WO2006100314A1 - Procede de fabrication d'une chlorhydrine au depart d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxyle - Google Patents

Procede de fabrication d'une chlorhydrine au depart d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxyle Download PDF

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WO2006100314A1
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polyhydroxylated aliphatic
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chlorohydrin
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Philippe Krafft
Patrick Gilbeau
Dominique Balthasart
Valentine Smets
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Solvay (Société Anonyme)
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    • C07D303/08—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by halogen atoms, nitro radicals or nitroso radicals

Definitions

  • the present invention relates to a method of chlorohydrin.
  • the present invention relates more specifically to a process for producing chlorohydrin by reaction between a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and a chlorinating agent.
  • Chlorohydrins are reaction intermediates in the manufacture of epoxides.
  • Dichloropropanol for example, is a reaction intermediate in the manufacture of epichlorohydrin and epoxy resins (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, 1992, Vol 2, page 156, John Wiley & Sons, Inc.). .
  • dichloropropanol can be obtained in particular by hypochlorination of allyl chloride, by chlorination of allyl alcohol and by hydrochlorination of glycerol.
  • the latter process has the advantage that dichloropropanol can be obtained from fossil raw materials or renewable raw materials, and it is known that petrochemical natural resources, from which fossil fuels are derived, for example petroleum, natural gas or coal, available on the earth are limited.
  • the international application WO 2005/021476 describes a process for the manufacture of dichloropropanol by reaction between glycerol and gaseous hydrogen chloride in the presence of acetic acid as catalyst. A mixture containing the produced DCPoI, the reaction water and the residual hydrogen chloride is separated by distillation.
  • the application WO 2005/054167 of Solvay SA describes a process for the manufacture of dichloropropanol by reaction between glycerol and hydrogen chloride in the presence of another catalyst such as adipic acid. A mixture of water, DCPoI and hydrogen chloride is also separated by distillation. In both processes, the presence of hydrogen chloride in the distillate can be the source of losses of this reagent and corrosion problem related to the presence of potentially corrosive liquid phases.
  • the object of the invention is to provide a process for producing chloroalcohol or chlorohydrin which does not have these disadvantages.
  • the invention therefore relates to a process for producing chlorohydrin by reaction between a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them, and a chlorinating agent in a reactor which is fed in one or more liquid streams containing less than 50% by weight of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture thereof relative to the weight of all the liquid streams introduced into the reactor.
  • the liquid stream (s) often contain less than 40% by weight of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or the mixture of them with respect to the weight of all the liquid streams.
  • introduced into the reactor frequently less than 30% by weight, specifically less than 20% by weight and more specifically less than 10% by weight.
  • the process for producing chlorohydrin according to the invention preferably comprises the following steps:
  • a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a mixture thereof is reacted with a chlorinating agent so as to obtain at least one medium containing chlorohydrin, water and chlorinating agent
  • step (b) at least a fraction of the medium formed in step (a) is taken
  • step (c) The fraction taken in step (b) is subjected to a distillation and / or stripping operation in which polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is added so as to separate from the fraction taken in step (b). ) a mixture containing water and chlorohydrin having a reduced content of chlorinating agent compared to that of the fraction taken in step (b). It has been found that the addition of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon in step (c) has, inter alia, the following advantages: 1) a maintenance of the chlorinating agent in the medium of step (a) with a concomitant increase in the yield of the chlorohydrin formation reaction 2) an energy gain with equivalent separation efficiency following a lower reflux of water in the distillation and / or stripping column
  • polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon refers to a hydrocarbon that contains at least two hydroxyl groups attached to two different saturated carbon atoms.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon may contain, but is not limited to, from 2 to 60 carbon atoms.
  • Each of the carbons of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon bearing the functional hydroxyl (OH) group can not have more than one OH group, and must be of sp3 hybridization.
  • the carbon atom carrying the OH group may be primary, secondary or tertiary.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon used in the present invention must contain at least two sp3 hybridization carbon atoms carrying an OH group.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon includes any hydrocarbon containing a vicinal diol (1,2-diol) or a vicinal triol (1,2,3-triol) including higher orders of these repeating units, vicinal or contiguous .
  • the definition of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon also includes, for example, one or more 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-diol functional groups.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon may also be a polymer such as polyvinyl alcohol. Geminated diols, for example, are excluded from this class of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons may contain aromatic entities or hetero atoms including, for example, hetero atoms of the halogen, sulfur, phosphorus, nitrogen, oxygen, silicon and boron type, and mixtures thereof.
  • Polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons for use in the present invention include, for example, 1,2-ethanediol (ethylene glycol), 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,3-propanediol, 1-chloro-2, 3-propanediol (chloropropanediol), 2-chloro-1,3-propanediol
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon used in the present invention includes, for example, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol,
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon used in the present invention includes, for example, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, chloropropanediol and 1,2,3-propanetriol, and mixtures thereof. least two of them. 1,2,3-propanetriol or glycerol is the most preferred.
  • esters of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon may be present in the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and / or may be produced in the process for the manufacture of chlorohydrin and / or may be manufactured prior to the process for producing the chlorohydrin.
  • examples of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon esters include ethylene glycol monoacetate, propanediol monoacetates, glycerol monoacetates, glycerol monostearates, glycerol diacetates, and mixtures thereof.
  • chorhydrin is used here to describe a compound containing at least one hydroxyl group and at least one chlorine atom attached to different saturated carbon atoms.
  • a chlorohydrin which contains at least two hydroxyl groups is also a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon.
  • the starting material and the product of the reaction can each be chlorohydrins.
  • the "produced" chlorohydrin is more chlorinated than the starting chlorohydrin, that is to say that it has more chlorine atoms and fewer hydroxyl groups than the starting chlorohydrin.
  • Preferred chlorohydrins are chloroethanol, chloropropanol, chloropropanediol, dichloropropanol and mixtures of at least two of them. Dichloropropanol is particularly preferred.
  • chlorohydrins are 2-chloroethanol, 1-chloropropan-2-ol, 2-chloropropane-1-ol, 1-chloropropane-2,3-diol, 2-chloropropane-1,3-diol. 1,3-dichloropropan-2-ol, 2,3-dichloropropan-1-ol and mixtures of at least two of them.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated hydrocarbon ester, or the mixtures thereof, in the process according to the invention can be obtained from fossil raw materials or from renewable raw materials, preferably from renewable raw materials.
  • Fossil raw materials are understood to mean materials from the processing of petrochemical natural resources, for example, petroleum, natural gas, and coal. Of these materials, organic compounds having 2 and 3 carbon atoms are preferred.
  • the hydrocarbon Polyhydroxylated aliphatic is glycerol, allyl chloride, allyl alcohol and “synthetic” glycerol are particularly preferred.
  • synthetic glycerol is meant a glycerol generally obtained from petrochemical resources.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is ethylene glycol
  • ethylene and “synthetic" ethylene glycol are particularly preferred.
  • polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is propylene glycol
  • propylene and synthetic propylene glycol are particularly preferred.
  • synthetic propylene glycol is meant a propylene glycol generally obtained from petrochemical resources.
  • Renewable raw materials are defined as materials derived from the treatment of renewable natural resources.
  • “natural” ethylene glycol, “natural” propylene glycol and “natural” glycerol are preferred.
  • “natural” ethylene glycol, propylene glycol and glycerol are obtained by sugar conversion via thermochemical processes, which sugars can be obtained from biomass, as described in Industrial Bioproducts: Today and Tomorrow, Energetics. , Incorporated for the US Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of the Biomass Program, July 2003, pages 49, 52 to 56 ".
  • One of these processes is, for example, the catalytic hydrogenolysis of sorbitol obtained by thermochemical conversion of glucose.
  • Another method is for example the catalytic hydrogenolysis of xylitol obtained by hydrogenation of xylose.
  • the xylose can for example be obtained by hydrolysis of the hemicellulose contained in the corn fibers.
  • natural glycerol or “glycerol obtained from renewable raw materials” is meant in particular glycerol obtained during the manufacture of biodiesel or glycerol obtained during transformations of fats or oils of plant or animal origin in general such as saponification, trans-esterification or hydrolysis reactions.
  • oils that can be used to make natural glycerol are all common oils, such as palm, palm kernel, copra, babassu, old or new rapeseed, sunflower, maize, castor oil and cotton oils. , peanut, soy, flax and crambe oils and all oils for example, sunflower or rapeseed plants obtained by genetic modification or hybridization.
  • oils used it is also possible to indicate partially modified oils, for example by polymerization or oligomerization, for example the "standolies" of linseed oil, sunflower oil and blown vegetable oils.
  • a particularly suitable glycerol can be obtained during the processing of animal fats.
  • Another particularly suitable glycerol can be obtained during the manufacture of biodiesel.
  • a third particularly suitable glycerol can be obtained during the transformation of fats or oils, animal or vegetable, by trans-esterification in the presence of a heterogeneous catalyst, as described in documents FR 2752242,
  • the heterogeneous catalyst is chosen from mixed oxides of aluminum and zinc, mixed oxides of zinc and titanium, mixed oxides of zinc, titanium and aluminum, and oxides. mixed bismuth and aluminum, and the heterogeneous catalyst is implemented in the form of a fixed bed.
  • the latter process may be a biodiesel manufacturing process.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon may be as described in the patent application entitled "Process for preparing chlorohydrin by conversion of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons" deposited in the name of SOLVAY SA the same day as the present application, the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • a process for producing a chlorohydrin in which a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture thereof, of which the total content of expressed metals, is reacted. in the form of elements is greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg and less than or equal to 1000 mg / kg, with a chlorinating agent.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated hydrocarbon ester, or the mixture of them can be raw products or purified products, such as specifically disclosed in SOLVAY SA application WO 2005/054167, page 2, line 8, to page 4, line 2.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated hydrocarbon ester, or the mixture of them may be a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, a polyhydroxylated hydrocarbon ester, or a mixture thereof
  • the alkali metal content and / or alkaline earth may be less than or equal to 5 g / kg as described in the application entitled "Process for producing a chlorohydrin by chlorination of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon" deposited in the name of SOLVAY SA the same day as this dem ande, the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • the alkali metals can be selected from lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium and the alkaline earth metals can be selected from magnesium, calcium, strontium and barium.
