FR2833946A1 - Procede de preparation de lactame - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne la préparation de lactame par cyclisation d'esters et d'amides d'acide 6-aminocaproïque.Cette réaction est réalisée à l'état de vapeur et en présence d'un catalyseur solide tel que l'alumine.

Description

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PROCEDE DE PREPARATION DE LACTAME
La présente invention concerne la préparation de lactame par cyclisation d'esters et d'amides d'acide 6-aminocaproïque.

Les lactames aliphatiques, tels que notamment l'epsilon-caprolactame, sont des composés de base pour la préparation des polyamides (polyamide 6 à partir du caprolactame).

Un des moyens connus de préparer ces lactames consiste à effectuer une hydrolyse cyclisante des aminonitriles correspondants, plus particulièrement des aminonitriles aliphatiques non ramifiés, par passage en phase vapeur avec de l'eau sur un catalyseur solide.

Ainsi le brevet US 2 357 484 décrit un procédé de préparation en phase vapeur de lactame, consistant à faire passer un mélange d'eau et d'aminonitrile sur un catalyseur, tel qu'alumine activée, gel de silice ou acide borophosphorique.

Le brevet US 4 628 085 a proposé un procédé de préparation de lactames en phase vapeur, consistant à mettre en contact un aminonitrile aliphatique ou aromatique et de l'eau avec un catalyseur à base de silice, sous forme de particules sphériques ayant une surface BET supérieure à 250mug et un diamètre moyen de pores inférieur à 20 nm, et généralement en présence d'hydrogène et d'ammoniac.

Une autre voie possible d'accès au caprolactame consiste en une réaction de cyclisation des composés tels que l'acide 6-aminocaproïque, les esters d'acide 6aminocaproïque, le 6-aminocaproamide ou leurs mélanges.

Ainsi, les brevets W098/37063 et EP 1 028109 décrivent un procédé de cyclisation de ces composés en présence de vapeur surchauffée. Le brevet US 5 973 143 décrit également la cyclisation de ces composés en milieu liquide avec comme solvant un alcool.

Ces procédés sont réalisés en absence de catalyseur de cyclisation.

Un des objectifs de la présente invention est de proposer de réaliser la cyclisation de ces composés en présence de catalyseur.

Plus précisément, l'invention consiste en un procédé de préparation de lactame par cyclisation en phase vapeur d'un composé choisi dans le groupe comprenant les esters ou amides de l'acide 6-aminocaproïque ou leurs mélanges, caractérisé en ce que la réaction est réalisée en présence d'un catalyseur solide.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la réaction est réalisée en présence d'eau sous forme vapeur. Cette eau permet de limiter la production de sousproduits et de favoriser la récupération du caprolactame.

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Selon une caractéristique de l'invention, le catalyseur de l'invention est choisi dans le groupe comprenant les oxydes métalliques tels que les alumines, par exemple, les zéolithes, les argiles, les phosphates métalliques.

Ainsi, les argiles convenables pour l'invention sont notamment des phyllosilicates qui sont classés par groupes selon leur nature et leurs propriétés physico-chimiques, groupes parmi lesquels on peut citer les kaolins, les serpentines, les smectites ou montmorillonites, les illites ou micas, les glauconites, les chlorites ou vermiculits, les attapulgites ou sépiolites, les argiles à couches mixtes, les allophanes ou imogolites et les argiles à haute teneur en alumine.

Certaines argiles possèdent une structure lamellaire à réseau expansible. Elles présentent la particularité d'adsorber divers solvants, notamment l'eau, entre les feuillets qui les composent, ce qui provoque un gonflement du solide par suite de l'affaiblissement des liaisons électrostatiques entre les feuillets. Ces argiles appartiennent essentiellement au groupe des smectites (ou encore groupe de la montmorillonite) et pour certaines d'entre elles au groupe des vermiculits.

Leur structure est composée de feuillets élémentaires à trois couches : deux couches simples de tétraèdres Si04 dans lesquelles une partie du silicium peut être remplacée par d'autres cations en position tétraédrique tels que A13+ ou éventuellement Fe3+, et entre ces deux couches de tétraèdres, une couche d'octaèdres d'oxygènes au centre desquels se situent des cations métalliques tels que AI3+, Fe3+, Mg2+. Cette couche octaédrique est constituée d'un empilement compact d'oxygènes provenant soit des sommets des tétraèdres précédents soit de groupes hydroxyles OH. Le réseau hexagonal compact de ces oxygènes contient 6 cavités octaédriques.

