FR2492369A1 - Procede de production d'acrylate d'ethyle - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PRODUCTION D'ACRYLATE D'ETHYLE OU L'ON FAIT REAGIR DE L'ETHYLENE ET DE L'ACIDE ACRYLIQUE EN PRESENCE D'ACIDE SULFURIQUE. SELON L'INVENTION, ON FAIT PASSER LA PARTIE RESTANTE DU RESIDU D'ACIDE SULFURIQUE OBTENU A LA SEPARATION EN ACRYLATE D'ETHYLENE BRUT ET RESIDU D'ACIDE SULFURIQUE, A UN EVAPORATEUR 26 A FILM BALAYE QUI EST CHAUFFE DANS SA SECTION INITIALE DE FACON QUE LE RESIDU D'ACIDE SULFURIQUE ATTEIGNE 149 A 182C ET REFROIDI DANS SA SECTION DE RETRAIT POUR REFROIDIR LE RESIDU D'ACIDE SULFURIQUE A ENVIRON 110 A 138C, ET ON RETIRE L'ACIDE SULFURIQUE REFROIDI DU PROCEDE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA PRODUCTION D'ACRYLATE D'ETHYLE.
Description
La présente invention concerne un procédé pour la production en continu d'acrylate d'éthyle.
Des procédés pour la production d'acrylate d'éthyle par interaction d'acide acrylique avec de i1 éthylène en présence d'acide sulfurique sont bien connus ; on peut par exemple se référer au brevet US n0 3 703 539 du 21 Novembre 119agi au nom de DiLiddo ; au brevet US nO 3 539 621 du 10 Novembre 1970 au nom de Cipollone et autres ; et au brevet US nO 3 894 076 du 8 Juillet 1975 au nom de Van Duyne et autres. Comme cela est décrit dans ces références et d'autres encore, on pense que la réaction comporte d'abord la formation de sulfates inter médiaires par la réaction d'éthylène avec l'acide sulfurique.
Ces sulfates réagissent alors avec l'acide acrylique pour former l'acrylate d'éthyle. Pour obtenir un produit avec de bons rendements totaux avec de fortes efficacités en carbone, l'éthylène, l'acide acrylique et l'acide sulfurique n'ayant pas réagi doivent Entre recyclés vers le réacteur.
Les temps de résidence de certains de ces réactifs peuvent Autre suffisamment longs pour produire la formation de produits partiellement polymériigs pouvant boucher l'équipement du procédé. De plus, ces procédés opérant sur une base continue pendant de longues périodes de temps, produisent des impuretés dans le système réactionnel qui doivent Titre efficacement retires. La présente invention offre un procédé efficace pour l'enlèvement de telles impuretés en traitant le résidu d'acide sulfurique d'une façon particulière tout en retirant en mame temps les initiateurs de polymérisation du système réactionnel0
Dans l'industrie chimique, il est courant d'utiliser un évaporateur à film balayé pour le traitement de solutions très visqueuses et pour un évaporateur sous vide.On peut citer, comme exemple typique d'unités que lon peut utiliser et qui sont connues, les types décrits dans un rapport en trois parties dans Chemical Engineering, du 13 Septembre 1965,~pages 175-190 et intitulé "Agitated Thin-Film
Evaporators".Des modifications de ces types d'évaporateur sont décrites par exemple dans le brevet US n 3 292 683 intitulé "Viped Falling Film Evaporator" du 20 Décembre 1966 au nom de Buchi et autres ; dans le brevet US n 3 464 478 intitulé "Horizontal-Type High Vacuum Film Evaporator For
Highly Viscous Solutions" du 2 Septembre 1969 au nom de Tomohane Veda et autres ;dans le brevet US n 3 695 327 intitulé "Wiped Thin Film Evaporation and Treatment Processn du 3 Octobre 1972 au nom de Widmer ; entre autres. Cet équipement est normalement utilisé pour séparer les matériaux très visqueux des matériaux volatils avec pour obJectif de séparer les matériaux aux plus fortes efficacités et dans le minimum de temps.Dans ces conditions, ces évaporateurs sont maintenus aux températures les plus élevées possible pendant les temps les plus efficaces,
Aucun des procédés et des équipements connus dans le domaine des évaporateurs à film balayé n'utilise: l'évaporation et le refroidissement dans la ibie unité.Dans le procédé de production d'acrylate d'éthyle par la réaction d'éthylène et dtacide acrylique en présence d'acide sulfurique, c'est la technique consistant à chauffer les stades initiaux de l'dvaporateur et à refroidir la ou les dernières sections ou sections de retrait qui donne le procédé le plus efficace et le plus souhaitable pour séparer le résidu d'acide sulfurique trbs visqueux des produits volatils comme l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique, tout en maintenant la formation de mousse du matériau en évaporation à un minimum utile et contrôlable.