  • the content of alkali and / or alkaline-earth metals of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is less than or equal to at 5 g / kg, often less than or equal to 1 g / kg, more particularly less than or equal to 0.5 g / kg and in some cases less than or equal to 0.01 g / kg.
  • the content of alkaline and / or alkaline earth metals of glycerol is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the alkali metals are generally lithium, sodium, potassium and cesium, often sodium and potassium, and frequently sodium.
  • the lithium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to at 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the sodium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the potassium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the rubidium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the cesium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the alkaline-earth elements are generally magnesium, calcium, strontium and barium, often magnesium and calcium and frequently calcium.
  • the magnesium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the calcium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the strontium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the barium content of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or of the mixture of them is generally less than or equal to 1 g / kg, often less than or equal to 0.1 g / kg and more particularly less than or equal to 2 mg / kg. This content is generally greater than or equal to 0.1 ⁇ g / kg.
  • the alkali and / or alkaline earth metals are generally present in the form of salts, frequently in the form of chlorides, sulphates and mixtures thereof. Sodium chloride is most often encountered.
  • the chlorinating agent may be as described in the application WO 2005/054167 of SOLVAY SA, of page 4, line 25, on page 6, line 2
  • the chlorinating agent may be hydrogen chloride may be as described in SOLVAY SA application WO 2005/054167, page 4, line 30 on page 6, line 2.
  • Hydrogen chloride may be derived from a process of pyrolysis of chlorinated organic compounds such as vinyl chloride manufacture, a process for the manufacture of 4,4-methylenediphenyl diisocyanate (MDI) or toluene diisocyanate (TDI), metal stripping processes or a reaction between an inorganic acid such as sulfuric or phosphoric acid and a metal chloride such as sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride.
  • MDI 4,4-methylenediphenyl diisocyanate
  • TDI toluene diisocyanate
  • metal stripping processes or a reaction between an inorganic acid such as sulfuric or phosphoric acid and a metal chloride such as sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride.
  • the chlorinating agent is gaseous hydrogen chloride or an aqueous solution of hydrogen chloride or a combination of both.
  • the hydrogen chloride may be an aqueous solution of hydrogen chloride or preferably anhydrous hydrogen chloride, from an installation for the production of allyl chloride and / or the production of chloromethanes and / or chlorinolysis and / or high temperature oxidation of chlorinated compounds as described in application entitled "Process for producing a chlorohydrin by reaction between a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and a chlorinating agent" deposited in the name of SOLVAY SA on the same day as the present application, the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • a process for producing a chlorohydrin from a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them, and a chlorinating agent the latter containing at least one of the following compounds: nitrogen, oxygen, hydrogen, chlorine, an organic hydrocarbon compound, a halogenated organic compound, an oxygenated organic compound and a metal.
  • an organic hydrocarbon compound which is selected from aromatic hydrocarbons, saturated or unsaturated aliphatic and mixtures thereof.
  • an unsaturated aliphatic hydrocarbon which is selected from acetylene, ethylene, propylene, butene, propadiene, methylacetylene, and mixtures thereof, of a saturated aliphatic hydrocarbon which is selected from methane , ethane, propane, butane, and mixtures thereof, and an aromatic hydrocarbon which is benzene.
  • halogenated organic compound which is a chlorinated organic compound chosen from chloromethanes, chloroethanes, chloropropanes, chlorobutanes, vinyl chloride, vinylidene chloride, monochloropropenes, perchlorethylene, trichlorethylene, chlorobutadiene, chlorobenzenes and mixtures thereof.
  • halogenated organic compound which is a fluorinated organic compound selected from fluoromethanes, fluoroethanes, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and mixtures thereof.
  • an oxygenated organic compound which is selected from alcohols, chloroalcohols, chloroethers and mixtures thereof.
  • a metal selected from alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel , copper, lead, arsenic, cobalt, titanium, cadmium, antimony, mercury, zinc, selenium, aluminum, bismuth, and mixtures thereof.
  • the chlorinating agent is derived at least partially from a process for producing allyl chloride and / or a process for producing chloromethanes and / or a process chlorinolysis and / or a process for the oxidation of chlorinated compounds at a temperature greater than or equal to 800 ° C.
  • the hydrogen chloride is an aqueous solution of hydrogen chloride and does not comprise gaseous hydrogen chloride.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in a reactor as described in the application WO 2005/054167 SOLVAY SA, on page 6, lines 3 to 23. Mention is particularly made of an installation made of, or covered with, resistant materials under the conditions of the reaction with chlorinating agents, in particular with hydrogen chloride.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in equipment, made of or covered with chlorine-resistant materials, as described in the application entitled “Process for the manufacture of a chlorohydrin in corrosion-resistant equipment” filed on behalf of SOLVAY SA the same the present application, the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • a process for the manufacture of a chlorohydrin comprising a step in which a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a mixture thereof is subjected to a reaction with a chlorinating agent containing hydrogen chloride and at least one other step performed in equipment, made of or coated with chlorinating agent resistant materials, under the conditions of carrying out this step.
  • metallic materials such as enamelled steel, gold and tantalum
  • non-metallic materials such as high density polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene , the perfluoroalkoxyalkanes and poly (perfluoropropylvinylether), polysulfones and polysulfides, graphite and impregnated graphite.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in a reaction medium, as described in the application entitled "Continuous process for the manufacture of chlorohydrins" filed in the name of SOLVAY SA on the same day as the present application, the content of which is hereby incorporated by reference. Particular mention is made of a continuous process for the production of chlorohydrin in which a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a mixture of them is reacted with a chlorinating agent and an organic acid.
  • a liquid reaction medium whose composition in the stationary state comprises polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and esters of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon whose sum of the contents expressed in moles of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is greater than 1, 1 mol% and less than or equal to 30 mol%, the percentage being related to the organic part of the liquid reaction medium.
  • the organic part of the liquid reaction medium consists of all the organic compounds of the liquid reaction medium, that is to say compounds whose molecule contains at least 1 carbon atom.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in the presence of a catalyst as described in SOLVAY SA application WO 2005/054167, page 6, line 28, on page 8, line 5.
  • a catalyst based on a carboxylic acid or on a carboxylic acid derivative having an atmospheric boiling point greater than or equal to 200 ° C. in particular adipic acid and derivatives of adipic acid.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be at a catalyst concentration, a temperature, a pressure and for residence times as described in SOLVAY SA application WO 2005/054167, page 8, line 6 to page 10, line 10.
  • a temperature of at least 20 ° C and not more than 160 ° C a pressure of not less than 0.3 bar and not more than 100 bar, and a residence time of not less than 1 h and not more than 50 h.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in the presence of a solvent as described in the application WO 2005/054167 of SOLVAY SA, on page 11, lines 12 to 36.
  • an organic solvent such as a chlorinated organic solvent, an alcohol, a ketone, an ester or an ether, a non-aqueous solvent miscible with the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon such as chloroethanol, chloropropanol and chloropropanediol. , dichloropropanol, dioxane, phenol, cresol, and mixtures of chloropropanediol and dichloropropanol, or heavy products of the reaction such as oligomers of at least partially chlorinated and / or esterified polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon.
  • an organic solvent such as a chlorinated organic solvent, an alcohol, a ketone, an ester or an ether
  • a non-aqueous solvent miscible with the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon such as chloroethanol, chloropropanol and chloropropanediol.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in the presence of a liquid phase comprising heavy compounds other than the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, as described in the application entitled "Process for the manufacture of a chlorohydrin in a liquid phase" deposited in the name of SOLVAY SA on the same day as the present application, the content of which is hereby incorporated by reference.
  • a process for producing a chlorohydrin wherein a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, or a mixture thereof is subjected to a reaction with a chlorinating agent. in the presence of a liquid phase comprising heavy compounds other than the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and whose boiling point at a pressure of 1 bar absolute is at least 15 ° C higher than the boiling point of chlorohydrin under a pressure of 1 bar absolute.
  • the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and the hydrocarbon ester polyhydroxylated aliphatic, or the mixture of them, and the chlorinating agent is preferably carried out in a liquid reaction medium.
  • the liquid reaction medium may be mono- or multiphasic.
  • the liquid reaction medium consists of all the dissolved or dispersed solid compounds, dissolved or dispersed liquids and gaseous dissolved or dispersed, at the reaction temperature.
  • the reaction medium comprises the reactants, the catalyst, the solvent, the impurities present in the reagents, in the solvent and in the catalyst, the reaction intermediates, the products and the by-products of the reaction.
  • reagents is meant the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, and the chlorinating agent.
  • impurities present in the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon mention may be made of carboxylic acids, carboxylic acid salts, fatty acid esters with polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, esters of fatty acids with the alcohols used. during the trans-esterification, inorganic salts such as chlorides and sulphates alkali or alkaline earth.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is glycerol
  • reaction intermediates mention may be made of the monochlorohydrins of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and their esters and / or polyesters, the esters and / or polyesters of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and the esters of the polychlorohydrins.
  • chlorohydrin is dichloropropanol
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester may therefore be, depending on the case, a reagent, an impurity of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a reaction intermediate.
  • products of the reaction is meant chlorohydrin and water.
  • the water may be the water formed in the chlorination reaction and / or the water introduced into the process, for example via the polyaliphatic hydrocarbon hydroxyl and / or the chlorinating agent, as described in the application
  • by-products include, for example, partially chlorinated and / or esterified polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon oligomers.
  • polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is glycerol
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is glycerol
  • reaction intermediates and by-products may be formed in the various process steps such as, for example, during the chlorohydrin manufacturing step and during the chlorohydrin separation steps.
  • the liquid reaction medium may thus contain the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, the dissolved or dispersed chlorination agent in the form of bubbles, the catalyst, the solvent, the impurities present in the reactants, the solvent and the catalyst, such as dissolved salts. or solids for example, the solvent, the catalyst, the reaction intermediates, the products and the by-products of the reaction.