Lorsque les cations métalliques occupent 4 de ces cavités (2 cavités sur 3 comme dans le cas de l'aluminium par exemple), la couche est dite dioctaédrique ; lorsqu'ils occupent toutes les cavités (3 cavités sur 3 comme dans le cas du magnésium par exemple), la couche est dite trioctaédrique.

Les feuillets élémentaires de ces argiles sont porteurs de charges négatives qui sont compensées par la présence de cations échangeables, alcalins tels que Li+, Na+, K+, alcalino-terreux tels que Mg2+, Ca2+, et éventuellement l'ion hydronium H3O+. Les smectites ont des densités de charge sur les feuillets inférieures à celles des argiles du type vermiculits : environ 0,66 charges par maille élémentaire contre 1 à 1,4 charges par maille élémentaire pour les vermiculits.

Les cations de compensation sont essentiellement le sodium et le calcium dans les smectites, le magnésium et le calcium dans les vermiculits. Du point de vue des densités de charges, smectites et vermiculits sont intermédiaires entre le talc et la pyrophyllite d'une part, dont les feuillets sont neutres et les micas d'autre part,

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caractérisés par une densité de charges importante sur les feuillets (environ 2 par maille élémentaire) compensée généralement par des ions K+.

Les cations interfoliaires des smectites et des vermiculites peuvent être assez facilement remplacés par échange ionique par d'autres cations tels, par exemple, des ions ammonium ou des ions de métaux alcalino-terreux ou de métaux de terres rares.

Les propriétés de gonflement des argiles dépendent de divers facteurs dont la densité de charge et la nature du cation de compensation.

Ainsi les smectites dont la densité de charge est plus faible que celle des vermiculites présentent des propriétés gonflantes nettement supérieures à celles de ces dernières, et constituent donc une classe très intéressante de solides. La distance répétitive ou espacement basal représente la distance la plus courte séparant deux motifs cristallographiquement identiques situés dans deux feuillets adjacents.

L'espacement basal des smectites peut ainsi atteindre par gonflement des valeurs allant de 1 nm environ à plus de 2 nm.

Parmi les silicates phylliteux gonflants du type smectites, on peut citer les principaux solides suivants de formule générale : (M1n+) x/n (M2) 2VI (tvt'V do (OH) 2 où M1 est le cation interfoliaire M2 est le métal en position octaédrique M3 est le métal en position tétraédrique x est le nombre de charges apportées par le cation M1 Les smectites dioctaédriques montmorillonite (H, Na, Cal/2) x (MgxAVI Si41V O10 (OH) 2 beidellite (H, Na, Ca) x At2VI (AIxSi4-x) IV do (OH) 2 nontrolite (H, Na, Ca1, 2...) x (Fe, AI) 2VI (AtxSi4-x) IV 010 (OH) 2 Les smectites trioctaédriques hectorite Nax (LixMg3-x) VI Si41V 010 (OH) 2 saponite Nax MgsV) (AixSi4-x) IV 010 (OH) 2 stevensite Na2x Mg3-xVI Si41V 010 (OH) 2
Après adsorption à saturation d'eau ou d'un solvant polaire organique dans une smectite, l'espacement interfoliaire (entre deux feuillets) est maximal. Il peut atteindre une valeur voisine de 1 nm.

Ces solides sont donc potentiellement intéressants en catalyse car leur surface spécifique et leur acidité potentielles sont élevées.

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Selon un mode préférentiel de l'invention, l'argile qui constitue le catalyseur de cyclisation des esters ou amides d'acide 6-aminocaproïque en lactame est une smectite.

Plus préférentiellement l'argile est la montmorillonite.

Certaines argiles ont malheureusement l'inconvénient de perdre leur caractère expansé par chauffage à 100 C et de ce fait de ne pas conserver l'augmentation de surface spécifique résultant de leur expansion. C'est le cas notamment des smectites.

