FR2980475A1 - Procede de production d'esters acryliques - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de production d'un composé ester (méth)acrylique, comprenant les étapes de : - fourniture d'un composé alcool et d'un composé acide (méth)acrylique ; - réaction d'estérification entre le composé alcool et le composé acide (méth)acrylique ; - prélèvement d'un flux de réaction ; - séparation du flux de réaction en au moins un flux riche en composé ester (méth)acrylique et un flux riche en composé alcool non réagi ; - recyclage du flux riche en composé alcool non réagi vers l'étape de réaction ; et comprenant une outre au moins une étape de déshydratation d'un mélange comprenant le composé ester (méth)acrylique, le composé alcool et de l'eau, par séparation membranaire. L'invention concerne également une installation adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé.
Description
PROCEDE DE PRODUCTION D'ESTERS ACRYLIQUES DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de production d'esters acryliques (ou méthacryliques) ainsi qu'une installation adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé. ARRIERE-PLAN TECHNIQUE 15 Il est connu de produire des esters (méth)acryliques en mettant en oeuvre une réaction d'estérification entre un alcool et un acide (méth)acrylique. Cette réaction est une réaction catalysée équilibrée avec génération d'eau. Elle s'accompagne par ailleurs de réactions secondaires produisant des impuretés. 20 Il est nécessaire d'éliminer l'eau produite pour déplacer l'équilibre, d'éliminer les impuretés, ainsi que de recycler les réactifs non réagis (notamment l'alcool). A cette fin, on procède généralement à un ensemble de distillations et/ou d'extractions, décantations, ..., qui est à la fois relativement complexe à 25 mettre en oeuvre, notamment du fait de la présence de mélanges azéotropes, et coûteux sur le plan énergétique. Le document US 2005/0085661 décrit un procédé de production de fluoroalkyl(méth)acrylate, dans lequel l'équilibre de la réaction est déplacé en prélevant un mélange d'eau et d'alcool fluoré en tête du réacteur, et en 30 traitant ce mélange sur une membrane de pervaporation, afin de purifier l'alcool fluoré avant de le renvoyer au réacteur. Ce document n'enseigne pas de méthode pour traiter un quelconque flux comprenant l'ester produit. Le document US 2010/0144931 décrit un procédé de production d'acide méthacrylique à partir de méthanol et de composé C4, pouvant être 35 intégré dans un procédé de production de méthacrylate de méthyle. Diverses méthodes d'élimination de l'eau dans la phase méthanol sont décrites, mais le document ne divulgue pas de technique spécifique pour la purification de l'ester.
Le document US 2010/0285542 décrit un procédé d'estérification, avec l'acide (méth)acrylique, ou de transestérification, avec un ester (méth)acrylate, d'amides N-hydroxyalkylés. Différentes techniques d'élimination de l'eau sont mentionnées de façon très générale.
Le document US 6,107,515 décrit un procédé de préparation d'ester (méth)acrylique à partir d'une réaction entre un aldéhyde (l'acroléine ou la méthacroléine) et un alcool en présence d'oxygène. Dans ce procédé, une séparation membranaire est utilisée pour l'élimination de l'eau. Par ailleurs, il est connu d'utiliser des réacteurs à membrane de pervaporation dans le cadre de réactions d'estérification de lactates et d'acétates par exemple. A cet égard, on peut faire référence notamment à l'article de Lim et al. dans Chem. Eng. Scia, 57:4933-4946 (2002). Il existe toutefois encore un besoin de fournir un procédé de production d'esters acryliques et méthacryliques présentant une bonne sélectivité, permettant une élimination efficace de l'eau et permettant de réduire le coût énergétique. RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne en premier lieu un procédé de production d'un composé ester (méth)acrylique, comprenant les étapes de : fourniture d'un composé alcool et d'un composé acide (méth)acrylique ; - réaction d'estérification entre le composé alcool et le composé acide (méth)acrylique ; - prélèvement d'un flux de réaction ; - séparation du flux de réaction en au moins un flux riche en composé ester (méth)acrylique et un flux riche en composé alcool non réagi ; - recyclage du flux riche en composé alcool non réagi vers l'étape de réaction ; et comprenant une outre au moins une étape de déshydratation d'un mélange comprenant le composé ester (méth)acrylique, le composé alcool et de l'eau, par séparation mennbranaire. Selon un mode de réalisation, le composé alcool est un composé alcool linéaire ou ramifié comportant de 1 à 10 atomes de carbone, ledit composé alcool étant de préférence non substitué et étant de manière plus particulièrement préférée choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le butanol et le 2-éthylhexanol.
Selon un mode de réalisation, le mélange subissant l'étape de déshydratation par séparation membranaire comprend au moins 5 %, de préférence au moins 10 %, de manière particulièrement préférée au moins 15 % d'ester (méth)acrylique.