  • the process for producing the chlorohydrin according to the invention can be carried out in batch mode or in continuous mode. Continuous mode is preferred.
  • the steps (a), (b) and (c) of the process according to the invention can be carried out in batch mode or in continuous mode. It is preferred to carry out all the steps in continuous mode.
  • the separation of the chlorohydrin and the other compounds from the reaction medium can be carried out according to the modes as described in the application WO 2005/054167 of SOLVAY SA, of page 12, line 1, to the page 16, line 35 and on page 18, lines 6 to 13.
  • These other compounds are those mentioned above and comprise the reagents not consumed, the impurities present in the reagents, the catalyst, the solvent, the reaction intermediates, water and by-products of the reaction.
  • a process for producing a chlorohydrin in which (a) a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a mixture thereof is subjected to a reaction with a chlorinating agent in a reaction medium, (b) a fraction of the reaction medium containing at least water and chlorohydrin is withdrawn continuously or periodically, (c) at least part of the fraction obtained in step (b) ) is introduced into a distillation step and (d) the reflux ratio of the distillation step is controlled by supplying water to said distillation step.
  • a process for producing a chlorohydrin in which (a) a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a mixture thereof is subjected to a reaction with hydrogen chloride in a reaction medium, (b) a fraction of the reaction medium containing at least water and the chlorohydrin is withdrawn continuously or periodically, (c) at least part of the fraction obtained in step ( (b) is introduced in a distillation step, in which the ratio between the hydrogen chloride concentration and the water concentration in the fraction introduced into the distillation step is smaller than the ratio of hydrogen chloride / water concentrations in the azeotropic hydrogen chloride / water binary composition to the temperature and the distillation pressure.
  • the separation of the chlorohydrin and the other compounds from the reaction medium of chlorination of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon can be carried out according to the modes as described in the application entitled “Process of manufacture of a chlorohydrin "deposited in the name of SOLVAY SA, the same day as the present application, and the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • a process for producing a chlorohydrin comprising the following steps: (a) reacting a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture thereof, with a chlorination and an organic acid to obtain a mixture containing chlorohydrin and chlorohydrin esters, (b) subjecting at least a portion of the mixture obtained in step (a) to one or more treatments in subsequent steps in step (a) and (c) polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is added to at least one of the steps subsequent to step (a), so that it reacts at a temperature greater than or equal to 20 ° C, with the chlorohydrin esters so as to at least partially form esters of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is glycerol and the chlorohydrin is dichloropropanol.
  • the separation of the chlorohydrin and the other compounds from the reaction medium of chlorination of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon can be carried out according to the modes as described in the "Conversion process” application. of polyhydroxylated aliphatic hydrocarbons to chlorohydrins "deposited in the name of
  • SOLVAY SA the same day as the present application and whose contents are here incorporated by reference.
  • a process for preparing a chlorohydrin comprising the following steps: (a) reacting a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them, with an agent to obtain a mixture containing chlorohydrin, esters and of chlorohydrin and water, (b) at least a fraction of the mixture obtained in step (a) is subjected to a distillation and / or stripping treatment so as to obtain a concentrated portion of water, chlorohydrin and chlorohydrin esters and (c) at least a fraction of the portion obtained in step (b) is subjected to a separation operation in the presence of at least one additive so as to obtain a concentrated portion of chlorohydrin and chlorohydrin esters and which contains less than 40% by weight of water.
  • the separation operation is more particularly a settling.
  • the separation and the treatment of the other compounds of the reaction medium can be carried out according to modes as described in the application entitled "Process for the production of a chlorohydrin by chlorination of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon deposited in the name of SOLVAY SA the same day as the present application.
  • a preferred treatment is to subject a fraction of the by-products of the reaction to high temperature oxidation.
  • a process for producing a chlorohydrin comprising the following steps: (a) reacting a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them, the alkali and / or alkaline-earth metal content is less than or equal to 5 g / kg, an oxidizing agent and an organic acid so as to obtain a mixture containing at least chlorohydrin and by-products, (b) subject to at least a portion of the mixture obtained in step (a) to one or more treatments in steps subsequent to step (a) and (c) at least one of the steps subsequent to step (a) consists of oxidation at a temperature greater than or equal to 800 ° C.
  • step (b) is a separation operation chosen from among the operations of decantation, filtration, centrifugation, extraction, washing, evaporation, stripping, distillation, adsorption or combinations of at least two of them.
  • the content of chlorinating agent of the fraction taken in step (b) is generally greater than or equal to 0.035 percent by weight, preferably greater than or equal to 0.35 percent by weight. and particularly preferably greater than or equal to 3.5 percent by weight. This content is generally less than or equal to 30 percent by weight, preferably less than or equal to 20 percent by weight, and particularly preferably less than or equal to 10 percent by weight.
  • the chlorinating agent is preferably hydrogen chloride.
  • the chlorinating agent content of the fraction taken in step (b) is generally smaller than the concentration of chlorinating agent in the binary azeotropic chlorinating agent / water composition at the temperature and at the distillation and / or stripping pressure.
  • the chlorinating agent is preferably hydrogen chloride.
  • the ratio of the hydrogen chloride content to the water content of the fraction taken in step (b) is less than or equal to the ratio of the chloride content of hydrogen and the water content in the azeotropic binary hydrogen chloride / water composition at the temperature and at the distillation and / or stripping pressure.
  • Stripping is understood to mean the separation of a substance by entrainment with the vapor of a body which does not dissolve it.
  • Distillation means the direct passage from the liquid state to the gaseous state of the substance to be separated and the condensation of the vapors obtained.
  • the distillation is preferably a fractional distillation, that is to say a series of distillations carried out on the successively condensed vapors.
  • the ratio between the chlorinating agent content of the mixture separated in step (c) and the chlorinating agent content of the fraction taken in step (b) is generally less than or equal to at 0.95, in particular less than or equal to 0.70, most often less than or equal to 0.5.
  • the chlorinating agent is preferably hydrogen chloride.
  • Step (c) of the process according to the invention is generally carried out at a temperature greater than or equal to 50 ° C., frequently greater than or equal to 70 ° C. and most often greater than or equal to 90 ° C.
  • This temperature is generally less than or equal to 180 ° C., often less than or equal to 150 ° C. and in particular less than or equal to 120 ° C.
  • Step (c) of the process according to the invention is generally carried out at a pressure greater than or equal to 0.1 bar, often greater than or equal to 0.5 bar and more particularly greater than or equal to 0.9 bar. This pressure is generally less than or equal to 20 bar, frequently less than or equal to 10 bar and in some cases less than or equal to 5 bar.
  • Stage (c) of the process according to the invention is carried out at a ratio of masses between the polyhydroxylated hydrocarbon and the fraction taken in stage (b) generally greater than or equal to 0.02, often greater than or equal to 0.05 and in particular greater than or equal to 0.1. This mass ratio is generally less than or equal to 2 and frequently less than or equal to 1.
  • Step (c) of the process according to the invention can be carried out in any container, such as, for example, a distillation and / or stripping column, with reflux.
  • This column may be of any type and generally comprises at least one feed point of the fraction taken in step (b), at least one feed point of the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, at least one reflux feed point and at least one theoretical plateau below the reflux feed point.
  • the distillation or stripping column may be located at any point relative to the reactor where the process step (a) according to the invention is carried out.
  • the stripping gas may be any inert gas with respect to the chlorohydrin such as, for example, water vapor, air, nitrogen and carbon dioxide.
  • the column is located above the reactor in which the process step (a) according to the invention is carried out.
  • the fraction taken in step (b) is then a fraction of the gaseous phase in contact with the liquid phase in which the reaction of step (a) is carried out.
  • the column is not situated above the container in which the process step (a) according to the invention is carried out, but for example in a loop for withdrawing the liquid phase.
  • the addition of the polyhydroxylated hydrocarbon to step (c) can be carried out at any level of the distillation column. This addition is preferably performed at a level corresponding to at least 1 and at most 4 theoretical plates below the reflux feed point.
  • the chlorohydrin when the chlorohydrin is chloropropanol, it is generally used in the form of a mixture of compounds comprising the isomers of 1-chloropropan-2-ol and 2-chloropropane-1. ol.
  • This mixture generally contains more than 1% by weight of the two isomers, preferably more than 5% by weight and more particularly more than 50%.
  • the mixture usually contains less than 99.9% by weight of both isomers, preferably less than 95% by weight and most preferably less than 90% by weight.
  • the other constituents of the mixture may be compounds derived from chloropropanol production processes, such as residual reagents, reaction by-products, solvents and in particular water.
  • 2-chloropropane-1-ol is usually greater than or equal to 0.01, preferably greater than or equal to 0.4. This ratio is usually less than or equal to 99 and preferably less than or equal to 25.
  • the chlorohydrin when the chlorohydrin is chloroethanol, it is generally used in the form of a mixture of compounds comprising the 2-chloroethanol isomer.
  • This mixture generally contains more than 1% by weight of the isomer, preferably more than 5% by weight and especially more than 50%.
  • the mixture usually contains less than 99.9% by weight of the isomer, preferably less than 95% by weight and most preferably less than 90% by weight.
  • the other constituents of the mixture may be compounds derived from chloroethanol production processes, such as residual reagents, reaction by-products, solvents and in particular water.
  • chlorohydrin when the chlorohydrin is chloropropanediol, it is generally used in the form of a mixture of compounds comprising the isomers of 1-chloropropane-2,3-diol and 2-chloropropane. -l, 3-diol.
  • This mixture generally contains more than 1% by weight of the two isomers, preferably more than 5% by weight and more particularly more than 50%.
  • the mixture usually contains less than 99.9% by weight of the two isomers, preferably less than 95% by weight and most preferably less than 90% by weight.
  • the other constituents of the mixture may be compounds derived from chloropropanediol production processes, such as residual reagents, reaction by-products, solvents and in particular water.
  • 2-chloropropane-1,3-diol is usually greater than or equal to 0.01, preferably greater than or equal to 0.4. This ratio is usually less than or equal to 99 and preferably less than or equal to 25.