Dans l'industrie chimique, il est courant d'utiliser un évaporateur à film balayé pour le traitement de solutions très visqueuses et pour un évaporateur sous vide.On peut citer, comme exemple typique d'unités que lon peut utiliser et qui sont connues, les types décrits dans un rapport en trois parties dans Chemical Engineering, du 13 Septembre 1965,~pages 175-190 et intitulé "Agitated Thin-Film
Evaporators".Des modifications de ces types d'évaporateur sont décrites par exemple dans le brevet US n 3 292 683 intitulé "Viped Falling Film Evaporator" du 20 Décembre 1966 au nom de Buchi et autres ; dans le brevet US n 3 464 478 intitulé "Horizontal-Type High Vacuum Film Evaporator For
Highly Viscous Solutions" du 2 Septembre 1969 au nom de Tomohane Veda et autres ;dans le brevet US n 3 695 327 intitulé "Wiped Thin Film Evaporation and Treatment Processn du 3 Octobre 1972 au nom de Widmer ; entre autres. Cet équipement est normalement utilisé pour séparer les matériaux très visqueux des matériaux volatils avec pour obJectif de séparer les matériaux aux plus fortes efficacités et dans le minimum de temps.Dans ces conditions, ces évaporateurs sont maintenus aux températures les plus élevées possible pendant les temps les plus efficaces,
Aucun des procédés et des équipements connus dans le domaine des évaporateurs à film balayé n'utilise: l'évaporation et le refroidissement dans la ibie unité.Dans le procédé de production d'acrylate d'éthyle par la réaction d'éthylène et dtacide acrylique en présence d'acide sulfurique, c'est la technique consistant à chauffer les stades initiaux de l'dvaporateur et à refroidir la ou les dernières sections ou sections de retrait qui donne le procédé le plus efficace et le plus souhaitable pour séparer le résidu d'acide sulfurique trbs visqueux des produits volatils comme l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique, tout en maintenant la formation de mousse du matériau en évaporation à un minimum utile et contrôlable.
Le procédé selon l'invention comporte le traitement d'une partie mineure du résidu d'acide sulfurique dans un évaporateur à film balayé, fonctionnant dans des conditions inhabituelles dans la production de l'acrylate d'éthyle à partir d'éthylène et d'acide acrylique en présence d'acide sulfurique. Dans le cadre de l'invention, l'acrylate d'éthyle est produit en utilisant les étapes qui suivent
(a) réaction de l'éthylène et de l'acide acrylique
en présence d'acide sulfurique pour former un
produit réactionnel
(b) séparation du produit réactionnel en acrylate
d'éthyle brut et résidu d'acide sulfurique
(c) séparation de fractions légères de l'acrylate
d'éthyle brut et d'autres produits réactionnels
pour obtenir un acrylate d'éthyle partiellement
purifié
(d) séparation et récupération de l'acrylate d'éthyle
sensiblement pur à partir de l'acrylate d'éthyle
partiellement purifié, en laissant un résidu
d'acrylate d'éthyle produit ; et
(e) recyclage d'une partie maJeure du résidu d'acide
sulfurique de l'étape (b) à l'étape (a)*
Selon l'invention, une partie mineure du résidu d'acide sulfurique de l'étape (b) passe à un évaporateur à film balayé qui est chauffé dans ses sections initiales afin que le résidu d'acide sulfurique atteigne une température comprise entre environ 149 et environ 1820C et refroidi dans sa ou ses dernières sections ou sections de retrait pour refroidir le résidu d'acide sulfurique à une teipéra- ture comprise entre environ 110 et environ 138-C. âpres refroidissement, le résidu d'acide sulfurique est retiré du procédé.