Selon un mode de réalisation, le flux riche en composé alcool non réagi comprend un mélange de composé alcool, de composé ester (méth)acrylique et d'eau, le procédé comprenant une étape de déshydratation du flux riche en composé alcool non réagi par séparation membranaire préalablement au recyclage du flux riche en composé alcool non réagi vers l'étape de réaction. Selon un mode de réalisation, le flux riche en composé alcool non réagi comprend de 10 à 20 % d'ester (méth)acrylique, de 75 à 85 % d'alcool et de 5 à 10 % d'eau. Selon un mode de réalisation, l'étape de réaction est effectuée dans un réacteur, le procédé comprenant une étape de déshydratation par séparation membranaire effectuée au sein du réacteur. Selon un mode de réalisation, l'étape de réaction comporte : - une première sous-étape de réaction dans un premier réacteur permettant d'obtenir un flux intermédiaire de réaction ; - une déshydratation par séparation membranaire du flux intermédiaire de réaction ; - une deuxième sous-étape de réaction dans un deuxième réacteur alimenté par le flux intermédiaire de réaction déshydraté. Selon un mode de réalisation, l'étape de séparation du flux de réaction comprend également l'obtention d'un flux riche en acide (méth)acrylique non réagi et le recyclage de celui-ci vers l'étape de réaction, le procédé comprenant de préférence la combinaison du flux riche en acide (méth)acrylique non réagi avec le flux intermédiaire de réaction, de manière particulièrement préférée préalablement à la déshydratation par séparation membranaire. Selon un mode de réalisation, le flux intermédiaire de réaction qui est soumis à la déshydratation comprend de 12 à 22 % d'acide (méth)acrylique, de 35 à 55 % d'ester (méth)acrylique, de 28 à 38 % d'alcool et de 5 à 15 °A d'eau.
Selon un mode de réalisation, la déshydratation par séparation membranaire est une déshydratation par pervaporation ou par perméation de vapeur.
Selon un mode de réalisation, la séparation membranaire est une séparation sur une membrane inorganique, de préférence zéolite, et de manière plus particulièrement préférée zéolite de type T ; ou sur une membrane polymérique, de préférence une membrane hydrophile à base d'alcool polyvinylique. Selon un mode de réalisation, le procédé est choisi parmi les procédés de type continu, serai-continu ou discontinu. L'invention a également pour objet une installation de production d'un composé ester (méth)acrylique, comprenant : - au moins un réacteur ; - des lignes d'amenée de composé alcool et de composé acide (méth)acrylique, alimentant le réacteur ; - une ligne de soutirage de flux de réaction, issue du réacteur ; - des moyens de séparation du flux de réaction alimentés par la ligne de soutirage de flux de réaction ; - une ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi, issue des moyens de séparation du flux de réaction et alimentant le réacteur ; - une ligne de soutirage de flux riche en composé ester (méth)acrylique, issue des moyens de de séparation du flux de réaction ; l'installation comprenant une outre au moins une unité de déshydratation par séparation membranaire, alimentée par une ligne d'amenée d'un mélange de composé ester (méth)acrylique, de composé alcool et d'eau. Selon un mode de réalisation, le composé alcool est un composé alcool linéaire ou ramifié comportant de 1 à 10 atomes de carbone, ledit composé alcool étant de préférence non substitué et étant de manière plus particulièrement préférée choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le butanol et le 2-éthylhexanol. Selon un mode de réalisation, la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi passe par une unité de déshydratation par séparation membranaire avant d'alimenter le réacteur. Selon un mode de réalisation, le réacteur comporte une unité de déshydratation par séparation membranaire. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend : - un premier réacteur ; - un deuxième réacteur en aval du premier réacteur ; - une ligne de transport de flux intermédiaire de réaction issue du premier réacteur et alimentant le deuxième réacteur ; la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction passant par une unité de déshydratation par séparation membranaire.
Selon un mode de réalisation, l'installation comprend une ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique issue des moyens de séparation du flux de réaction et alimentant de préférence la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction, de manière particulièrement préférée en amont de l'unité de déshydratation par séparation membranaire.
Selon un mode de réalisation, l'unité de déshydratation par séparation membranaire est une unité de déshydratation par pervaporation ou par perméation de vapeur. Selon un mode de réalisation, l'unité de déshydratation par séparation membranaire comporte une membrane inorganique, de préférence zéolite, et de manière plus particulièrement préférée zéolite de type T ; ou une membrane polymérique, de préférence une membrane hydrophile à base d'alcool polyvinylique. La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de production d'esters acryliques et méthacryliques présentant une bonne sélectivité, permettant une élimination efficace de l'eau et permettant de réduire le coût énergétique. L'invention permet également la valorisation de fractions contenant les réactifs non réagis et/ou le composé recherché, tout en minimisant l'accumulation d'eau néfaste pour la productivité et la consommation énergétique du procédé. Cela est accompli grâce à la mise en oeuvre de modules de déshydratation par séparation membranaire, qui sont utilisés pour traiter un ou plusieurs flux comprenant notamment de l'ester (méth)acrylique.