  • the chlorohydrin when the chlorohydrin is dichloropropanol, it is generally used in the form of a mixture of compounds. comprising the isomers of 1,3-dichloropropan-2-ol and 2,3-dichloropropan-1-ol. This mixture contains generally more than 1% by weight of the two isomers, preferably more than 5% by weight and more particularly more than 50%.
  • the mixture usually contains less than 99.9% by weight of the two isomers, preferably less than 95% by weight and most preferably less than 90% by weight.
  • the other constituents of the mixture may be compounds from dichloropropanol production processes, such as residual reagents, reaction by-products, solvents and in particular water.
  • the weight ratio between the 1,3-dichloropropan-2-ol and 2,3-dichloropropan-1-ol isomers is usually greater than or equal to 0.01, often greater than or equal to 0.4, frequently greater than or equal to 1 , 5, preferably greater than or equal to 3.0, more preferably greater than or equal to 7.0 and most preferably greater than or equal to 20.0. This ratio is usually less than or equal to 99 and preferably less than or equal to 25.
  • the reaction between the polyhydroxylated hydrocarbon and the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester or the mixture of them, and the chlorinating agent can be carried out in the presence of an organic acid as a catalyst.
  • the organic acid may be a product from the process for producing the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon or a product not from this process. In the latter case, it may be an organic acid used to catalyze the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and the chlorinating agent.
  • the organic acid may also be a mixture of organic acid from the process for producing the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and an organic acid not originating from the process for producing the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester can come from the reaction between the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and the organic acid, before, during or in the steps which follow the reaction with the chlorinating agent.
  • the chlorohydrin obtained in the process according to the invention may contain a high content of halogenated ketones, in particular chloroacetone, as described in the patent application FR 05.05120 of 20/20172005 filed in the name of the Applicant, and whose content is hereby incorporated by reference.
  • the content of halogenated ketone can be reduced by subjecting the chlorohydrin obtained in the process according to the invention to azeotropic distillation in the presence of water or subjecting the chlorohydrin to a dehydrochlorination treatment as described in this application, from page 4, line 1, to page 6, line 35.
  • a process for producing an epoxide in which halogenated ketones are formed as by-products and which comprises at least one treatment for removing at least a portion of the halogenated ketones formed Mention is more particularly made of a process for producing an epoxide by dehydrochlorination of a chlorohydrin of which at least one fraction is produced by chlorination of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture thereof, a dehydrochlorination treatment and azeotropic distillation treatment of a halogenated water-ketone mixture for removing at least a portion of the halogenated ketones formed and a manufacture of epichlorohydrin in which the halogenated ketone formed is chloroacetone.
  • the chlorohydrin obtained in the process according to the invention can be subjected to a dehydrochlorination reaction to produce an epoxide as described in the patent applications WO 2005/054167 and FR 05.05120 filed in the name of SOLVAY SA
  • epoxy is used herein to describe a compound having at least one oxygen bridged on a carbon-carbon bond.
  • the carbon atoms of the carbon-carbon bond are adjacent and the compound may contain other atoms than carbon and oxygen atoms, such as hydrogen atoms and halogens.
  • Preferred epoxides are ethylene oxide, propylene oxide, glycidol and epichlorohydrin.
  • the dehydrochlorination of the chlorohydrin can be carried out as described in the application entitled "Process for producing an epoxide from a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon and a chlorinating agent" deposited in the name of SOLVAY SA on the same day as the present application, and the content of which is hereby incorporated by reference.
  • a process for producing an epoxide in which a reaction medium resulting from the reaction between a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them, is subjected to and a chlorinating agent, the reaction medium containing at least 10 g of chlorohydrin per kg of reaction medium, to a subsequent chemical reaction without intermediate treatment.
  • Epoxide manufacturing comprising the steps of: (a) reacting a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture thereof, with a chlorinating agent and an organic acid to form chlorohydrin and chlorohydrin esters in a reaction medium containing polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon ester, water, the chlorinating agent and the organic acid, the reaction medium containing at least 10 g of chlorohydrin per kg of reaction medium, (b) subjecting at least a fraction of the reaction medium obtained in step (a), which fraction has the same composition as the reaction medium obtained in step (a), one or more treatments in steps subsequent to step (a), and (c) adding a basic compound to at least one of the steps subsequent to step ( a) for i It reacts at least partially with the chlorohydrin, the chlorohydrin esters, the chlorinating agent and the organic acid to form epoxide and salt
  • the process for the production of the chlorohydrin according to the invention can be integrated into an overall scheme for producing an epoxide as described in the application entitled "Process for producing an epoxide from a chlorohydrin" deposited in the name of SOLVAY SA the same day as the present application, and the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • a process for the production of an epoxide comprising at least one step of purifying the epoxide formed, the epoxide being at least partly produced by a process for the dehydrochlorination of a chlorohydrin, the latter being at least partly manufactured by a process for chlorinating a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, an ester of a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, or a mixture of them.
  • the chlorohydrin is dichloropropanol
  • the process according to the invention can be followed by the manufacture of epichlorohydrin by dehydrochlorination of dichloropropanol and epichlorohydrin can be used in the manufacture of epoxy resins.
  • the polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon is preferably glycerol and the chlorohydrin is preferably dichloropropanol.
  • FIG. 1 shows a particular installation scheme used to implement the separation method according to the invention.
  • a reactor (4) is fed continuously or in batch mode with a polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon, a polyhydroxylated dicarboxylic acid ester, or a mixture of them via the line (1) and into a catalyst via the line ( 2), the supply of chlorinating agent is carried out in continuous mode or in batch mode via line (3), a distillation column (6) is supplied via line (5) with vapors produced in the reactor (4). ), a stream is withdrawn from the column (6) via the line (7) and is introduced into a condenser (8), the flow from the condenser is introduced via the line (9) into a decanter (10) in which Aqueous and organic phases are separated.
  • Part of the separated aqueous phase is optionally recycled via line (11) to the top of the column to maintain reflux.
  • Fresh water can be introduced into the line (11) via the line (12).
  • the production of chlorohydrin is distributed between the organic phase withdrawn via line (14) and the aqueous phase withdrawn via line (13).
  • the residue of the column (6) can be recycled to the reactor (4) via line (15).
  • Polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon may be introduced into the distillation column (6) under the reflux feed point (11) via line (33).
  • a portion of the heavy products is withdrawn from the reactor (4) via the purge (16) and is introduced via line (17) into an evaporator (18) in which a partial evaporation operation is carried out for example by heating or by sweeping gaseous with nitrogen or water vapor, the gaseous phase containing most of the hydrogen chloride of the stream (17) is recycled via line (19) to column (6) or via the line (20) to the reactor (4), a distillation or stripping column (22) is fed with the liquid phase from the evaporator (18) via the line (21), the line (21) and / or the distillation column (22) and / or the evaporator (18) and / or the line (17) are supplied with polyhydroxylated aliphatic hydrocarbon via line (32) and / or line (31) and / or line respectively.
  • a stream is withdrawn from the purge (16) and introduced via the line (30) in the filtration column (25).
  • the evaporator (18) and the distillation column (22) are then short-circuited.

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Abstract

Procédé de fabrication de chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et un agent de chloration dans un réacteur qui est alimenté en un ou plusieurs flux liquides contenant moins de 50 % en poids l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé par rapport au poids de la totalité des flux liquides.

Description

Procédé de fabrication d'une chlorhydrine au départ d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé
La présente demande de brevet revendique le bénéfice de la demande de brevet FR 05.05120 et de la demande de brevet EP 05104321.4, déposées le 20 mai 2005 et des demandes de brevet US provisoires 60/734659, 60/734627, 60/734657, 60/734658, 60/734635, 60/734634, 60/734637 et 60/734636, déposées le 8 novembre 2005, dont les contenus sont ici incorporés par référence.
La présente invention se rapporte à un procédé de chlorhydrine. La présente invention se rapporte plus spécifiquement à un procédé de fabrication de chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et un agent de chloration.
Les chlorhydrines sont des intermédiaires réactionnels dans la fabrication des époxydes. Le dichloropropanol, par exemple, est un intermédiaire réactionnel dans la fabrication de l'épichlorhydrine et des résines époxy (Kirk- Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, 1992, Vol. 2, page 156, John Wiley & Sons, Inc.).
Selon des procédés connus, on peut obtenir le dichloropropanol notamment par hypochloration du chlorure d'allyle, par chloration de l'alcool allylique et par hydrochloration du glycérol. Ce dernier procédé présente l'avantage que le dichloropropanol peut être obtenu au départ de matières premières fossiles ou de matières premières renouvelables et il est connu que les ressources naturelles pétrochimiques, dont sont issues les matières fossiles, par exemple le pétrole, le gaz naturel ou le charbon, disponibles sur la terre sont limitées.
La demande internationale WO 2005/021476 décrit un procédé de fabrication de dichloropropanol par réaction entre du glycérol et du chlorure d'hydrogène gazeux en présence d'acide acétique comme catalyseur. Un mélange contenant le DCPoI produit, l'eau de réaction et le chlorure d'hydrogène résiduel est séparé par distillation. La demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA décrit un procédé de fabrication de dichloropropanol par réaction entre du glycérol et du chlorure d'hydrogène en présence d'un autre catalyseur tel que l'acide adipique. Un mélange d'eau, de DCPoI et de chlorure d'hydrogène est également séparé par distillation. Dans les deux procédés, la présence de chlorure d'hydrogène dans le distillât peut être la source de pertes de ce réactif et de problème de corrosion lié à la présence de phases liquides potentiellement corrosives.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de chloroalcool ou chlorhydrine qui ne présente pas ces inconvénients.
L'invention concerne dès lors un procédé de fabrication de chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, et un agent de chloration dans un réacteur qui est alimenté en un ou plusieurs flux liquides contenant moins de 50 % en poids de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux par rapport au poids de la totalité des flux liquides introduits dans le réacteur.