(a) réaction de l'éthylène et de l'acide acrylique
en présence d'acide sulfurique pour former un
produit réactionnel
(b) séparation du produit réactionnel en acrylate
d'éthyle brut et résidu d'acide sulfurique
(c) séparation de fractions légères de l'acrylate
d'éthyle brut et d'autres produits réactionnels
pour obtenir un acrylate d'éthyle partiellement
purifié
(d) séparation et récupération de l'acrylate d'éthyle
sensiblement pur à partir de l'acrylate d'éthyle
partiellement purifié, en laissant un résidu
d'acrylate d'éthyle produit ; et
(e) recyclage d'une partie maJeure du résidu d'acide
sulfurique de l'étape (b) à l'étape (a)*
Selon l'invention, une partie mineure du résidu d'acide sulfurique de l'étape (b) passe à un évaporateur à film balayé qui est chauffé dans ses sections initiales afin que le résidu d'acide sulfurique atteigne une température comprise entre environ 149 et environ 1820C et refroidi dans sa ou ses dernières sections ou sections de retrait pour refroidir le résidu d'acide sulfurique à une teipéra- ture comprise entre environ 110 et environ 138-C. âpres refroidissement, le résidu d'acide sulfurique est retiré du procédé.
Le refroidissement de la dernière ou des dernières sections de retrait de l'évaporateur à film balayé élimine sensiblement la formation de mousse du résidu d'acide 4 sulfurique utilisé. Si le résidu d'acide sulfurique n'est pas refroidi, la formation de mousse dans ce résidu dans 1' évaporateur à film balayé peut Store suffisamment importante pour que la mousse puisse retourner en arrière par les conduites conduisant à ltévaporateur à film balayé, de la tour de distillation de récupération et/ou de la tour de distillation de finissage, nécessitant un arrêt du procédé.
Une autre caractéristique selon l'invention consiste à faire passer au moins environ 50% en poids du résidu d'acrylate d'éthyle produit de la tour de distillation de finissage en mEme temps que la partie mineure du résidu d'acide sulfurique que l'on obtient de la tour de distillation de récupération, à travers l'évaporateur à film balayé en utilisant les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus. L'acrylate d'éthyle produit et l'acide acrylique réactif peuvent être récupérés du traitement du résidu d'acide sulfurique et du résidu d'attlate d'éthyle produit dans l'évaporateur à film balayé.Les résidus restants contenant des initiateurs de polymérisation et autres impuretés dans l'évaporateur à film balayé sont retirés du système réactionnel pour assurer un fonctionnement régulier et continu pendant longtemps. Cela, en combinaison avec les autres perfectionnements décrits, donne des rendements et efficacités généraux améliorés du procédé selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 est un schéma simplifié de fonctionnement montrant la préparation de l'acrylate d'éthyle à partir d'éthylène et d'acide acrylique anhydre en présence d'acide sulfurique sensiblement anhydre, montrant l'utilisation d'un évaporateur à film balayé pour enlèvement d'une partie du résidu d'acide sulfurique utilisé et au moins environ 50X en poids du résidu d'acrylate éthyle produit de la tour de distillation de finissage ; et
- la figure 2 est une représentation schématique d'un évaporateur à film balayd qui chauffe l'alimentation du résidu d'acide sulfurique sur les sections initiales de l'évaporateur et refroidit les résidus d'acide sulfurique utilisé à la dernière ou aux dernières sections de retrait.
- la figure 1 est un schéma simplifié de fonctionnement montrant la préparation de l'acrylate d'éthyle à partir d'éthylène et d'acide acrylique anhydre en présence d'acide sulfurique sensiblement anhydre, montrant l'utilisation d'un évaporateur à film balayé pour enlèvement d'une partie du résidu d'acide sulfurique utilisé et au moins environ 50X en poids du résidu d'acrylate éthyle produit de la tour de distillation de finissage ; et
- la figure 2 est une représentation schématique d'un évaporateur à film balayd qui chauffe l'alimentation du résidu d'acide sulfurique sur les sections initiales de l'évaporateur et refroidit les résidus d'acide sulfurique utilisé à la dernière ou aux dernières sections de retrait.
Le procédé selon l'invention est schématiquement représenté sur la figure 1, où une combinaison d'un acide sulfurique fluide et sensiblement anhydre amené par la conduite 71 et d'éthylène amené par la conduite 12 est pulvérisée dans la tour 10 du réacteur et mélangée.