Contrairement aux lactates et acétates, les (méth)acrylates sont des molécules fortement réactives, susceptibles de former des polymères et donc d'encrasser des membranes. Il a toutefois été constaté, de façon surprenante, qu'un tel encrassement peut être sensiblement évité selon l'invention. La figure 1 représente de manière schématique un mode de réalisation d'une installation selon l'invention, pour un procédé continu de production d'ester (méth)acrylique. La figure 2 représente de manière schématique un autre mode de 5 réalisation d'une installation selon l'invention, pour un procédé semi-continu de production d'ester (méth)acrylique. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non 10 limitative dans la description qui suit. Sauf mention contraire, les compositions données en pourcentages s'entendent en valeurs massiques. Les termes « (méth)acrylique » et « (nnéth)acryfate » signifient, de façon conventionnelle, « acrylique ou méthacrylique » et « acrylate ou 15 méthacrylate » respectivement. L'expression « riche » utilisée dans la définition de l'invention est employée avec un sens relatif, afin de distinguer les flux les uns par rapport aux autres. Ainsi, le « flux riche en composé ester (méth)acrylique » est une composition comportant davantage d'ester (méth)acrylique que le « flux riche 20 en composé alcool non réagi » et que le « flux riche en acide (méth)acrylique » ; le « flux riche en composé alcool non réagi » est une composition comportant davantage de composé alcool que le « flux riche en composé ester (méth)acrylique » et que le « flux riche en acide (méth)acrylique » ; et le « flux riche en acide (méth)acrylique » est une 25 composition comportant davantage d'acide (méth)acrylique que le « flux riche en composé ester (méth)acrylique » et que le « flux riche en composé alcool non réagi ». Selon un mode de réalisation particulier, par « flux riche en X », on entend un flux contenant au moins 50 % de X, de préférence au moins 60 % 30 voire au moins 70 %. Le composé alcool utilisé dans le cadre de l'invention peut être linéaire ou ramifié. Il peut comporter de 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 ou 7 ou 8 ou 9 ou 10 atomes de carbone. Il peut être substitué ou non et de préférence est non-substitué. Le composé alcool peut notamment être le méthanol, l'éthanol, le butanol ou le le 2-éthylhexanol. Les esters obtenus correspondants sont l'acrylate de méthyle ou le méthacrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle ou le méthacrylate d'éthyle, l'acrylate de butyle ou le méthacrylate de butyle, et l'acrylate de 2-éthylhexyle ou le méthacrylate de 2-éthylhexyle. En faisant référence à la figure 1, selon un mode de réalisation, l'installation selon l'invention comporte un premier réacteur 3 et un deuxième réacteur 7. Il peut s'agir de deux réacteurs entièrement distincts ou de deux étages d'un même réacteur. La présence des deux réacteurs 3, 7 permet d'avoir des rapports molaires successifs différents et ainsi d'optimiser le rendement de l'installation. Les réacteurs contiennent un catalyseur qui peut être un catalyseur pour la catalyse hétérogène (par exemple une résine échangeuse de cations acides) ou pour la catalyse homogène (par exemple acide inorganique de type H2SO4 ou acide organique de type acide méthane sulfonique). Le premier réacteur 3 est alimenté par une ligne d'amenée de composé alcool 1 et une ligne d'amenée d'acide (méth)acrylique 2. En sortie du premier réacteur 3 est connectée une ligne de transport de flux intermédiaire de réaction 4, qui assure l'alimentation du deuxième réacteur 7. Une alimentation en réactif(s) frais complémentaires peut être prévue, par exemple avec une ligne d'amenée de composé alcool complémentaire 6 connectée directement en entrée du deuxième réacteur 7 ou connectée sur la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction 4 comme cela est illustré. En sortie du deuxième réacteur 7, un flux de réaction est prélevé au moyen d'une ligne de soutirage de flux de réaction 8 connectée en sortie. Le flux de réaction comprend le produit souhaité de la réaction (le composé ester (méth)acrylique), les réactifs non réagis (composé alcool et acide (méth)acrylique), de l'eau, ainsi que des impuretés. Le flux de réaction est traité en aval par des moyens de séparation, afin d'obtenir d'une part le composé ester (méth)acrylique souhaité, d'autre part le composé alcool non réagi destiné à être recyclé, éventuellement l'acide (méth)acrylique non réagi également destiné à être recyclé, et enfin l'eau destinée à être éliminée. Ces moyens de séparation comprennent d'abord une première colonne de distillation 9 directement alimentée par la ligne de soutirage de flux de réaction 8. En pied de la première colonne de distillation 9 est connectée une ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique 10 et en tête de celle-ci est connectée une ligne de transfert d'ester (méth)acrylique et de composé alcool 11.