Le ou les flux liquides contiennent souvent moins de 40 % en poids de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux par rapport au poids de la totalité des flux liquides introduits dans le réacteur, fréquemment moins de 30 % en poids, spécifiquement moins de 20 % en poids et plus spécifiquement moins de 10 % en poids. Le procédé de fabrication de chlorhydrine selon l'invention, comprend de préférence, les étapes suivantes :
(a) On fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration de façon à obtenir au moins un milieu contenant de la chlorhydrine, de l'eau et de l'agent de chloration
(b) On prélève au moins une fraction du milieu formé à l'étape (a)
(c) On soumet la fraction prélevée à l'étape (b) à une opération de distillation et/ou de stripping dans laquelle on ajoute de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé de façon à séparer de la fraction prélevée à l'étape (b) un mélange contenant de l'eau et de la chlorhydrine présentant une teneur réduite en agent de chloration comparée à celle de la fraction prélevée à l'étape (b). On a trouvé que l'ajout de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé à l'étape (c) présente, entre autres les avantages suivants : 1) un maintien de l'agent de chloration dans le milieu de l'étape (a) avec une augmentation concomitante du rendement de la réaction de formation de la chlorhydrine 2) un gain d'énergie à efficacité de séparation équivalente suite à un moindre reflux d'eau dans la colonne de distillation et/ou de stripping
3) une moindre corrosivité des phases liquides obtenues après condensation du mélange de l'étape (c). L'expression « hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé » se rapporte à un hydrocarbure qui contient au moins deux groupements hydroxyles attachés à deux atomes de carbone différents saturés. L'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peut contenir, mais n'est pas limité à, de 2 à 60 atomes de carbone.
Chacun des carbones d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé portant le groupement hydroxylé (OH) fonctionnel ne peut pas posséder plus d'un groupement OH, et doit être d'hybridation sp3. L'atome de carbone portant le groupement OH peut être primaire, secondaire ou tertiaire. L'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé utilisé dans la présente invention doit contenir au moins deux atomes de carbone d'hybridation sp3 portant un groupement OH. L'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé inclut n'importe quel hydrocarbure contenant un diol vicinal (1,2-diol) ou un triol vicinal (1,2,3-triol) y compris des ordres plus élevés de ces unités répétitives, vicinales ou contiguës. La définition de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé inclut aussi par exemple un ou plus de groupements fonctionnels 1,3-, 1,4-, 1,5- et 1,6-diol. L'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peut aussi être un polymère tel que l'alcool polyvinylique. Les diols géminés, par exemple, sont exclus de cette classe d'hydrocarbures aliphatiques poly hydroxyles.
Les hydrocarbures aliphatiques poly hydroxyles peuvent contenir des entités aromatiques ou des hétéro atomes incluant par exemple les hétéro atomes de type halogène, soufre, phosphore, azote, oxygène, silicium et bore, et leurs mélanges.
Des hydrocarbures aliphatiques poly hydroxyles utilisables dans la présente invention comprennent par exemple, le 1,2-éthanediol (éthylène glycol), le 1,2-propanediol (propylène glycol), le 1,3-propanediol, le l-chloro-2,3-propanediol (chloropropanediol), le 2-chloro-l,3-propanediol
(chloropropanediol), le 1,4-butanediol, le 1,5-pentanediol, les cyclohexanediols, le 1,2-butanediol, le 1,2-cyclohexanediméthanol, le 1,2,3-propanetriol (aussi connu comme « glycérol » ou « glycérine »), et leurs mélanges. De façon préférée, l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé utilisé dans la présente invention inclut par exemple le 1,2-éthanediol, le 1,2-propanediol, le
1,3-propanediol, le chloropropanediol et 1,2,3-propanetriol, et les mélanges d'au - A -
moins deux d'entre-eux. De façon plus préférée, l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé utilisé dans la présente invention inclut par exemple le 1,2-éthanediol, le 1,2-propanediol, le chloropropanediol et 1,2,3-propanetriol, et les mélanges d'au moins deux d'entre-eux. Le 1,2,3-propanetriol ou glycérol est le plus préféré.
Les esters de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peuvent être présents dans l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et/ou être produits dans le procédé de fabrication de la chlorhydrine et/ou être fabriqués préalablement au procédé de fabrication de la chlorhydrine. Des exemples d'esters de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé comprennent le monoacétate de l'éthylène glycol, les monoacétates de propanediol, les monoacétates de glycérol, les monostéarates de glycérol, les diacétates de glycérol et leurs mélanges. L'expression « chorhydrine » est ici utilisée pour décrire un composé contenant au moins un groupement hydroxylé et au moins un atome de chlore attaché à des différents atomes de carbone saturés. Une chlorhydrine qui contient au moins deux groupements hydroxyles est aussi un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé. Donc, le matériau de départ et le produit de la réaction peuvent chacun être des chlorhydrines. Dans ce cas, la chlorohydrine « produit » est plus chlorée que la chlorhydrine de départ, c'est-à-dire qu'elle a plus d'atomes de chlore et moins de groupements hydroxyles que la chlorhydrine de départ. Des chlorhydrines préférées sont le chloroéthanol, le chloropropanol, le chloropropanediol, le dichloropropanol et les mélanges d'au moins deux d'entre-eux. Le dichloropropanol est particulièrement préféré. Des chlorhydrines plus particulièrement préférées sont le 2-chloroéthanol, le l-chloropropane-2-ol, le 2-chloropropane-l-ol, le l-chloropropane-2,3-diol, le 2-chloropropane-l,3-diol, le l,3-dichloropropane-2-ol, le 2,3-dichloropropane-l-ol et les mélanges d'au moins deux d'entre-eux.
L'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure poly hydroxylé, ou les mélanges d'enter eux, dans le procédé selon l'invention peuvent être obtenus au départ de matières premières fossiles ou au départ de matières premières renouvelables, de préférence au départ de matières premières renouvelables.
Par matières premières fossiles, on entend désigner des matières issues du traitement des ressources naturelles pétrochimiques, par exemple le pétrole, le gaz naturel, et le charbon. Parmi ces matières, les composés organiques comportant 2 et 3 atomes de carbone sont préférés. Lorsque l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est le glycérol, le chlorure d'allyle, l'alcool allylique et le glycérol « synthétique » sont particulièrement préférés. Par glycérol « synthétique », on entend désigner un glycérol généralement obtenu à partir de ressources pétrochimiques. Lorsque l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est l'éthylène glycol, l'éthylène et l'éthylène glycol « synthétique » sont particulièrement préférés. Par éthylène glycol « synthétique », on entend désigner un éthylène glycol généralement obtenu à partir de ressources pétrochimiques. Lorsque l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est le propylène glycol, le propylène et le propylène glycol « synthétique » sont particulièrement préférés. Par propylène glycol « synthétique », on entend désigner un propylène glycol généralement obtenu à partir de ressources pétrochimiques.
Par matières premières renouvelables, on entend désigner des matières issues du traitement des ressources naturelles renouvelables. Parmi ces matières, l'éthylène glycol « naturel », le propylène glycol « naturel » et le glycérol « naturel » sont préférés. De l'éthylène glycol, du propylène glycol et du glycérol « naturels » sont par exemple obtenus par conversion de sucres via des procédés thermochimiques, ces sucres pouvant être obtenus au départ de biomasse, comme décrit dans "Industrial Bioproducts : Today and Tomorrow, Energetics, Incorporated for the U.S. Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, Office of the Biomass Program, JuIy 2003, pages 49, 52 to 56". Un de ces procédés est par exemple l'hydrogénolyse catalytique du sorbitol obtenu par conversion thermochimique du glucose. Un autre procédé est par exemple l'hydrogénolyse catalytique du xylitol obtenu par hydrogénation du xylose. Le xylose peut par exemple être obtenu par hydrolyse de l'hemicellulose contenue dans les fibres de maïs. Par « glycérol naturel » ou « glycérol obtenu à partir de matières premières renouvelables » on entend désigner en particulier du glycérol obtenu au cours de la fabrication de biodiesel ou encore du glycérol obtenu au cours de transformations de graisses ou huiles d'origine végétale ou animale en général telles que des réactions de saponification, de trans-estérification ou d'hydrolyse.
Parmi les huiles utilisables pour fabriquer le glycérol naturel, on peut citer toutes les huiles courantes, comme les huiles de palme, de palmiste, de coprah, de babassu, de colza ancien ou nouveau, de tournesol, de maïs, de ricin et de coton, les huiles d'arachide, de soja, de lin et de crambe et toutes les huiles issues par exemple des plantes de tournesol ou de colza obtenues par modification génétique ou hybridation.
On peut même utiliser des huiles de friture usagées, des huiles animales variées, comme les huiles de poisson, le suif, le saindoux et même des graisses d'équarrissage.
Parmi les huiles utilisées, on peut encore indiquer des huiles partiellement modifiées par exemple par polymérisation ou oligomérisation comme par exemple les "standolies" d'huiles de lin, de tournesol et les huiles végétales soufflées. Un glycérol particulièrement adapté peut être obtenu lors de la transformation de graisses animales. Un autre glycérol particulièrement adapté peut être obtenu lors de la fabrication de biodiesel. Un troisième glycérol tout particulièrement bien adapté peut être obtenu lors de la transformation de graisses ou d'huiles, animales ou végétales, par trans-estérification en présence d'un catalyseur hétérogène, tel que décrit dans les documents FR 2752242,
FR 2869612 et FR 2869613. Plus spécifiquement, le catalyseur hétérogène est choisi parmi les oxydes mixtes d'aluminium et de zinc, les oxydes mixtes de zinc et de titane, les oxydes mixtes de zinc, de titane et d'aluminium, et les oxydes mixtes de bismuth et d'aluminium, et le catalyseur hétérogène est mis en œuvre sous la forme d'un lit fixe. Ce dernier procédé peut être un procédé de fabrication de biodiesel.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peut être tel que décrit dans la demande de brevet intitulée « Procédé de préparation de chlorhydrine par conversion d'hydrocarbures aliphatiques poly hydroxylés » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine dans lequel on fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, dont la teneur totale en métaux exprimés sous forme d'éléments est supérieure ou égale à 0,1 μg/kg et inférieure ou égale à 1 000 mg/kg, avec un agent de chloration.