L'acide sulfurique fluide se compose de résidu d'acide sulfurique ou oueoesdistillation de la tour de distilla- tion 13 de récupération du produit en même temps que de l'acide sulfurique d'appoint ajouté par la conduite 14.
Le résidu d'acide sulfurique (quelquefois appelé dans l'industrie "acide noir'), récupéré de la tour de distillation de récupération 13 est un mélange de divers composés et contient de 1 t acide sulfurique, des sulfates intermSdi- aires de la réaction de l'éthylène et de l'acide sulfurique, de l'acyde acrylique n'ayant pas réagi, quelques petites quantités d'acrylate d'éthyle et divers autres composés.
Dans la tour 10, la réactiai principale importante est la réaction en phase liquide du liquide enrichi en éthylène avec de l'acide sulfurique pour donner les divers sels de sulfate intermédiaires comme l'hydrogénosulfate d'éthyle et le sulfate de diéthyle, qui réagissent ensuite avec l'acide acrylique, fourni par la conduite 15, pour former de l'acrylate d'éthyle. Bn mélange approprié du mélange réactionnel dans la tour 10 peut être obtenu par agitation mécanique ou recyclage du produit réactionnel.
(aucune technique de mélange n'est représentée sur les dessins). Le temps de résidence des réactifs dans la tour 10 doit être suffisant pour obtenir une réaction sensiblement complète (de préférence au moins à 90%) de lfdthyleneet de l'acide acrylique. Les températures dans la tour de réaction doivent être maintenues dans la gamme de l'ordre de 100 à environ 1500C et de préférence de 110 à 1300C et la pression doit être maintenue entre environ 6,895 et environ 20,684 bars, et de préférence entre 8,963 et 13,789 bars.
Les produits réactionnels deX tour10 sont retirés par la conduite 16 et passent à travers une soupape de détente (non représentée) et de là à la tour de distillation de récupération 13. La section de distillation de la tour 13 peut être d'une construction traditionnelle, et peut contenir une garniture, des plateaux du type tamis ou des plateaux à écoulement double. La section de distillation doit contenir un équivalent d'au moins quatre plateaux théoriques.
Une dépression est maintenue dans la tour 13 par un moyen traditionnel de façon que la pression soit de moins d'environ 200 mm de mercure absolus et comprise de préférence entre environ 20 et 150 mm de mercure absolus La température du four de distillation doit être maintenue entre environ 100 et environ 1700C, de préférence entre 110 et 1300C, et la température au-dessus de ce four doit être comprise entre environ 28 et environ 450C, de préférence entre 30 et 400C.
La conduite d'alimentation 17 vers la tour 13 est de préférence dirigée vers le tiers inférieur et mieux vers la base de la tour. Dans la tour 13, les fractions légères de l'acrylate d'éthyle brutcomposee's.principalement d'aorylate d'éthyle, de faibles quantités d'éthylène n'ayant pas réagi et d'autres matières incondensables, sont retirées par le haut, par la conduite 18 et passent vers la tour de distillation 19 des fractions légères (d'une conception traditionnelle). L'acrylate d'éthyle produit est partiellement purifié et retiré sous forme de résidu ou de queue de distillation par la ligne 20. Un courant composé prin cipalementd'éi2iylène n'ayant pas réagi est retiré de la tour 19 de distillation des fractions légères par la conduite 21 et peut être évacué ou recyclé (ce qui n'est pas représenté)vers la tour 10 du réacteur bien que s'il y a recyclage, un nettoyage pour retirer les oxydes de soufre soit recommandé. Comme on l'a noté ci-dessus, l'opération selon la présente invention a généralement pour résultat une très faible quantité d'éthylèoen1ayant pas réagi, les quantités d'éthylène retirées par la conduite 21 seront donc relativement faibles.L'acrylate d'éthyle produit et partiellement purifié récupéré par la conduite 20 est encore traité par fractionnement dans la tour de distilation de finissage 22 pour obtenir, par la conduite 23, un acrylate d'éthyle sensiblement pur ayant une pureté supérieure à 95%, de préférence de l'ordre de 99,9% ou plus.