Par la ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique 10, on récupère un flux contenant de préférence majoritairement de l'acide (méth)acrylique, une faible quantité d'ester (méth)acrylique, des impuretés (notamment du type alcoxyles) et des traces d'eau. Ce flux peut être recylé vers la réaction, de préférence après une purge des impuretés (non représentée). Pour ce faire, la ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique 10 est connectée en entrée du premier réacteur 3, directement en entrée du deuxième réacteur 7, ou bien, comme cela est représenté, à la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction 4.
Par la ligne de transfert d'ester (méth)acrylique et de composé alcool 11, on récupère un flux comprenant en majorité un mélange d'ester (méth)acrylique, de composé alcool et d'eau. La séparation de ce flux est poursuivie dans un décanteur 12 qui est alimenté par la ligne de transfert d'ester (méth)acrylique et de composé alcool 11. En sortie du décanteur sont connectées une ligne de soutirage de phase supérieure 13 (dans laquelle est récupérée la phase supérieure du décanteur 12) et une ligne de soutirage de phase inférieure 14 (dans laquelle est récupérée la phase inférieure du décanteur 12). La phase supérieure du décanteur 12 est un mélange comprenant plus d'ester (méth)acrylique que la phase inférieure, tandis que la phase inférieure est un mélange comprenant plus d'eau que la phase supérieure. La ligne de soutirage de phase supérieure 13 alimente en pied une colonne de lavage 15, dans laquelle le mélange d'ester (méth)acrylique, d'alcool et d'eau de la phase supérieure est soumis à une extraction liquide / liquide au moyen d'eau. En tête de la colonne de lavage 15 est connectée une ligne de soutirage de flux riche en composé ester (méth)acrylique 16. C'est par celle-ci qu'est récupéré le composé ester (méth)acrylique sous une forme purifiée. La purification peut toutefois être poursuivie par exemple dans des colonnes de finition, non représentées, afin notamment de réduire encore la teneur en eau et en composé alcool, et de réduire la teneur en impuretés (on peut notamment recourir à une colonne d'étêtage pour éliminer les composés légers et à une colonne d'équeutage pour éliminer les composés lourds). En pied de la colonne de lavage 15 est connectée une ligne d'évacuation 17 dans laquelle est prélevé un mélange comprenant majoritairement de l'eau, et qui alimente, conjointement avec la ligne de soutirage de phase inférieure 14, une deuxième colonne de distillation 18.
En pied de celle-ci est connectée une ligne de soutirage d'eau 19. Il est possible de prévoir une dérivation 20 de cette ligne de soutirage d'eau 19 afin d'alimenter la colonne de lavage 15 en liquide de lavage. Le reste du flux issu de la ligne de soutirage d'eau 19 peut être purgé.
En tête de la deuxième colonne de distillation 18 est connectée une ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 21. Le flux prélevé dans celle-ci contient majoritairement du composé alcool non-réagi, mais contient également du composé ester (méth)acrylique ainsi qu'une proportion d'eau (qui est par exemple de 5 à 10 %).
La ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 21 alimente le premier réacteur 3, ce qui permet de recycler le composé alcool non réagi vers l'étape de réaction. Selon l'invention, on prévoit dans l'installation au moins une unité de déshydratation par séparation membranaire, afin de déshydrater (c'est-à-dire de réduire la teneur en eau dans) un mélange comprenant de l'ester (méth)acrylique, du composé alcool et de l'eau. Selon l'invention, la déshydratation mentionnée ci-dessus peut être partielle ou totale. De préférence, ce mélange comprend environ de 10 à 50 % d'ester (méth)acrylique, de 25 à 85 % d'alcool, de 5 à 15 % d'eau, et dans certains cas de l'acide (méth)acrylique, à hauteur de moins de 25 % (par exemple de moins de 15 %). Dans l'exemple illustré, deux telles unités sont prévues, à savoir une première unité de déshydratation par séparation membranaire 5 et une deuxième unité de déshydratation par séparation membranaire 22. Il est toutefois possible d'omettre l'une de ces deux unités. La première unité de déshydratation par séparation membranaire 5 est située sur la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction 4. Dans ce cas, le mélange comprenant de l'ester (méth)acrylique, du composé alcool et de l'eau qui est déshydraté est le flux intermédiaire issu du premier stade de la réaction (c'est-à-dire issu de la réaction dans le premier réacteur 3), éventuellement additionné d'acide (méth)acrylique recylé (mélange issu de la ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique 10). Ce mélange peut par exemple comprendre de 12 à 22 % d'acide (méth)acrylique, de 35 à 55 % d'ester (méth)acrylique, de 28 à 38 % d'alcool et de 5 à 15 % d'eau. La deuxième unité de déshydratation par séparation membranaire 22 est située sur la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 21. Dans ce cas, le mélange comprenant de l'ester (méth)acrylique, du composé alcool et de l'eau qui est déshydraté est le flux riche en composé alcool non réagi qui est obtenu à l'issue des différentes étapes de séparation de la phase aqueuse produite à la réaction et qui est destiné à être recyclé à la réaction. Ce mélange peut par exemple comprendre de 10 à 20 % d'ester (méth)acrylique, de 75 à 85 % d'alcool et de 5 à 10 % d'eau. De manière optionnelle, on peut prévoir en plus une troisième unité de déshydratation par séparation membranaire (non représentée) sur la ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique 10, afin de traiter le flux riche en acide (méth)acrylique avant son recyclage vers la réaction (ou avant sa combinaison avec le flux intermédiaire de réaction). Ces différentes variantes ont toutes pour objectif de limiter la quantité d'eau réintroduite dans le procédé par le biais du recyclage de fractions valorisables contenant notamment l'ester (méth)acrylique recherché, ou les composés de départ non réagis. Chacune des unités de déshydratation par séparation membranaire peut être une unité de pervaporation (charge en phase liquide et vaporisation du perméat à la traversée de la membrane) ou une unité de perméation de vapeur (charge en phase vapeur). La déshydratation est de préférence mise en oeuvre à une température de 50 à 100°C, plus préférentiellement de 55 à 85°C. Les membranes utilisées peuvent être des membranes inorganiques, de préférence des zéolites, et de manière plus particulièrement préférée des zéolites de type T. Alternativement, les membranes peuvent être organiques (polymérique), de préférence hydrophiles à base d'alcool polyvinylique. Les membranes organiques sont généralement moins coûteuses, et les membranes inorganiques sont généralement plus résistantes chimiquement.