Dans le procédé selon l'invention, on préfère utiliser du glycérol, un ester de glycérol ou un mélange d'entre eux, obtenus au départ de matières premières renouvelables. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhdyrine selon l'invention, l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, peuvent être des produits bruts ou des produits épurés, tels que spécifiquement divulgués dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 2, ligne 8, à la page 4, ligne 2. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, peuvent être un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'hydrocarbure poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, dont la teneur en métaux alcalin et/ou alcalino -terreux peut être inférieure ou égale à 5 g/kg tel que décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine par chloration d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence. Les métaux alcalins peuvent être sélectionnés parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium et le césium et les métaux alcalino-terreux peuvent être sélectionnés parmi le magnésium, le calcium, le strontium et le barium.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en métaux alcalins et/ou alcalino-terreux de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est inférieure ou égale à 5 g/kg, souvent inférieure ou égale à 1 g/kg, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,5 g/kg et dans certains cas inférieure ou égale à 0,01 g/kg. La teneur métaux alcalins et/ou alcalino-terreux du glycérol est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg. Dans le procédé selon l'invention, les métaux alcalins sont généralement le lithium, le sodium, le potassium et le césium, souvent le sodium et le potassium, et fréquemment le sodium.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la teneur en lithium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en sodium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en potassium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg. Dans le procédé selon l'invention, la teneur en rubidium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en césium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, les éléments alcalino-terreux sont généralement le magnésium, le calcium, le strontium et le barium, souvent le magnésium et le calcium et fréquemment le calcium. Dans le procédé selon l'invention, la teneur en magnésium de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en calcium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg. Dans le procédé selon l'invention, la teneur en strontium de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en barium de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou du mélange d'entre eux, est généralement inférieure ou égale à 1 g/kg, souvent inférieure ou égale à 0,1 g/kg et plus particulièrement inférieure ou égale à 2 mg/kg. Cette teneur est généralement supérieure ou égale à 0,1 μg/kg.
Dans le procédé selon l'invention, les métaux alcalins et/ou alcalino- terreux sont généralement présents sous la forme de sels, fréquemment sous la forme de chlorures, de sulfates et de leurs mélanges. Le chlorure de sodium est le plus souvent rencontré.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, l'agent de chloration peut être tel que décrit dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 4, ligne 25, à la page 6, ligne 2. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, l'agent de chloration peut être du chlorure d'hydrogène peut être tel que décrit dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 4, ligne 30, à la page 6, ligne 2.
Le chlorure d'hydrogène peut provenir d'un procédé de pyrolyse de composés organiques chlorés comme par exemple d'une fabrication de chlorure de vinyle, d'un procédé de fabrication de 4,4-méthylènediphenyl di-isocyanate (MDI) ou de toluène di-isocyanate (TDI), de procédés de décapage des métaux ou d'une réaction entre un acide inorganique comme l'acide sulfurique ou phosphorique et un chlorure métallique tel que le chlorure de sodium, le chlorure de potassium ou le chlorure de calcium.
Dans un mode de réalisation avantageux du procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, l'agent de chloration est du chlorure d'hydrogène gazeux ou une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène ou une combinaison des deux. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, le chlorure d'hydrogène peut être une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène ou du chlorure d'hydrogène de préférence anhydre, issu d'une installation de fabrication de chlorure d'allyle et/ou de fabrication de chlorométhanes et/ou de chlorinolyse et/ou d'oxydation à haute température de composés chlorés tels que décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et un agent de chloration » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine à partir d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, d'un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou d'un mélange d'entre eux, et d'un agent de chloration, ce dernier contenant au moins un des composés suivants : azote, oxygène, hydrogène, chlore, un composé organique hydrocarboné, un composé organique halogène, un composé organique oxygéné et un métal. Mention particulière est faite d'un composé organique hydrocarboné qui est choisi parmi les hydrocarbures aromatiques, aliphatiques saturés ou insaturés et leurs mélanges.
Mention particulière est faite d'un hydrocarbure aliphatique insaturé qui est choisi parmi l'acétylène, l'éthylène, le propylène, le butène, le propadiène, le méthylacétylène, et leurs mélanges, d'un hydrocarbure aliphatique saturé qui est choisi parmi le méthane, l'éthane, le propane, le butane, et leurs mélanges, et d'un hydrocarbure aromatique qui est le benzène.
Mention particulière est faite d'un composé organique halogène qui est un composé organique chloré choisi parmi les chlorométhanes, les chloroéthanes, les chloropropanes, les chlorobutanes, le chlorure de vinyle, le chlorure de vinylidène, les monochloropropènes, le perchloroéthylène, le trichloréthylène, les chlorobutadiène, les chlorobenzènes et leurs mélanges.
Mention particulière est faite d'un composé organique halogène qui est un composé organique fluoré choisi parmi les fluorométhanes, les fluoroéthanes, le fluorure de vinyle, le fluorure de vinylidène, et leurs mélanges.
Mention particulière est faite d'un composé organique oxygéné qui est choisi parmi les alcools, les chloroalcools, les chloroéthers et leurs mélanges Mention particulière est faite d'un métal choisi parmi les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux, le fer, le nickel, le cuivre, le plomb, l'arsenic, le cobalt, le titane, le cadmium, l'antimoine, le mercure, le zinc, le sélénium, l'aluminium, le bismuth, et leurs mélanges. Mention est plus particulièrement faite d'un procédé dans lequel l'agent de chloration est issu au moins partiellement d'un procédé de fabrication de chlorure d'allyle et/ou d'un procédé de fabrication de chlorométhanes et/ou d'un procédé de chlorinolyse et/ou d'un procédé d'oxydation de composés chlorés à une température supérieure ou égale à 800 °C.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, le chlorure d'hydrogène est une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène et ne comprend pas de chlorure d'hydrogène gazeux. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration, peut être effectuée dans un réacteur tel que décrit dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, à la page 6, lignes 3 à 23. Mention est particulièrement faite d'une installation réalisée en, ou recouverte de, matériaux résistants dans les conditions de la réaction aux agents de chloration, en particulier au chlorure d'hydrogène. Mention est plus particulièrement faite d'une installation réalisée en acier émaillé ou en tantale. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration, peut être effectuée dans des équipements, réalisés en ou recouverts de, matériaux résistant aux agents de chloration, tels que décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine dans des équipements résistant à la corrosion » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine comprenant une étape dans laquelle on soumet un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, à une réaction avec un agent de chloration contenant du chlorure d'hydrogène et au moins une autre étape effectuée dans un équipement, réalisé en ou recouvert de, matériaux résistant à l'agent de chloration, dans les conditions de réalisation de cette étape. Mention est plus particulièrement faite de matériaux métalliques tels que l'acier émaillé, l'or et le tantale et de matériaux ,non-métalliques tels que le polyéthylène haute densité, le polypropylène, le poly(fluorure-de-vinylidène), le polytétrafluoroéthylène, les perfluoro alcoxyalcanes et le poly(perfluoropropylvinyléther), les polysulfones et les polysulfures, le graphite et le graphite imprégné.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration, peut être effectuée dans un milieu réactionnel, tel que décrit dans la demande intitulée « Procédé continu de fabrication de chlorhydrines » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence. Mention particulière est faite d'un procédé continu de production de chlorhydrine dans lequel on fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration et un acide organique dans un milieu réactionnel liquide dont la composition à l'état stationnaire comprend de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et des esters de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé dont la somme des teneurs exprimée en mole d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est supérieure à 1,1 mol % et inférieure ou égale à 30 mol %, le pourcentage étant rapporté à la partie organique du milieu réactionnel liquide. La partie organique du milieu réactionnel liquide consiste en l'ensemble des composés organiques du milieu réactionnel liquide c'est-à-dire les composés dont la molécule contient au moins 1 atome de carbone.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration, peut être effectuée en présence d'un catalyseur tel que décrit dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 6, ligne 28, à la page 8, ligne 5.
Mention est particulièrement faite d'un catalyseur basé sur un acide carboxylique ou sur un dérivé d'acide carboxylique ayant un point d'ébullition atmosphérique supérieur ou égal à 200 °C, en particulier l'acide adipique et les dérivés de l'acide adipique.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration peut être effectuée à une concentration en catalyseur, une température, à une pression et pour des temps de séjour tels que décrits dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 8, ligne 6 à la page 10, ligne 10. Mention est particulièrement faite d'une température d'au moins 20 °C et d'au plus 160 °C, d'une pression d'au moins 0,3 bar et d'au plus, 100 bar, et d'un temps de séjour d'au moins 1 h et d'au plus 50 h.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration peut être effectuée en présence d'un solvant tel que décrit dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, à la page 11, lignes 12 à 36.
Mention est particulièrement faite d'un solvant organique tel qu'un solvant organique chloré, un alcool, une cétone, un ester ou un éther, un solvant non aqueux miscible avec l'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé tel que le chlroéthanol, le chloropropanol, le chloropropanediol, le dichloropropanol, le dioxanne, le phénol, le crésol, et les mélanges de chloropropanediol et de dichloropropanol, ou des produits lourds de la réaction tels que les oligomères de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé au moins partiellement chlorés et/ou estérifiés.
Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration peut être effectuée en présence d'une phase liquide comprenant des composés lourds autres que l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, comme décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine dans une phase liquide » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine, dans lequel on soumet un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, à une réaction avec un agent de chloration, en présence d'une phase liquide comprenant des composés lourds autres que l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et dont la température d'ébullition sous une pression de 1 bar absolu est d'au moins 15 °C supérieure à la température d'ébullition de la chlorhydrine sous une pression de 1 bar absolu. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration est préférentiellement effectuée dans un milieu réactionnel liquide. Le milieu réactionnel liquide peut être mono- ou multiphasique.
Le milieu réactionnel liquide est constitué par l'ensemble des composés solides dissous ou dispersés, liquides dissous ou dispersés et gazeux dissous ou dispersés, à la température de la réaction.
Le milieu réactionnel comprend les réactifs, le catalyseur, le solvant, les impuretés présentes dans les réactifs, dans le solvant et dans le catalyseur, les intermédiaires de réaction, les produits et les sous-produits de la réaction. Par réactifs, on entend désigner l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, et l'agent de chloration.
