication de la diméthylhydrazine asymétrique conduit à l'obtention d'une solution comportant environ, selon les conditions opératoires, pour 1 kg de solution:

— 1 à 2 mol d'ammoniac,

— 2 à 8 mol de diméthylamine,

— 0,01 à 0,1 mol de formaldéhydediméthylhydrazone,

— 0,4 à 0,8 mol de diméthylhydrazine asymétrique,

— 1 à 3 mol de chlorure de sodium,

— 0,2 à 0,8 mol de soude, et

— de l'eau.

C'est à partir de cette solution qu'il convient de récupérer une diméthylhydrazine asymétrique ayant des spécifications techniques précises.

Selon une technique connue, la première étape de cette récupération consiste à soumettre la solution à une opération de distillation visant à séparer, d'une part, les composés volatils (qui sont par définition la diméthylamine, l'ammoniac et la formaldéhydediméthylhydrazone) et, d'autre part, les composés non volatils (qui sont par définition la diméthylhydrazine asymétrique, le chlorure de sodium, la soude et l'eau).

Lorsque, pour réaliser cette première étape de récupération, on utilise une colonne à distiller classique, l'alimentation de ladite colonne doit s'effectuer dans une zone où, à l'équilibre, la concentration en composés volatils (notamment la diméthylamine) est importante, ce qui entraîne parfois une précipitation du chlorure de sodium (lequel est souvent, dans la solution de départ, à la limite de saturation) et le bouchage de la colonne.

Pour surmonter cette difficulté, on a déjà préconisé une technique consistant à réaliser, dans un appareillage de type évaporateur, une première séparation grossière de la solution de départ de façon à obtenir une phase gazeuse et une phase liquide, puis à introduire dans une colonne à distiller unique, d'une part, vers la tête de colonne, ladite phase gazeuse et, d'autre part, vers le bas de la colonne, ladite phase liquide. Compte tenu du caractère volontairement très grossier de la première séparation, la phase gazeuse contient des quantités importantes de non-volatils de sorte que la colonne à distiller doit comporter, entre les points d'introduction de la phase gazeuse et de la phase liquide, un nombre important de plateaux. Le procédé est conçu de façon que la concentration maximale du composé organique le moins volatil survienne dans la colonne de distillation entre les points d'introduction de la phase gazeuse et de la phase liquide.

La solution décrite ci-dessus est techniquement valable, mais présente l'inconvénient d'être relativement onéreuse sur le plan des investissements.

Il a été possible, selon la présente invention, de surmonter les difficultés signalées ci-dessus en utilisant un seul appareil de distillation, à condition que cet appareil soit constitué de trois tronçons:

— un tronçon central (B), vide, formant volume mort et recevant le fluide d'alimentation,

— un tronçon supérieur (C), réalisant uniquement la rectification des composés volatils contenus dans le mélange d'alimentation,

— un tronçon inférieur (A), dans lequel s'effectue l'épuisement desdits volatils.

L'alimentation en mélange de départ peut être réalisée soit à la base, soit vers le sommet de ce volume mort.

Lorsque l'alimentation est effectuée à la base du volume mort, la colonne fonctionne exactement comme la juxtaposition de deux colonnes. Lorsque l'alimentation est effectuée vers le sommet de ce volume mort, il est avantageux d'introduire la solution sous la forme d'un film ou de gouttelettes, de façon à réaliser certains échanges entre cette solution et les vapeurs présentes dans le volume mort.

Dans tous les cas, la partie basse (A) de la colonne à distiller aura deux ou trois plateaux théoriques et un taux de reflux de 3 à 7, la partie haute (C) de la colonne à distiller aura avantageusement sept à dix plateaux théoriques.

L'appareillage selon l'invention est représenté schématiquement surlafig. 1.

Sur cette fig. 1, on constate que la colonne à distiller est composée de trois tronçons repérés A, B et C. L'alimentation en solution se fait dans le tronçon B en un point quelconque entre le sommet du tronçon A et la base du tronçon B. Lorsque l'alimentation est réalisée à une certaine hauteur au-dessus du sommet du tronçon A, il est souhaitable de réaliser une grande surface d'échange entre la vapeur montant du tronçon A et ladite solution; pour cela, on peut utiliser, pour la solution, la technique du film tombant ou de la pulvérisation.

Le tronçon B ne comporte pas d'éléments internes de distillation (garnissage ou plateaux), il peut être d'un diamètre quelconque, égal à ou différent du diamètre des éléments A et C.

Le tronçon B a les fonctions suivantes:

— préévaporation éventuelle de l'alimentation,

— création d'un volume mort tampon permettant d'absorber une éventuelle dérive de fonctionnement des tronçons de distillation classique A et C; dans l'hypothèse d'une accumulation accidentelle de constituants organiques dans l'appareillage, ces constituants peuvent trouver place dans le tronçon B, sans risquer une précipitation gênante du chlorure de sodium.

L'exemple ci-après illustre l'invention.

Exemple:

On veut séparer un mélange contenant, pour 1 kg de mélange, 1,27 mol d'ammoniac, 4,38 mol de diméthylamine, 0,026 mol de

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formaldéhydediméthylhydrazone, 0,56 mol de diméthylhydrazine asymétrique, 33,9 mol d'eau, 2 mol de chlorure de sodium, 0,45 mol de soude.

L'appareillage est conçu de telle façon qu'il y ait:

— deux plateaux équivalents dans le tronçon A, s

— sept plateaux équivalents dans le tronçon C, et

— un volume mort B s'étendant sur environ la moitié de la hauteur totale de la colonne.

Le taux de reflux étant de 7, l'appareillage permet de récupérer la totalité de l'ammoniac et de la diméthylamine, 88% de la formaldéhydediméthylhydrazone en tête, et 99% de la diméthylhydrazine en pied sans précipitation de sel.

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1 feuille dessin

Claims

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REVENDICATIONS

1. Procédé pour réaliser la première étape de séparation de constituants d'un mélange réactionnel obtenu lors de la synthèse de la di-méthylhydrazine asymétrique par le procédé Raschig, caractérisé en ce qu'on soumet ledit mélange réactionnel à une distillation à taux de reflux faible, juste suffisant pour n'entraîner sous forme gazeuse que les parties volatiles du mélange accompagnées de faibles quantités d'eau et de diméthylhydrazine asymétrique, et que l'on soumet ladite phase gazeuse à une autre distillation de façon à séparer, sous forme liquide, les faibles quantités d'eau et de diméthylhydrazine asymétrique entraînées dans la phase gazeuse.
2. Appareillage pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une seule colonne comportant:

— une partie centrale vide, ou volume mort (B), recevant le mélange d'alimentation,

— un tronçon supérieur (C), réalisant la rectification des volatils du mélange, et

— un tronçon inférieur (A), dans lequel on épuise les volatils restants.
3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel:

— la partie inférieure (A) comporte deux ou trois plateaux théoriques,

— la partie supérieure (C) comporte environ sept à dix plateaux théoriques,

— la partie centrale vide (B) représente environ la moitié de la hauteur totale de la colonne.
4. Appareillage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'alimentation de la colonne est réalisée dans le volume mort à un niveau quelconque.
5. Appareillage selon l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'alimentation de la colonne est réalisée dans le volume mort de façon à assurer un certain contact entre la solution d'alimentation et les vapeurs provenant de la partie basse de la colonne.