Par exemple, la membrane organique hydrophile Pervap 1201 de Sulzer Chemtec offre un bon compromis entre le flux et la sélectivité à l'eau, ainsi qu'une bonne résistance chimique à l'acide acrylique, jusqu'à une teneur de 70 %. En outre, les présents inventeurs ont constaté une absence d'encrassement de la membrane sur une période de 1 mois malgré la présence d'ester (méth)acrylique. Parmi les membranes inorganiques, la membrane zéolite T de Mitsui présente de bons résultats. 2 9804 75 11 L'installation représentée à la figure 1 peut en particulier être utilisée pour la production en continu d'acrylate d'éthyle à partir d'éthanol et d'acide acrylique. Une variante possible de l'installation de la figure 1 consiste à utiliser 5 un seul réacteur au lieu des deux réacteurs 3, 7. Une telle variante présente l'avantage d'être plus simple à mettre en oeuvre. Dans ce cas, la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction 4 est également omise, ainsi que l'unité de déshydratation par séparation membranaire 5 correspondante. En revanche, il est possible de prévoir à la place une unité de déshydratation par séparation membranaire directement dans le réacteur. Pour ce faire, on peut utiliser un module plongeant, équipé de tubes garnis de membranes céramiques, avec extraction de l'eau à l'intérieur des tubes. Une autre variante possible de l'installation de la figure 1 consiste à 15 remplacer le décanteur 12 par un ensemble d'une ou plusieurs colonnes de distillation. Selon une autre variante possible, on met en oeuvre une distillation réactive. Dans ce cas, le premier réacteur 3, le deuxième réacteur 7 et la colonne de distillation 9 ainsi que les lignes intermédiaires sont remplacés 20 par une colonne de distillation réactive. Dans cette variante, on peut utiliser de l'acide méthane sulfonique en tant que catalyseur. En pied de la colonne de distillation réactive, on prévoit un module de craquage de composés lourds. En tête, la colonne de distillation réactive alimente le décanteur 12. Dans cette variante, la colonne de lavage 15 est optionnelle, la 25 décantation dans le décanteur 12 étant dans certains cas suffisamment efficace. En faisant référence à la figure 2, selon un autre mode de réalisation, correspondant à un procédé semi-continu (avec réaction en « batch »), l'installation selon l'invention comporte un unique réacteur 35. Ce réacteur 35 30 est alimenté par une ligne d'amenée de composé alcool 32 (issue d'un réservoir de composé alcool 31), une ligne d'amenée d'acide (méth)acrylique 33 et une ligne d'amenée d'additif(s) 34, par exemple une ligne d'amenée d'acide sulfurique. Le réacteur 35 est pourvu d'un système d'élimination d'eau 36 35 comportant une colonne, un décanteur, une ligne de recyclage, une ligne de purge d'eau. En sortie du réacteur 35 est récupéré le flux de réaction par une ligne de soutirage de flux de réaction 37. Celle-ci alimente un bac de stockage 38 en sortie duquel le flux de réaction est récupéré par une première ligne de transfert 40. Une ligne d'amenée de composé neutralisant 39 est connectée sur la première ligne de transfert 40 et permet la neutralisation du flux de réaction. A titre de composé neutralisant, on utilise un composé basique tel que la soude. La première ligne de transfert 40 alimente un décanteur 41 permettant de purger une partie de l'eau contenue dans le flux de réaction 40. En sortie du décanteur 41 est connectée une deuxième ligne de transfert 42 qui alimente une colonne de lavage 43 pourvue d'une alimentation en eau 44.