Parmi les impuretés présentes dans l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, on peut citer les acides carboxyliques, les sels d'acides carboxyliques, les esters d'acide gras avec l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, les esters d'acides gras avec les alcools utilisés lors de la trans-estérification, les sels inorganiques tels que les chlorures et les sulfates alcalins ou alcalino-terreux.
Lorsque l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est le glycérol, on peut citer parmi les impuretés du glycérol les acides carboxyliques, les sels d'acides carboxyliques, les esters d'acide gras tels que les mono-, les di- et les triglycérides, les esters d'acides gras avec les alcools utilisés lors de la trans- estérification, les sels inorganiques tels que les chlorures et les sulfates alcalins ou alcalino-terreux.
Parmi les intermédiaires réactionnels on peut citer les monochlorhydrines de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et leurs esters et/ou polyesters, les esters et/ou polyesters de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et les esters des polychlorhydrines.
Lorsque la chlorhydrine est le dichloropropanol, on peut citer parmi les intermédiaires réactionnels, la monochlorhydrine de glycérol et ses esters et/ou polyesters, les esters et/ou polyesters de glycérol et les esters de dichloropropanol.
L'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peut donc être selon le cas, un réactif, une impureté de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un intermédiaire réactionnel.
Par produits de la réaction, on entend désigner la chlorhydrine et l'eau. L'eau peut être l'eau formée dans la réaction de chloration et/ou de l'eau introduite dans le procédé, par exemple via l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et/ou l'agent de chloration, tel que décrit dans la demande
WO 2005/054167 de SOLVAY SA, à la page 2, lignes 22 à 28, à la page 3, lignes 20 à 25, à la page 5, lignes 7 à 31 et à la page 12, lignes 14 à 19.
Parmi les sous-produits, on peut citer par exemple, les oligomères l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé partiellement chlorés et/ou estérifiés.
Lorsque l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est le glycérol, parmi les sous-produits, on peut citer par exemple, les oligomères du glycérol partiellement chlorés et/ou estérifiés.
Les intermédiaires réactionnels et les sous-produits peuvent être formés dans les différentes étapes du procédé comme par exemple, au cours de l'étape de fabrication de la chlorhydrine et au cours des étapes de séparation de la chlorhydrine.
Le milieu réactionnel liquide peut ainsi contenir l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'agent de chloration dissous ou dispersé sous forme de bulles, le catalyseur, le solvant, les impuretés présentes dans les réactifs, le solvant et le catalyseur, comme des sels dissous ou solides par exemple, le solvant, le catalyseur, les intermédiaires réactionnels, les produits et les sous-produits de la réaction.
Le procédé de fabrication de la chlorhydrine selon l'invention peut être mené en mode batch ou en mode continu. Le mode continu est préféré.
Les étapes (a), (b) et (c) du procédé selon l'invention peuvent être effectuées en mode batch ou en mode continu. On préfère effectuer toutes les étapes en mode continu.
Dans le procédé selon l'invention, la séparation de la chlorhydrine et des autres composés du milieu réactionnel peut être effectuée selon les modes tels que décrits dans la demande WO 2005/054167 de SOLVAY SA, de la page 12, ligne 1, à la page 16, ligne 35 et à la page 18, lignes 6 à 13. Ces autres composés sont ceux mentionnés ci-dessus et comprennent les réactifs non consommés, les impuretés présentes dans les réactifs, le catalyseur, le solvant, les intermédiaires réactionnels, l'eau et les sous produits de la réaction.
Mention particulière est faite d'une séparation par distillation azéotropique d'un mélange eau/chlorhydrine/agent de chloration dans des conditions minimisant les pertes en agent de chloration suivie d'une séparation de la chlorhydrine par décantation. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la séparation de la chlorhydrine et des autres composés du milieu réactionnel, peut être effectuée selon des modes tels que décrits dans la demande de brevet EP 05104321.4 déposée au nom de SOLVAY SA le 20/05/2005 dont le contenu est ici incorporé par référence. Mention particulière est faite d'un mode de séparation comprenant au moins une opération de séparation destinée à enlever le sel de la phase liquide.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, et un agent de chloration dans lequel l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, utilisé contient au moins un sel métallique solide ou dissous, le procédé comprenant une opération de séparation destinée à enlever une partie du sel métallique. Mention est plus particulièrement est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, et un agent de chloration dans lequel l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, utilisé contient au moins un chlorure et/ou un sulfate de sodium et/ou potassium et dans lequel l'opération de séparation destinée à enlever une partie du sel métallique est un opération de filtration. Mention est aussi particulièrement faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine dans lequel (a) on soumet un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, à une réaction avec un agent de chloration dans un milieu réactionnel, (b) on prélève en continu ou périodiquement une fraction du milieu réactionnel contenant au moins de l'eau et la chlorhydrine, (c) au moins une partie de la fraction obtenue à l'étape (b) est introduite dans une étape de distillation et (d) le taux de reflux de l'étape de distillation est contrôlé en fournissant de l'eau à ladite étape de distillation. Mention est tout particulièrement faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine dans lequel (a) on soumet un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé,un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un mélange d'entre eux, à une réaction avec du chlorure d'hydrogène dans un milieu réactionnel, (b) on prélève en continu ou périodiquement une fraction du milieu réactionnel contenant au moins de l'eau et la chlorhydrine, (c) au moins une partie de la fraction obtenue à l'étape (b) est introduite dans une étape de distillation, dans lequel le rapport entre la concentration en chlorure d'hydrogène et la concentration en eau dans la fraction introduite dans l'étape de distillation est plus petit que le rapport de concentrations chlorure d'hydrogène/eau dans la composition binaire azéotropique chlorure d'hydrogène/eau à la température et à la pression de distillation.
Dans le procédé de fabrication de l'époxyde selon l'invention, la séparation de la chlorhydrine et des autres composés du milieu réactionnel de chloration de l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé peut être effectuée selon les modes tels que décrits dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine » déposée au nom de SOLVAY SA, le même jour que la présente demande, et dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine comprenant les étapes suivantes (a) on fait réagir un hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé, ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration et un acide organique de façon à obtenir un mélange contenant de la chlorhydrine et des esters de la chlorhydrine, (b) on soumet au moins une partie du mélange obtenu à l'étape (a) à un ou plusieurs traitements dans des étapes ultérieures à l'étape (a)et (c) on ajoute de l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé à au moins une des étapes ultérieures à l'étape (a), pour qu'il réagisse à une température supérieure ou égale à 20 °C, avec les esters de la chlorhydrine de façon à former au moins partiellement des esters de l'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé. Mention est plus particulièrement faite d'un procédé dans lequel l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé est le glycérol et la chlorhydrine est le dichloropropanol.
Dans le procédé de fabrication de l'époxyde selon l'invention, la séparation de la chlorhydrine et des autres composés du milieu réactionnel de chloration de l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé peut être effectuée selon les modes tels que décrits dans la demande « Procédé de conversion d'hydrocarbures aliphatiques poly hydroxylés en chlorhydrines » déposée au nom de
SOLVAY SA le même jour que la présente demande et dont les contenus sont ici incorporés par référence. Mention particulière est faite d'un procédé de préparation d'une chlorhydrine comprenant les étapes suivantes : (a) on fait réagir un hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé , ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration de façon à obtenir un mélange contenant de la chlorhydrine, des esters de chlorhydrine et de l'eau, (b) on soumet au moins une fraction du mélange obtenu à l'étape (a) à un traitement de distillation et/ou de stripping de façon à obtenir une partie concentrée en eau, en chlorhydrine et en esters de chlorhydrine et, (c) on soumet au moins une fraction de la partie obtenue à l'étape (b) à une opération de séparation en présence d'au moins un additif de façon à obtenir une portion concentrée en chlorhydrine et en esters de chlorhydrine et qui contient moins de 40 % en poids d'eau.
L'opération de séparation est plus particulièrement une décantation. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la séparation et le traitement des autres composés du milieu réactionnel peuvent être effectués selon des modes tels que décrits dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'une chlorhydrine par chloration d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande. Un traitement préféré consiste à soumettre une fraction des sous-produits de la réaction à une oxydation à haute température.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'une chlorhydrine comprenant les étapes suivantes (a) on fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, dont la teneur en métaux alcalins et/ou alcalino -terreux est inférieure ou égale à 5 g/kg, un agent oxydant et un acide organique de façon à obtenir un mélange contenant au moins de la chlorhydrine et des sous-produits, (b) on soumet au moins une partie du mélange obtenu à l'étape (a) à un ou plusieurs traitements dans des étapes ultérieures à l'étape (a) et (c) au moins une des étapes ultérieures à l'étape (a) consiste en une oxydation à une température supérieure ou égale à 800 °C. Mention plus particulière est faite d'un procédé dans lequel dans l'étape ultérieure, on prélève une partie du mélange obtenu à l'étape (a) et on soumet cette partie à une oxydation à une température supérieure ou égale à 800 °C, pendant le prélèvement. Mention particulière est aussi faite d'un procédé dans lequel le traitement de l'étape (b) est une opération de séparation choisie parmi les opérations de décantation, de filtration, de centrifugation, d'extraction, de lavage, d'évaporation, de stripping, de distillation, d'adsorption ou les combinaisons d'au moins deux d'entre-elles.