Différentes méthodes ont été décrites dans l'art antérieur pour introduire entre les feuillets des smectites des piliers ou ponts pour obtenir des smectites pontées qui conservent un espacement interfoliaire élevé après avoir été soumises à un traitement thermique.

Une méthode consistant à introduire des ponts constitués par des oligomères d'un hydroxyde d'un métal, notamment d'hydroxyde d'aluminium, a été décrite par LAHAV, SHAMI et SHABTAI dans Clays and Clays Mineral, vol. 26 (n 2), p. 107-115 (1978) et dans le brevet français 2.394. 324. La formation de ponts constitués d'oligomères d'hydroxydes mixtes de silicium et de bore, est décrite dans le brevet US 4.248. 739. Une technique de pontage des smectites, par dialyse, à l'aide d'hydroxydes d'aluminium, de chrome, de zirconium et titane etc... est revendiquée dans le brevet EP 0.073. 718.

Ces méthodes consistent dans leur principe à mettre l'argile au contact d'une solution contenant des espèces ioniques plus ou moins oligomérisées du type hydroxyaluminique (dans le cas de l'aluminium). Cette opération est réalisée généralement en solution peu concentrée, à température inférieure à 80 C et si possible en l'absence de trouble constitué par un début de précipitation de l'hydroxyde métallique. Les concentrations de l'ion métallique et de l'argile doivent être optimisées pour qu'il y ait formation de suffisamment de piliers solides et que la porosité de l'argile ne soit pas fortement diminuée par l'insertion d'une trop grande quantité d'oxyde métallique.

Lorsque les ions interfoliaires alcalins ou alcalino-terreux sont remplacés par des protons soit directement à l'aide d'une solution très diluée, soit de préférence par échange avec un sel d'ammonium suivi d'une calcination entre 300 et 700 C, les smectites pontées acquièrent une acidité forte quoique inférieure globalement à celles des zéolithes classiques de type Y ou mordenite par exemple.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'argile utilisée comme catalyseur de cyclisation d'esters ou d'amides d'acide 6-aminocaproïque en lactame est pontée.

Selon une variante particulière de l'invention, le catalyseur peut comporter, outre une argile, un ou plusieurs autres composés métalliques, souvent appelés dopants, tels que par exemple des composés de chrome, de titane, de molybdène, de tungstène, de fer, de zinc. Parmi ces dopants les composés de chrome et/ou de fer et/ou de titane sont

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considérés comme les plus avantageux. Ces dopants représentent habituellement, en poids par poids d'argile, de 0 % à 10 % et de préférence de 0 % à 5 %.

Par composé métallique on entend aussi bien l'élément métal que l'ion métallique ou toute combinaison comprenant l'élément métal.

Une autre classe de catalyseur préféré de l'invention consiste dans un catalyseur articulaire obtenu par mise en forme d'au moins un oxyde minéral simple ou mixte d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, le tungstène, le molybdène, le fer, les terres rares.

Selon l'invention, le catalyseur particulaire comprend au moins une macroporosité caractérisé par un volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 500 A, supérieur ou égal à 5ml/1 OOg.

Cette macroporosité est formée avantageusement pendant le procédé de mise en forme des particules par des techniques décrites ci-dessous ou comme, par exemple, l'addition de porogène.

Le catalyseur peut être mis en oeuvre sous diverses formes telles que billes, concassés, extrudés en forme de granulés cylindrique creux ou pleins, de nid d'abeille, pastilles, la mise en forme pouvant éventuellement être réalisée à l'aide d'un liant.

Il peut s'agir tout d'abord de billes d'oxydes minéraux issues d'une mise en forme par oil-drop (ou coagulation en gouttes). Ce type de billes peut par exemple être préparé par un procédé similaire à celui décrit pour la formation de billes d'alumine dans les brevets EP-A-0 015 801 ou EP-A-0 097 539. Le contrôle de la porosité peut être réalisé en particulier, selon le procédé décrit dans le brevet EP-A-0 097 539, par coagulation en gouttes d'une suspension, d'une dispersion aqueuse d'oxyde minéral.

Les billes peuvent être également obtenues par le procédé d'agglomération dans un drageoir ou tambour tournant.