Une troisième ligne de transfert 45 est connectée en sortie de la colonne de lavage 43, qui alimente une colonne de distillation 46. En pied de la colonne de distillation 46 est connectée une ligne de soutirage de flux riche en composé ester (méth)acrylique 47, par laquelle est récupéré le composé ester (méth)acrylique essentiellement purifié. En tête de la colonne de distillation 46 est connectée une ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 48, par laquelle est récupéré un mélange de composé alcool, de composé ester (méth)acrylique et d'eau. Ce mélange est renvoyé à la réaction, la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 48 étant connectée en entrée du réacteur 35, après une élimination supplémentaire de l'eau contenue dans le mélange. Cette élimination supplémentaire est effectuée au moyen d'une unité de déshydratation par séparation membranaire 49 disposée sur la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 48. Cette unité de déshydratation peut être telle que décrit ci-dessus en relation avec la figure 1. Le mélange qui est déshydraté dans l'unité de déshydratation par séparation membranaire 49 comporte de préférence de 25 à 35 % d'ester (méth)acrylique, de 50 à 65 % d'alcool et de 5 à 15 % d'eau. L'installation représentée à la figure 2 peut en particulier être utilisée pour la production en semi-continu d'acrylate de butyle à partir de butanol et d'acide acrylique en catalyse acide. EXEMPLES Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
Exemple 1 - simulations Des simulations de fonctionnement d'une installation de production d'acrylate d'éthyle ont été effectuées avec le logiciel Aspen Plus® sur la base du schéma de la figure 1, dans les configurations suivantes : A : installation sans les unités de déshydratation par séparation membranaire 5, 22, conversion supposée idéale en sortie du deuxième réacteur 7 ; B : même installation que A, mais conversion réaliste de 80 % en sortie du deuxième réacteur 7 ; C : même installation que B, mais présence d'une unité de déshydratation par séparation membranaire 5 (par pervaporation) entre les deux réacteurs 3, 7 ; D : même installation que B, mais présence d'une unité de déshydratation par séparation membranaire 5 (par pernnéation de vapeur) entre les deux réacteurs 3, 7 ; E : même installation que B, mais présence d'une unité de déshydratation par séparation membranaire 22 (par pervaporation) sur la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi 21. On s'intéresse à la consommation énergétique de ces différentes configurations à production identique (tableau 1) ainsi qu'au débit de pompage global à production identique (tableau 2). Configuration Chaleur de réchauffement Rapport à la (MMkcal/h) configuration B A 6,049 83 % B 7,329 100 % C 7,136 97% D 6,684 91 % E 6,139 84 % Tableau 1 La chaleur de réchauffement représente l'énergie globale qui est dépensée pour chauffer les différents éléments de l'installation (réacteurs, colonnes...). 2 9 804 75 14 Configuration Somme de débit Rapport à la en tlh configuration B A 97,16 86 % B 113,54 100 % C 109,49 96 % D 108,21 95 % E 94,32 83 °A Tableau 2 Ces simulations mettent en évidence que, à production identique, l'invention permet de réduire la consommation énergétique et le débit de 5 pompage, c'est-à-dire également la consommation des réactifs, par rapport à une installation traditionnelle. Le rendement de la réaction est donc amélioré. Réciproquement, l'invention permet donc d'augmenter la capacité de production d'une installation donnée à consommation de réactifs ou consommation énergétique ou débit de pompage égal(e). 10 Exemple 2 - résultats expérimentaux Des essais ont été réalisés sur un pilote de séparation membranaire Sulzer, présentant une surface de membrane de 170 cm2. La membrane testée est une membrane hydrophile à base d'alcool polyvinylique de 15 référence Pervap 1201. Un flux issu d'une installation réelle de production d'acrylate d'éthyle a été appliqué sur la membrane (ce flux correspondrait au flux 21 représenté sur la figure 1). Les principaux composants du flux sont l'éthanol (67,5 %), l'acrylate d'éthyle (21,5 %) et l'eau (9,8 % ) . 20 Le perméat obtenu contient 99 °A) d'eau. La teneur d'acrylate d'éthyle dans le perméat est de 10 ppm. En d'autres termes, la sélectivité de la membrane est excellente, et celle-ci n'est pas sensiblement affectée par la présence de l'ester. A une température de 62°C, le flux traversant la membrane obtenu est 25 de 0,25 kg/h.m2. A une température de 70°C, il est de 0,32 kg/h.m2. D'autres essais ont été effectués sur des flux quaternaires comprenant de l'acide acrylique, de l'acrylate d'éthyle, de l'éthanol et de l'eau, à une température de 75°C. Ces flux quaternaires correspondraient au flux 4 représenté sur la figure 1. 2 9 804 75 15 Les membranes testées sont la membrane zéolite T de Mitsui et la membrane Pervap 1201 de Sulzer. Aucune dégradation des membranes n'a été observée malgré la présence d'acide acrylique et d'ester acrylique. Les résultats obtenus avec la membrane zéolite T sont résumés dans 5 le tableau 3, et ceux obtenus avec la membrane polymère sont résumés dans le tableau 4. Composition massique (%) Flux de Composition massique (%) de l'alimentation perméat du perméat (kg/m2.h) Ethanol Ester Eau Acide Ethanol Ester Eau Acide 30 47 14 9 1,4 2,6 0,1 97,3 0,0 33 38 14 14 1,3 2,1 0,1 97,7 0,1 37 30 9 23 0,7 2,4 0,1 97,2 0,3 38 33 10 19 0,7 1,6 0,0 98,2 0,1 Tableau 3 Composition massique (%) Flux de Composition massique (%) de l'alimentation perméat du perméat (kg/m2.h) Ethanol Ester Eau Acide Ethanol Ester Eau Acide 30 49 11 10 1,2 0,3 0,0 99,6 0,0 34 39 13 15 1,1 0,8 0,1 99,0 0,1 39 30 8 24 0,6 0,8 0,1 98,9 0,2 38 33 10 19 0,9 0,8 0,1 99,0 0,2 10 Tableau 4 On constate que la membrane polymère est plus sélective que la membrane zéolite. Les flux de perméat sont similaires à la température de 75°C. Avec la membrane polymère, on a vérifié que le flux de perméat 15 augmente exponentiellement avec la température, ce qui n'est pas le cas pour la membrane zéolite.