Dans le fonctionnement de la tour de distillation de récupération 13, le temps de résidence doeproduits réactionnels à la base de la tour doit être aussi faible que possible parce qu'aux températures requises dans le rebouilleur pour la vaporisation, une légère polymérisation peut se produire. Il est souhaitable d'avoir un courant d'alimentation pauvre an acide acrylique amené à la tour de distillation de récupération, car cela produira une moindre formation de polymère
Le résidu d'acide sulfurique ou courant d'acide noir indiqué oi-dessus contenant l'acide sulfurique, les sulfates intermédiaires, l'acide acrylique n'ayant pas réagi et analogues, est retiré sous forme de résidu ou queue J distillation de la tour 13 de distillation de récupération par la conduite 24.Une purge d'une partie mineure du courant de queue de distillation ou du résidu d'acide sulfurique, représentant environ 1 à 5% en poids du résidu d'acide sulfurique total,est prise au moyen de la conduite 25 afin d'empêcher l'accumulation d'imp w tó dans le système. La partie majeure restante du résidu d'acide sulfurique peut être recyclée par la conduite Il vers la tour 10 en combinaison avec l'éthylène.
Le résidu d'acide sulfurique ou courant d'acide noir indiqué oi-dessus contenant l'acide sulfurique, les sulfates intermédiaires, l'acide acrylique n'ayant pas réagi et analogues, est retiré sous forme de résidu ou queue J distillation de la tour 13 de distillation de récupération par la conduite 24.Une purge d'une partie mineure du courant de queue de distillation ou du résidu d'acide sulfurique, représentant environ 1 à 5% en poids du résidu d'acide sulfurique total,est prise au moyen de la conduite 25 afin d'empêcher l'accumulation d'imp w tó dans le système. La partie majeure restante du résidu d'acide sulfurique peut être recyclée par la conduite Il vers la tour 10 en combinaison avec l'éthylène.
Cette partie du résidu d'acide sulfurique passe par la ligne 25 vers un évaporateur horizonttld film balayé 26 qui chauffe le résidu d'acide sulfurique i des températures comprises entre environ 149 et 1820C et de préférence entre 163 et 1770C dans la partieinitiale de 11 évaporateur 26. Aux dernières sections de retrait de l'évaporateur 26, le résidu d'acide sulfurique utilisé est refroidi à des températures comprises entre environ 110 et environ 1380C et de préférence entre 116 et 1320C pour retrait du système par la conduite 27.Pendant le traitement du résidu d'acide sulfuriqueet du résidu d'acrylate d'éthyle produitpour le procédé selon l'invention, l'évaporateur 26 est maintenu sous pression réduite entre environ 40 et environ 150 mm de mercure absolus et de préférence entre environ 50 et environ 80 mm de mercure absolus. L'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique peuvent être récupérés par la conduite 28 de l'évaporateur à film balayé 26.
Le processus préféré pour l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique retirés de l'évaporateur consiste à les recycler vers la tour 13 pour un retraitement (ce qui n'est pas représenté sur le dessin).
Lors du chauffage de l'évaporateur à film balayé afin d'élever la température du résidu à un niveau, de l'ordre de 149 à environ 1820C, qui est nécessaire pour récupérer les monomères ou produits disponibles du résidu d'acide sulfurique, une formation excessive de mousse dans l'unité de l'évaporateur, provoquée par l'émission des gaz associés à la décomposition du résidu complètement extrait, peut provoquer un arrêt temporaire de tout le système du fait du retour de la mousse vers la ligne 25 de la tour de distillation 15sou ou dans la ligne Il conduisant à la tour 10 ou aux lignes 30 et 29 vers la tour de distillation 22.
Le refroidissement de la ou des dernières sections de retrait de l'évaporateur 26, pour produire un résidu d'acide sulfurique ayant des températures comprises entre environ 110 et environ 1380C, élimine sensiblement le problème de formation de mousse. Cela a également pour résultat une amélioration de ltefficacité générale du procédé et une augmentation des rendements en acrylate d'éthyle en se basant sur l'acide acrylique, en comparaison au processus standard où aucune partie de l'évaporateur n'est refroidie.
Bien que cela ne soit pas représenté, l'addition d'un inhibiteur de polymérisation est généralement souhaitable quand on produit ou l'on purifie de l'acrylate d'éthyle.