Il peut aussi s'agir d'extrudés d'oxydes minéraux. Ceux-ci peuvent être obtenus par malaxage, puis extrusion d'une matière à base de l'oxyde minéral. Le contrôle de la porosité de ces extrudés peut être réalisé par le choix de l'oxyde mis en oeuvre et par les conditions de préparation de cet oxyde ou par les conditions de malaxage de cet oxyde avant extrusion. L'oxyde minéral peut ainsi être mélangé lors du malaxage à des porogènes. A titre d'exemple, les extrudés peuvent être préparés par le procédé décrit dans le brevet US 3 856 708.

De manière semblable, des billes à porosité contrôlée peuvent être obtenues par addition de porogène et agglomération dans un bol tournant ou drageoir ou par le procédé'Oil-drop'.

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Selon une autre caractéristique de l'invention, les particules de catalyseur présente une surface spécifique supérieure à 10 m2/g et un volume poreux égal ou supérieur à 10 ml/100 g, le volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 500 A étant supérieur ou égal à 10 ml/100 g.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les particules de catalyseur présentent une surface spécifique supérieure à 50 m2/g.

Avantageusement, elles présentent un volume poreux total supérieur ou égal à

15 ml/100g avec un volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 200 A, supérieur ou égal à 15 ml/100g, de préférence supérieur ou égal à 20ml/100g.

Ces catalyseurs particulaires peuvent également comprendre au moins un élément choisi dans la liste consistant en le silicium, le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, le tungstène, le molybdène, le fer, les terres rares ou par dépôt et/ou adsorption d'au moins un composé oxygéné d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en les éléments appartenant aux groupes 1 à 16 de la classification universelle des éléments (nouvelle classification), cette liste incluant également les terres rares. Ces éléments ou composés sont déposés ou adsorbés sur le catalyseur articulaire.

Dans le mode opératoire comprenant un catalyseur articulaire poreux supportant des composés oxygénés d'éléments, ces éléments sont avantageusement choisis dans

la liste comprenant le silicium, le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, le tungstène, le molybdène, le phosphore, le bore, le fer, les alcalins, les alcalino-terreux, les terres rares. Le composé oxygéné est avantageusement un oxyde simple ou mixte de un ou plusieurs des éléments cités ci-dessus.

Dans ce mode de réalisation, le catalyseur poreux est de préférence un oxyde d'aluminium. Avantageusement, cette alumine présente les caractéristiques de surface spécifique et distribution de pores définis précédemment.

La concentration pondérale en composé oxygéné supporté sur un support poreux est avantageusement comprise entre 1000 ppm et 30% exprimée en masse d'élément du composé oxygéné par rapport à la masse totale du catalyseur. Cette concentration est plus préférentiellement comprise entre 0,5 % et 15 % en poids.

Quand les supports poreux correspondent à des alumines conformes à l'invention, celles-ci sont obtenues généralement par déshydratation de gibbsite, bayerite, nordstandite ou de leurs différents mélanges. Les différents procédés de préparation des alumines sont décrits dans l'encyclopédie KIRK-OTHMER, volume 2, pages 291-297.

On peut préparer les alumines mises en oeuvre dans le présent procédé par mise en contact d'une alumine hydratée, sous forme finement divisée, avec un courant de gaz chaud à une température comprise entre 400 C et 1000 C, puis maintien du contact entre l'hydrate et les gaz pendant une durée allant d'une fraction de seconde jusqu'à 10

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secondes et enfin séparation de l'alumine partiellement déshydratée et des gaz chauds.

On peut notamment se référer au procédé décrit dans le brevet américain US 2 915 365.

On peut également procéder à l'autoclavage d'agglomérés d'alumines obtenues précédemment, en milieu aqueux, éventuellement en présence d'acide, à une température supérieure à 100 C et de préférence comprise entre 150 C et 250 C, pendant une durée de préférence comprise entre 1 et 20 heures, puis à leur séchage et leur calcination.

La température de calcination est réglée de telle façon que l'on obtienne des surfaces spécifiques et des volumes poreux situés dans les zones de valeurs indiquées précédemment.

Les catalyseurs de l'invention ont avantageusement une surface spécifique supérieure à 50 m2/g.