Claims (2)
- REVENDICATIONS1. Procédé de production d'un composé ester REVENDICATIONS1. Procédé de production d'un composé ester (méth)acrylique, comprenant les étapes de : - fourniture d'un composé alcool et d'un composé acide (méth)acrylique ; - réaction d'estérification entre le composé alcool et le composé acide (méth)acrylique ; - prélèvement d'un flux de réaction ; - séparation du flux de réaction en au moins un flux riche en composé ester (méth)acrylique et un flux riche en composé alcool non réagi ; - recyclage du flux riche en composé alcool non réagi vers l'étape de réaction ; et comprenant une outre au moins une étape de déshydratation d'un mélange comprenant le composé ester (méth)acrylique, le composé alcool et de l'eau, par séparation membranaire.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le composé alcool est un composé alcool linéaire ou ramifié comportant de 1 à 10 atomes de carbone, ledit composé alcool étant de préférence non substitué et étant de manière plus particulièrement préférée choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le 25 butanol et le 2-éthylhexanol. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le mélange subissant l'étape de déshydratation par séparation membranaire comprend au moins 5 % en masse, de préférence 30 au moins 10 % en masse, de manière particulièrement préférée au moins 15 % en masse d'ester (méth)acrylique. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le flux riche en composé alcool non réagi comprend un mélange 35 de composé alcool, de composé ester (méth)acrylique et d'eau, le procédé comprenant une étape de déshydratation du flux riche en composé alcool non réagi par séparation membranaire préalablement au recyclage du flux riche en composé alcool non réagi vers l'étape de réaction. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le flux riche en 5 composé alcool non réagi comprend de 10 à 20 % en masse d'ester (méth)acrylique, de 75 à 85 % en masse d'alcool et de 5 à 10 % en masse d'eau. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel 10 l'étape de réaction est effectuée dans un réacteur, le procédé comprenant une étape de déshydratation par séparation membranaire effectuée au sein du réacteur. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel 15 l'étape de réaction comporte : - une première sous-étape de réaction dans un premier réacteur permettant d'obtenir un flux intermédiaire de réaction ; - une déshydratation par séparation membranaire du flux intermédiaire de réaction ; - une deuxième sous-étape de réaction dans un deuxième réacteur alimenté par le flux intermédiaire de réaction déshydraté. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de séparation du flux de réaction comprend également l'obtention d'un flux riche en acide (méth)acrylique non réagi et le recyclage de celui-ci vers l'étape de réaction, le procédé comprenant de préférence la combinaison du flux riche en acide (méth)acrylique non réagi avec le flux intermédiaire de réaction, de manière particulièrement préférée préalablement à la déshydratation par séparation membranaire. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le flux intermédiaire de réaction qui est soumis à la déshydratation comprend de 12 à 22 % en masse d'acide (méth)acrylique, de 35 à 55 % en masse d'ester (méth)acrylique, de 28 à 38 % en masse d'alcool et de 5 à 15 % en masse d'eau. 2 9 804 75 18 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la déshydratation par séparation membranaire est une déshydratation par pervaporation ou par perméation de vapeur. 5 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la séparation membranaire est une séparation sur une membrane inorganique, de préférence zéolite, et de manière plus particulièrement préférée zéolite de type T ; ou sur une membrane polymérique, de préférence une membrane 10 hydrophile à base d'alcool polyvinylique. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, qui est choisi parmi les procédés de type continu, semi-continu ou discontinu. 15 13. Installation de production d'un composé ester (méth)acrylique, comprenant : - au moins un réacteur (3, 7, 35) ; - des lignes d'amenée de composé alcool et de composé acide (méth)acrylique (1, 2, 6, 32, 33), alimentant le 20 réacteur (3, 7, 35) ; - une ligne de soutirage de flux de réaction (8, 37), issue du réacteur (3, 7, 35) ; - des moyens de séparation du flux de réaction (9, 12, 15, 18, 41, 43, 46) alimentés par la ligne de soutirage de flux de 25 réaction (8, 37) ; - une ligne de recyclage de flux riche en composé alcool non réagi (21, 48), issue des moyens de séparation du flux de réaction (9, 12, 15, 18, 41, 43, 46) et alimentant le réacteur (3, 7, 35) ; 30 - une ligne de soutirage de flux riche en composé ester (méth)acrylique (16, 47), issue des moyens de de séparation du flux de réaction (9, 12, 15, 18, 41, 43, 46) ; l'installation comprenant une outre au moins une unité de déshydratation par séparation membranaire (5, 22, 49), 35 alimentée par une ligne d'amenée d'un mélange de composé ester (méth)acrylique, de composé alcool et d'eau (4, 21, 48). 