De tels inhibiteurs sont bien connus et peuvent être des matériaux solubles dans le milieu réactionnel ou solubles dans le produit obtenu de la tour de distillation de récupération. On peut citer, comme inhibiteurs appropriés de polymérisation, l'hydroquinone, la phénothiazine, le méthyl éther de l'hydroquinone, la quinone et analogues
L'inhibiteur de polymérisation peut être introduit dans le récipient réactionnel dans le résidu d'acide sulfurique ou par toute autre partie appropriée du système. Il faut que l'inhibiteur soit ajouté aux conduites 18, 21 et 23.
L'inhibiteur de polymérisation peut être introduit dans le récipient réactionnel dans le résidu d'acide sulfurique ou par toute autre partie appropriée du système. Il faut que l'inhibiteur soit ajouté aux conduites 18, 21 et 23.
L'inhibiteur peut être ajouté à la conduite 18 d'où il est entrainé à la tour de distillation 19 de fractions légères puis à la tour de distillation de finissage 22 et dans le résidu de la tour de distillation de finissage 22.
Le résidu d'acrylate d'éthyle produit de la tour de distillation de finissage 22 contenant 1'inhibiteur de polymérisation est retiré par la conduite 29 et le résidu d'acrylate d'éthyle produit peut être subdivisé, au moins 50% en poids du résidu pouvant passer par la conduite 31 vers l'évaporateur h film balayé 26 pour une récupération des produits organiques comme l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique. Le. procédé préféré consiste à faire passer tour le résidu d'.acrylate d'éthyle produits vers l'évaporateur 26.Si seule une partie du résidu d'acrylate d'éthyle produit passe dans l'évaporateur 26, la partie restante peut passer par la conduite 30 vers la conduite 17 pour une combinaison avec les produits réactionnels ayant passé dans la tour de distillation de récupération 13, et enfin une combinaison avec le résidu d'acide sulfurique à recycler par la conduite 24 vers la tour 10. Si tout le résidu d'acrylate d'éthyle produit à la sortie de la tour de distillation de finissage est recyclé directement vers la tour de récupération 13, le résultat peut donner un degré important de salissement ou d'encrassement de la tour de distillation de récupération, provoqué par l'augmentation de viscosité de l'acide noir et la perte subséquente du polymère produit. En faisant passer le résidu d'acrylate d'éthyle produit de la tour de distillation de finissage à l'évaporateur à film balayé, on obtient une amélioration de l'efficacité générale du procédé, car l'encrassement de la tour de distillation de récupération est sensiblement diminué, et il se forme moins de polymère.
L'évaporateur à film balayé que i'on peut utiliser dans le procédé selon l'invention peut être une unité verticale ou horizontale. Pour la présente invention, on préfère une unité horizontale. Les types décrits dans un rapport en trois parties de ehemical Engineering, du 13
Septembre 1965, pages 175-190, et intitulé "Agitated
Thin-Film Evaporators" sont typiques des unités que l'on peut utiliser Le seul critère essentiel de 11 évaporateur à film balayé utilisé dans ce procédé est sa capacité de refroidir sa dernière section pour obtenir un résidu ayant des gammes spécifiques de température campe on l'a décrit ici.Normalement, l'utilisation d'un évaporateur à film balayé a pour but de séparer et de récupérer les matériaux à faible point d'ébullition des matériaux visqueux à fort point d'ébullition en utilisant autant de chaleur que possible sur autant de surface chauffante que possible pour obtenir et maintenir des hautes températures pour une séparation rapide et efficace. Dans ces conditions, onnh normalement pas à considérer le refroidissement d'une partie de la surface de traitement de l'évaporateur.Le problème unique selon l'invention dans le traitement de la combinaison du résidu d'aoide sulfurique visqueux et du résidu d'acrylate d'éthyle produit est la formation de mousse du résidu dans la ou les dernières sections de l'évaporateur à film balayé lors du chauffage à une température comprise entre environ 149 et environ 1820C. Ces températures sont nécessaires pour séparer eleicacement et effectivement l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique du résidu d'acide sulfurique. La formation d'une mousse du résidu traité peut être si importante que le matériau en mousse puisse retourner dans le système de purification, nécessitant l'arrêt du procédé.Cette formation de mousse peut être sensiblement éliminée en refroidissant la ou les dernières sections de retrait de l'évaporateur à des températures comprises entre environ 110 et 1380C. C'est en réalité un résultat surprenant qu'un évaporateur à film balayé puisse être utilisé efficacement en chauffant ses sections initiales et en refroidissant ses dernières sections.