En outre, ils présentent avantageusement des pores de diamètre supérieur à 0, 1 um, le volume poreux apporté par ces pores étant supérieur ou égal à 5ml/100g, avantageusement supérieur ou égal à 1 Oml/1 OOg.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ces catalyseurs comprennent également des pores de diamètre égal ou supérieur à 0,5 4m, le volume poreux correspondant étant égal ou supérieur à 5 ml/100 g, de préférence supérieur ou égal à 10 ml/100 g.

Ce volume poreux généré par les pores de diamètre supérieur à 500 A, de préférence supérieur à 0,1 ; nm et avantageusement supérieur à 0, 5 f. lm permet d'obtenir des catalyseurs à durée de cycle élevée en tant que catalyseur de la réaction de cyclisation d'esters ou d'amides d'acide 6-aminocaproïque en lactames. Ainsi, de tels catalyseurs peuvent être utilisés dans des procédés industriels de production de lactames.

Selon l'invention, les catalyseurs comprenant des composés oxygénés supportés par un catalyseur poreux sont obtenus, généralement par imprégnation du catalyseur, notamment de l'alumine, par une solution d'un sel ou composés des éléments cités précédemment, puis séchés et calcinés à une température égale ou supérieure à 400 C, pour transformer éventuellement et avantageusement lesdits composés ou sels en composés oxygénés, de préférence en oxydes.

Les oxydes sont déposés à la surface des pores du catalyseur poreux.

Dans un autre mode de réalisation, les composés d'éléments peuvent être ajoutés dans le matériau constituant le catalyseur poreux avant sa mise en forme ou au cours du processus de mise en forme.

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La calcination des catalyseurs imprégnés est de préférence réalisée sous atmosphère oxydante telle que l'air.

Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, le catalyseur peut être un

phosphate métallique de formule générale : (P04) n Hh M, (Imp) p dans laquelle : - M représente un élément divalent, trivalent, tétravalent ou pentavalent choisi dans les groupes 2a, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8,2b, 3a, 4a et 5a de la classification périodique des éléments ou un mélange de plusieurs de ces éléments ou M=O, - Imp représente un composé d'imprégnation basique constitué d'un métal alcalin ou alcalino-terreux, ou de mélanges de plusieurs de ces métaux, associé à un contreanion pour assurer la neutralité électrique, - n représente 1,2 ou 3, - h représente 0,1 ou 2, - p représente un nombre compris entre 0 et 1/3 et correspond à un rapport molaire entre l'imprégnant Imp et l'imprégné (PO) n Hh M.

Parmi les métaux des groupes 2a, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8,2b, 3a, 4a et 5a de la classification périodique des éléments, on peut citer notamment le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum, l'aluminium, le bore, le gallium, l'indium, l'yttrium, les lanthanides tels que le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le samarium, l'europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l'holmium, l'erbium, le

thulium, l'ytterbium et le lutécium, le zirconium, le titane, le vanadium, le niobium, le fer, le germanium, l'étain, le bismuth.

Parmi les phosphates de lanthanides, on peut distinguer une première famille qui regroupe les orhophosphates de terres rares légères, également dénommées terres rares cériques, incluant le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le samarium et l'europium. Ces orthophosphates sont dimorphiques. Ils présentent une structure hexagonale et évoluent vers une structure monoclinique, lorsqu'ils sont chauffés à une température de 600 à 800 C.

Une deuxième famille de phosphates de lanthanides regroupe les orthophosphates de gadolinium, de terbium et de dysprosium. Ces orthophosphates présentent la même structure que les orthophosphates de terres rares cériques, mais présentent en plus une troisième phase cristalline de structure quadratique à haute température (vers 1700 C).

Une troisième famille de phosphates de lanthanides regroupe les orthophosphates de terres rares lourdes, appelées également terres rares yttriques, incluant l'yttrium,

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l'holmium, l'erbium, le thulium, l'ytterbium et le lutécium. Ces composés cristallisent uniquement sous la forme quadratique.

Parmi les différentes familles d'orthophosphates de terres rares précitées, on fait appel préférentiellement aux orthophosphates de terres rares cériques.

On peut mettre en oeuvre des phosphates métalliques de formule précédente qui sont des mélanges de phosphates de plusieurs des métaux indiqués précédemment ou des phosphates mixtes de plusieurs des métaux indiqués précédemment ou encore des phosphates mixtes contenant un ou plusieurs des métaux indiqués précédemment et un ou plusieurs autres métaux tels que les métaux alcalins ou alcalino-terreux.