2 9804 75 19 14. Installation selon la revendication 13, dans laquelle le composé alcool est un composé alcool linéaire ou ramifié comportant de 1 à 10 atomes de carbone, ledit composé alcool étant de préférence non substitué et étant de manière plus 5 particulièrement préférée choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le butanol et le 2-éthylhexanol. 15. installation selon l'une des revendications 13 à 14, dans laquelle la ligne de recyclage de flux riche en composé alcool 10 non réagi (21, 48) passe par une unité de déshydratation par séparation membranaire (22, 49) avant d'alimenter le réacteur (3, 7, 35). 16. Installation selon l'une des revendications 13 à 15, dans 15 laquelle le réacteur comporte une unité de déshydratation par séparation membranaire. 17. Installation selon l'une des revendications 13 à 16, comprenant : 20 - un premier réacteur (3) ; - un deuxième réacteur (7) en aval du premier réacteur (3) ; - une ligne de transport de flux intermédiaire de réaction (4) issue du premier réacteur (3) et alimentant le deuxième réacteur (7) ; 25 la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction (4) passant par une unité de déshydratation par séparation membranaire (5). 18. Installation selon l'une des revendications 13 à 17, comprenant 30 une ligne de soutirage de flux riche en acide (méth)acrylique (10) issue des moyens de séparation du flux de réaction (9, 12, 15, 18) et alimentant de préférence la ligne de transport de flux intermédiaire de réaction (4), de manière particulièrement préférée en amont de l'unité de déshydratation par séparation 35 membranaire (5). 19. Installation selon l'une des revendications 13 à 18, dans laquelle l'unité de déshydratation par séparation membranaire(5, 22, 35) est une unité de déshydratation par pervaporation ou par perméation de vapeur. 20. Installation selon l'une des revendications 13 à 19, dans laquelle l'unité de déshydratation par séparation membranaire (5, 22, 35) comporte une membrane inorganique, de préférence zéolite, et de manière plus particulièrement préférée zéolite de type T ; ou une membrane polyrnérique, de préférence une membrane hydrophile à base d'alcool polyvinylique.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB770551A (en) * | 1953-08-27 | 1957-03-20 | Celanese Corp | Continuous esterification process |
| US5427687A (en) * | 1990-06-15 | 1995-06-27 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Bubble reaction using vapor permeation |
| US6107515A (en) * | 1996-09-10 | 2000-08-22 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for preparing methacrylic or acrylic esters |
| JP2002047213A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-12 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | エステル化反応装置およびこれを用いたエステル製造方法 |
-
2011
- 2011-09-27 FR FR1158625A patent/FR2980475B1/fr active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB770551A (en) * | 1953-08-27 | 1957-03-20 | Celanese Corp | Continuous esterification process |
| US5427687A (en) * | 1990-06-15 | 1995-06-27 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Bubble reaction using vapor permeation |
| US6107515A (en) * | 1996-09-10 | 2000-08-22 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for preparing methacrylic or acrylic esters |
| JP2002047213A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-12 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | エステル化反応装置およびこれを用いたエステル製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015086978A1 (fr) | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Arkema France | Purification d'esters (meth)acryliques par déshydratation par séparation membranaire |
| FR3014870A1 (fr) * | 2013-12-13 | 2015-06-19 | Arkema France | Procede de production d'esters (meth)acryliques |
| US20160376217A1 (en) * | 2013-12-13 | 2016-12-29 | Arkema France | Purification of (meth)acrylic esters by membrane separation dehydration |
| JP2017502942A (ja) * | 2013-12-13 | 2017-01-26 | アルケマ フランス | 膜分離の脱水による（メタ）アクリル酸エステルの精製 |
| US10647657B2 (en) | 2013-12-13 | 2020-05-12 | Arkema France | Purification of (meth)acrylic esters by membrane separation dehydration |
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