Septembre 1965, pages 175-190, et intitulé "Agitated
Thin-Film Evaporators" sont typiques des unités que l'on peut utiliser Le seul critère essentiel de 11 évaporateur à film balayé utilisé dans ce procédé est sa capacité de refroidir sa dernière section pour obtenir un résidu ayant des gammes spécifiques de température campe on l'a décrit ici.Normalement, l'utilisation d'un évaporateur à film balayé a pour but de séparer et de récupérer les matériaux à faible point d'ébullition des matériaux visqueux à fort point d'ébullition en utilisant autant de chaleur que possible sur autant de surface chauffante que possible pour obtenir et maintenir des hautes températures pour une séparation rapide et efficace. Dans ces conditions, onnh normalement pas à considérer le refroidissement d'une partie de la surface de traitement de l'évaporateur.Le problème unique selon l'invention dans le traitement de la combinaison du résidu d'aoide sulfurique visqueux et du résidu d'acrylate d'éthyle produit est la formation de mousse du résidu dans la ou les dernières sections de l'évaporateur à film balayé lors du chauffage à une température comprise entre environ 149 et environ 1820C. Ces températures sont nécessaires pour séparer eleicacement et effectivement l'acrylate d'éthyle et l'acide acrylique du résidu d'acide sulfurique. La formation d'une mousse du résidu traité peut être si importante que le matériau en mousse puisse retourner dans le système de purification, nécessitant l'arrêt du procédé.Cette formation de mousse peut être sensiblement éliminée en refroidissant la ou les dernières sections de retrait de l'évaporateur à des températures comprises entre environ 110 et 1380C. C'est en réalité un résultat surprenant qu'un évaporateur à film balayé puisse être utilisé efficacement en chauffant ses sections initiales et en refroidissant ses dernières sections.
La figure 2 est une représentation schématique de ltévaporateur à film balayé 40 qui peut être utilisé dans la présente invention. Le résidu d'acide sulfurique est amené par les conduites 41 à l'évaporateur 40 qui contient diverses sections 42 à 47. Les sections 42 à 45 peuvent être chauffées par de l'huile chaude entrant dans la chemise ou enveloppe de la section 42 par la conduite 48, pour chauffer le résidu d'acide sulfurique à des températures comprises entre environ 149 et 1820C et de préférence entre environ 163 et 177qu. L'huile peut être retirée de la section 45 par la conduite 49 pour sa réutilisation.Les sections 46 et 47 peuvent être refroidies par un fluide de refroidissement tel que de la vapeur, de l'eau et analogue entrant par la conduite 50 pour refroidir le résidu d'acide sulfurique à des températures comprises entre environ 110 et environ 138 C, et de préférence entre environ 116 et environ 132 C. Il faut prendre soin que le fluide de rèfroi- dissement ne soit pas excessivement froid pour empêcher des contraintes thermiques résultant de la fatigue du métal et/ou des dégâts mécaniques de l'unité. Le fluide de refroidissement peut être retiré par la conduite 51 pour sa réutilisation. Le résidu d'acide sulfurique utilisé peut titre retiré de l'évaporateur 40 et du système par la conduite 52.L'acide acrylique réactif et l'acrylate d'éthyle produit peuvent autre récupérés par la conduite 53.
Pour illuster le procédé selon l'invention, en se référant à la figure 1, et en utilisant les conditions décrites, on ajoute 1385 kg par heure d'éthylène et 3561 kg par heure d'acide acrylique, à la tour 10 où sont recyclé 42168 kg par heure d'acide sulfurique fluide, avec 399 kg d 'appoint d'acide sulfurique anhydre. De la tour de distillation de récpération 13, on obtient, par en haut, par la conduite 18, 6440 kg par heure d'acrylate d'éthyle brut produit. Du fond de la tour 13, on retire 1264 kg par heure de résidu d'acide sulfurique, de l'acide sulfurique fluide de recyclage et on fait passer par l'évaporateur 26.
6440 kg par heure d'acrylate d'éthyle brut produit passent par la conduite 18 vers la tour de distillation de fractions légères 19. On récupère 71,3 kg par heure de fractions légères d;ans la conduite en surplomb 21 et 6333 kg par heure d'acrylate d'éthyle produit et partiellement purifié pas sent par la conduite 20 vers la tour de distillation de finissage 22. 4255 kg par heure d'acrylate d'éthyle purifié sont récupérés par la conduite 23 et 2080 kg par heure de résidu d'acrylate d'éthyle produit sont récupérés par la conduite 29, et passent par la conduite 31 vers l'évapora- teur 26.