Les contre-anions entrant dans la formule du composé d'imprégnation Imp sont basiques. On peut notamment utiliser les ions hydroxyde, phosphate, hydrogénophosphate, dihydrogénophosphate, chlorure, fluorure, nitrate, benzoate, oxalate, sans que ces citations soient limitatives.

Le rapport molaire p est de préférence compris entre 0,02 et 0,2.

Si l'on se réfère aux techniques générales de préparation de phosphates (telles que décrites notamment dans"PASCAL P. Nouveau traité de chimie minérale" tome X (1956), pages 821-823 et dans"GMEUNS Handbuch der anorganischen Chemie" (8ème édition) volume 16 (C), pages 202-206 (1965), on peut distinguer deux voies principales d'accès aux phosphates. D'une part, la précipitation d'un sel soluble du métal (chlorure,

nitrate) par l'hydrogénophosphate d'ammonium ou l'acide phosphorique. D'autre part, la dissolution de l'oxyde ou du carbonate du métal (insolubles) avec de l'acide phosphorique, généralement à chaud, suivie d'une précipitation.

Les phosphates précipités obtenus selon l'une des voies indiquées peuvent être séchés, traités par une base organique (telle que l'ammoniaque) ou minérale (telle qu'un hydroxyde de métal alcalin) et être soumis à une calcination, ces trois opérations pouvant être réalisées dans l'ordre indiqué ou dans un ordre différent.

Les phosphates métalliques de formule précédente pour lesquels le symbole p est supérieur à 0, peuvent être préparés par imprégnation du composé (P04) n Hn M préparé selon l'une des techniques décrites précédemment, avec une solution ou une suspension de Imp dans un solvant volatil, tel que l'eau de préférence.

Les résultats sont d'autant meilleurs que Imp est plus soluble et que le composé (P04) n Hh M est plus fraîchement fabriqué.

Ainsi un procédé avantageux de préparation de ces phosphates consiste : a) à réaliser la synthèse du composé (P04) n Hh M ; puis de préférence sans séparer (P04) n Hh M du milieu réactionnel ; b) à introduire l'imprégnant Imp dans le milieu réactionnel ; c) à séparer l'éventuel liquide résiduel du solide réactionnel ;

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d) à sécher et éventuellement à calciner.

Les performances de ces catalyseurs et notamment leur résistance à la désactivation peuvent être encore améliorées par une calcination. La température de calcination sera avantageusement comprise entre 3000C et 1000 C et de préférence entre 4000C et 900 C. La durée de la calcination peut varier dans de larges limites. A titre indicatif, elle se situe généralement entre 1 heure et 24 heures.

Parmi les catalyseurs de formule (II) préférés dans le procédé de l'invention, on peut citer plus particulièrement le phosphate de lanthane, le phosphate de lanthane calciné, le phosphate de lanthane associé à un dérivé du césium, du rubidium ou du potassium, le phosphate de cérium calciné, le phosphate de cérium associé à un composé du césium, du rubidium ou du potassium, le phosphate de samarium associé à un composé du césium, du rubidium ou du potassium, le phosphate d'aluminium, le phosphate d'aluminium associé à un composé du césium, du rubidium ou du potassium, le phosphate de niobium calciné, le phosphate de niobium associé à un composé du césium, du rubidium ou du potassium, l'hydrogénophosphate de zirconium calciné, l'hydrogénophosphate de zirconium associé à un composé du césium, du rubidium ou du potassium.

La réaction de cyclisation nécessite de préférence la présence d'eau pour limiter la formation de sous-produits. Le rapport molaire entre l'eau et le composé à cycliser engagé se situe habituellement entre 0,5 et 50 et de préférence entre 1 et 20.

Le composé à cycliser et l'eau peuvent être engagés sous forme de leurs mélanges à l'état de vapeur ou être introduits séparément dans le réacteur. On peut réaliser une prévaporisation des réactifs qui circulent ensuite dans une chambre de mélange.

On peut sans inconvénient utiliser tout gaz inerte comme vecteur, tel que l'azote, l'hélium ou l'argon.

La température à laquelle est mis en oeuvre le procédé de l'invention doit être suffisante pour que les réactifs soient bien à l'état de vapeurs. Elle se situe généralement entre 2000C et 4500C et de préférence entre 2500C et 400 C.

Le temps de contact entre le composé à cycliser et le catalyseur n'est pas critique.

Il peut varier selon l'appareillage utilisé notamment. Ce temps de contact se situe de préférence entre 0,5 à 200 secondes et encore plus préférentiellement entre 1 et 100 secondes.

La pression n'est pas un paramètre critique du procédé. Ainsi on peut opérer sous des pressions de 10-3 bar à 200 bar. De préférence, on mettra en oeuvre le procédé sous une pression de 0,1 à 20 bar.

Il n'est pas exclu d'utiliser un solvant inerte dans les conditions réactionnelles, tel que par exemple un alcane, un cycloalcane, un hydrocarbure aromatique ou l'un de ces

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hydrocarbures précédents sous forme halogénée, et d'avoir ainsi une phase liquide dans le flux réactionnel.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1) Procédé de préparation de lactame par réaction d'un composé choisi dans le groupe comprenant les esters ou amides de l'acide 6-aminocaproïque ou leurs mélanges, caractérisé en ce que la réaction est réalisée en phase vapeur et en présence d'un catalyseur solide.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur solide est choisi dans le groupe comprenant les oxydes métalliques, les zéolithes, les argiles, les phosphates métalliques.

3) - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'argile est choisie parmi les kaolins, les serpentines, les smectites ou montmorillonites, les illites ou micas, les glauconites, les chlorites ou vermiculits, les attapulgites ou sépiolites, les argiles à couches mixtes, les allophanes ou imogolites et les argiles à haute teneur en alumine.

4)-Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'argile est une montmorillonite.

5) - Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'argile est pontée.

6) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le catalyseur est un

catalyseur articulaire obtenu par mise en forme d'au moins un oxyde minéral simple ou mixte d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, le tungstène, le molybdène, le fer, les terres rares, et en ce qu'il comprend au moins une macroporosité caractérisé par un volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 500 A, supérieur ou égal à 5ml/1 OOg.

7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le catalyseur articulaire présente une surface spécifique supérieure à 10 m2/g et un volume poreux total supérieur ou égal à 10 mll100 g, le volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 500 A étant supérieur ou égal à 10 ml/100 g.

8)-Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le catalyseur présente une surface spécifique supérieure à 50 m2/g.

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9)-Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le catalyseur présente un volume poreux total supérieur ou égal à 20 ml/100g avec un volume poreux correspondant aux pores de diamètre supérieur à 70 A supérieur ou égal à 20 ml/100g.

10) - Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le catalyseur articulaire est un oxyde d'aluminium.

11) - Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément choisi dans la liste consistant en le silicium, le titane, le

zirconium, le vanadium, le niobium, le tantale, le tungstène, le molybdène, le fer, les terres rares ou au moins un composé oxygéné d'au moins un élément choisi dans le groupe consistant en les éléments appartenant aux groupes 1 à 16 de la classification universelle des éléments (nouvelle classification), cette liste incluant également les terres rares, déposé ou adsorbé sur le catalyseur particulaire en oxyde minéral simple ou mixte 12) - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le catalyseur est un phosphate métallique de formule générale :

dans laquelle : - M représente un élément divalent, trivalent, tétravalent ou pentavalent choisi dans les groupes 2a, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8,2b, 3a, 4a et 5a de la classification périodique des éléments ou un mélange de plusieurs de ces éléments ou M=O, - Imp représente un composé d'imprégnation basique constitué d'un métal alcalin ou alcalino-terreux ou de mélanges de plusieurs de ces métaux, associé à un contreanion pour assurer la neutralité électrique, - n représente 1,2 ou 3, - h représente 0,1 ou 2, - p représente un nombre compris entre 0 et 1/3 et correspond à un rapport molaire entre l'imprégnant Imp et l'imprégné (P04) n Hh M.

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13) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température à laquelle il est mis en oeuvre se situe entre 200 C et 4500C et de préférence entre 250 C et 400 C.

14)-Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en présence d'eau.