On fait passer 1264 kg par heure de résidu d'acide sulfurique et 2080 kg de résidu d'acrylate d'éthyle produits par l'évaporateur 26. On récupère, en 28, de l'évaporateur 26, 2342 kg par heure d'acrylate d' éthyle et 97,5 kg par heure d'acide acrylique. Le matériau retiré de l'évaporateur et du système réactionnel représente 399 kg par heure d'acide sulfurique et 499 kg par heure d'acrylates polymériques parmi d'autres produits.
L'évaporateur à film balayé fonctionnait sous une pression réduite de 70 mm absolus.Les températures de l'huile utilisée dans les sections initiales de l'évapora- teur étaient maintenues entre environ 182 et 18800. Le fluide de refroidissement dans la ou les dernières sections de retrait de l'évaporateur était un condensat chaud (vapeur maintenue à des températures comprises entre 121 et 13200).
Bien entendu l'invention n'est nullement-limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui nta été donné qu'à titre d'exemple. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (4)
1. Procédé de production d'acrylate d'éthyle, du type comprenant les étapes de
(a) faire réagir de l'éthylène et de l'acide acrylique en présence d'acide sulfurique pour former un produit réactionnel
(b) séparer ledit produit réactionnel en acrylate d'éthyle brut et résidu d'acide sulfurique
(c) séparer les fractions légères dudit acrylate d'éthyle brut et d'autres produits réactionnels pour obtenir un acrylate d'éthyle partiellement purifié
(d) séparer et récupérer un acrylate d'éthyle senssibla4^ ment pur dudit acrylate d'éthyle partiellement purifié, en laissant un résidu d'acrylate d'éthyle produit ; et
(e) recycler une partie majeure dudit résidu d'acide sulfurique de l'étape (b) à l'étape (a), caractérisé en ce qu'on fait passer la partie restante dudit résidu d'acide sulfurique de l'étape (b) à un évapora- teur à film balayé (26) chauffé dans sa section initiale afin que ledit résidu d'acide sulfurique atteigne une température comprise entre environ 149 et environ 1820C, et refroidi dans sa section de retrait pour refroidir ledit résidu d'acide sulfurique à une température comprise entre 110 et 1380C, et en ce qu'on retire ledit résidu d'acide sulfurique refroidi dudit procédé.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du résidu d'acide sulfurique précité aux étages initiaux de l'évaporateur à film balayé (26) précité est comprise entre environ 163 et environ 1770C et en ce que la température dudit acide sulfurique aux dernière; sections ou sections de retrait dudit évaporateur est comprise entre environ 116 et environ 135?C.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer au moins 50% en poids du résidu d'acrylate d'éthyle produit vers l'évaporateur (26) précité et en chue le restant dudit résidu d'acrylate d'éthyle produit est recyclé vers l'étape de séparation (b) précitée.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que tout le résidu d'acrylate d'éthyle produit précité passe vers l'évaporateur précité.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8022497A FR2492369A1 (fr) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Procede de production d'acrylate d'ethyle |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2492369A1 true FR2492369A1 (fr) | 1982-04-23 |
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|---|---|---|---|
| FR8022497A Withdrawn FR2492369A1 (fr) | 1980-10-21 | 1980-10-21 | Procede de production d'acrylate d'ethyle |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2492369A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0299743A1 (fr) * | 1987-07-14 | 1989-01-18 | Hoechst Celanese Corporation | Récupération d'acide acrylique et/ou d'acrylate d'éthyle de l'acide noir |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3703539A (en) * | 1971-04-07 | 1972-11-21 | Goodrich Co B F | Preparation of esters of unsaturated monocarboxylic acids |
| US3894076A (en) * | 1974-01-24 | 1975-07-08 | Celanese Corp | Production of alkyl esters of unsaturated monocarboxylic acids |
-
1980
- 1980-10-21 FR FR8022497A patent/FR2492369A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3703539A (en) * | 1971-04-07 | 1972-11-21 | Goodrich Co B F | Preparation of esters of unsaturated monocarboxylic acids |
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