Dans le procédé selon l'invention, la teneur en agent de chloration de la fraction prélevée à l'étape (b) est généralement supérieure ou égale à 0,035 pour cent en poids, de préférence supérieure ou égale à 0,35 pour cent en poids, et de façon particulièrement préférée supérieure ou égale à 3,5 pour cent en poids. Cette teneur est généralement inférieure ou égale à 30 pour cent en poids, de préférence inférieure ou égale à 20 pour cent en poids, et de façon particulièrement préférée inférieure ou égale à 10 pour cent en poids. L'agent de chloration est de préférence le chlorure d'hydrogène. Dans le procédé selon l'invention, la teneur en agent de chloration de la fraction prélevée à l'étape (b) est généralement plus petite que la concentration en agent de chloration dans la composition azéotropique binaire agent de chloration/eau à la température et à la pression de distillation et/ou de stripping. L'agent de chloration est de préférence le chlorure d'hydrogène. Lorsque l'agent de chloration est le chlorure d'hydrogène, le rapport entre la teneur en chlorure d'hydrogène et la teneur en eau de la fraction prélevée à l'étape (b) est inférieure ou égale au rapport entre la teneur en chlorure d'hydrogène et la teneur en eau dans la composition azéotropique binaire chlorure d'hydrogène/eau à la température et à la pression de distillation et/ou de stripping. Par stripping on entend désigner la séparation d'une substance par entraînement avec de la vapeur d'un corps ne la dissolvant pas. Par distillation, on entend désigner le passage direct de l'état liquide à l'état gazeux de la substance à séparer puis la condensation des vapeurs obtenues. La distillation est de préférence une distillation fractionnée, c'est-à-dire une suite de distillations menées sur les vapeurs successivement condensées.
Dans le procédé selon l'invention, le rapport entre la teneur en agent de chloration du mélange séparé à l'étape (c) et la teneur en agent de chloration de la fraction prélevée à l'étape (b) est généralement inférieur ou égal à 0.95, en particulier inférieur ou égal à 0,70, le plus souvent inférieur ou égal à 0,5. L'agent de chloration est de préférence le chlorure d'hydrogène.
L'étape (c) du procédé selon l'invention est généralement réalisée à une température supérieure ou égale à 50 °C, fréquemment supérieure ou égale à 70 °C et le plus souvent supérieure ou égale à 90 °C. Cette température est généralement inférieure ou égale à 180 °C, souvent inférieure ou égale à 150 °C et en particulier inférieure ou égale à 120 °C.
L'étape (c) du procédé selon l'invention est généralement réalisée à une pression supérieure ou égale à 0,1 bar, souvent supérieure ou égale à 0,5 bar et de plus particulièrement supérieure ou égale à 0,9 bar. Cette pression est généralement inférieure ou égale à 20 bar, fréquemment inférieure ou égale à 10 bar et dans certains cas inférieure ou égale à 5 bar. L'étape (c) du procédé selon l'invention est réalisée à un rapport de masses entre l 'hydrocarbure poly hydroxylé et la fraction prélevée à l'étape (b) généralement supérieur ou égal à 0,02, souvent supérieur ou égal à 0,05 et en particulier supérieur ou égal à 0,1. Ce rapport de masses est généralement inférieur ou égal à 2 et fréquemment inférieur ou égal àl .
L'étape (c) du procédé selon l'invention peut réalisée dans n'importe quel récipient, tel que par exemple, une colonne de distillation et/ou de stripping, avec reflux. Cette colonne peut être de n'importe quel type et comprend généralement au moins un point d'alimentation de la fraction prélevée à l'étape (b), au moins un point d'alimentation de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, au moins un point d'alimentation de reflux et au moins un plateau théorique en dessous du point d'alimentation du reflux.
La colonne de distillation ou de stripping peut être située à n'importe quel endroit par rapport au réacteur où l'on effectue l'étape (a) de procédé selon l'invention.
Dans le cas d'une opération de stripping, le gaz de stripping peut être n'importe quel gaz inerte par rapport à la chlorhydrine tel que par exemple la vapeur d'eau, l'air, l'azote et le dioxyde de carbone.
Dans une première configuration, la colonne est située au-dessus du réacteur dans lequel on effectue l'étape (a) de procédé selon l'invention. La fraction prélevée à l'étape (b) est alors une fraction de la phase gazeuse au contact de la phase liquide dans laquelle s'effectue la réaction de l'étape (a).
Dans une deuxième configuration, la colonne n'est pas située au-dessus du récipient dans lequel on effectue l'étape (a) de procédé selon l'invention mais par exemple dans une boucle de soutirage de la phase liquide.
Dans le procédé selon l'invention, l'ajout de l'hydrocarbure poly hydroxylé à l'étape (c) peut être réalisé à n'importe quel niveau de la colonne de distillation. Cet ajout est réalisé de préférence à un niveau correspondant à au moins 1 et au plus 4 plateaux théoriques en dessous du point d'alimentation du reflux.
Dans le procédé selon l'invention, lorsque la chlorhydrine est le chloropropanol, celui-ci est généralement mis en œuvre sous la forme d'un mélange de composés comprenant les isomères de 1 -chloropropane-2-ol et de 2- chloropropane-1-ol. Ce mélange contient généralement plus de 1 % en poids des deux isomères, de préférence plus de 5 % en poids et de manière particulière plus de 50 %. Le mélange contient usuellement moins de 99,9 % en poids des deux isomères, de préférence moins de 95 % en poids et tout particulièrement moins de 90 % en poids. Les autres constituants du mélange peuvent être des composés provenant des procédés de fabrication du chloropropanol, tels que des réactifs résiduels, des sous-produits de réaction, des solvants et notamment de l'eau. Le rapport massique entre les isomères l-chloropropane-2-ol et
2-chloropropane-l-ol est usuellement supérieur ou égal à 0,01, de préférence supérieur ou égal 0,4. Ce rapport est usuellement inférieur ou égal à 99 et de préférence inférieur ou égal à 25.
Dans le procédé selon l'invention, lorsque la chlorhydrine est le chloroéthanol, celui-ci est généralement mis en œuvre sous la forme d'un mélange de composés comprenant l'isomère 2-chloroéthanol. Ce mélange contient généralement plus de 1 % en poids de l' isomère, de préférence plus de 5 % en poids et de manière particulière plus de 50 %. Le mélange contient usuellement moins de 99,9 % en poids de l' isomère, de préférence moins de 95 % en poids et tout particulièrement moins de 90 % en poids. Les autres constituants du mélange peuvent être des composés provenant des procédés de fabrication du chloroéthanol, tels que des réactifs résiduels, des sous-produits de réaction, des solvants et notamment de l'eau.
Dans le procédé selon l'invention, lorsque la chlorhydrine est le chloropropanediol, celui-ci est généralement mis en œuvre sous la forme d'un mélange de composés comprenant les isomères de l-chloropropane-2,3-diol et de 2-chloropropane-l,3-diol. Ce mélange contient généralement plus de 1 % en poids des deux isomères, de préférence plus de 5 % en poids et de manière particulière plus de 50 %. Le mélange contient usuellement moins de 99,9 % en poids des deux isomères, de préférence moins de 95 % en poids et tout particulièrement moins de 90 % en poids. Les autres constituants du mélange peuvent être des composés provenant des procédés de fabrication du chloropropanediol, tels que des réactifs résiduels, des sous-produits de réaction, des solvants et notamment de l'eau. Le rapport massique entre les isomères l-chloropropane-2,3-diol et
2-chloropropane-l,3-diol est usuellement supérieur ou égal à 0,01, de préférence supérieur ou égal 0,4. Ce rapport est usuellement inférieur ou égal à 99 et de préférence inférieur ou égal à 25.Dans le procédé selon l'invention, lorsque la chlorhydrine est le dichloropropanol, celui-ci est généralement mis en œuvre sous la forme d'un mélange de composés comprenant les isomères de 1,3- dichloropropane-2-ol et de 2,3-dichloropropane-l-ol. Ce mélange contient généralement plus de 1 % en poids des deux isomères, de préférence plus de 5 % en poids et de manière particulière plus de 50 %. Le mélange contient usuellement moins de 99,9 % en poids des deux isomères, de préférence moins de 95 % en poids et tout particulièrement moins de 90 % en poids. Les autres constituants du mélange peuvent être des composés provenant des procédés de fabrication du dichloropropanol, tels que des réactifs résiduels, des sous-produits de réaction, des solvants et notamment de l'eau.
Le rapport massique entre les isomères l,3-dichloropropane-2-ol et 2,3-dichloropropane-l-ol est usuellement supérieur ou égal à 0,01, souvent, supérieur ou égal 0,4, fréquemment supérieur ou égal à 1,5, de préférence supérieur à ou égal à 3,0, de manière plus préférée supérieur ou égal à 7,0 et de manière tout particulièrement préférée supérieur ou égal à 20,0. Ce rapport est usuellement inférieur ou égal à 99 et de préférence inférieur ou égal à 25. Dans le procédé de fabrication d'une chlorhydrine selon l'invention, la réaction entre l'hydrocarbue poly hydroxylé, l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou le mélange d'entre eux, et l'agent de chloration peut être effectuée en présence d'un acide organique comme catalyseur. L'acide organique peut être un produit provenant du procédé de fabrication de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé ou un produit ne provenant pas de ce procédé. Dans ce dernier cas, il peut s'agir d'un acide organique utilisé pour catalyser la réaction entre l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et l'agent de chloration. L'acide organique peut aussi être un mélange d'acide organique provenant du procédé de fabrication de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et d'un acide organique ne provenant pas du procédé de fabrication l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé.
Dans le procédé selon l'invention, l'ester d'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé peut provenir de la réaction entre l'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé et l'acide organique, avant, pendant ou dans les étapes qui suivent la réaction avec l'agent de chloration. La chlorhydrine obtenue dans le procédé selon l'invention peut contenir une teneur élevée en cétones halogénées, en particulier en chloroacétone, comme décrit dans la demande de brevet FR 05.05120 du 20/05/2005 déposée au nom de la demanderesse, et dont le contenu est ici incorporé par référence. La teneur en cétone halogénée peut être réduite en soumettant la chlorhydrine obtenue dans le procédé selon l'invention à une distillation azéotropique en présence d'eau ou en soumettant la chlorhydrine à un traitement de déshydrochloration comme décrit dans cette demande, de la page 4, ligne 1, à la page 6, ligne 35.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'un époxyde dans lequel des cétones halogénées sont formées comme sous-produits et qui comprend au moins un traitement d'élimination d'au moins une partie des cétones halogénées formées. Mention est plus particulièrement faite d'un procédé de fabrication d'un époxyde par déshydrochloration d'une chlorhydrine dont au moins une fraction est fabriquée par chloration d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, d'un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou d'un mélange d'entre -eux, d'un traitement de déshydrochloration et d'un traitement par distillation azéotropique d'un mélange eau-cétone halogénée destinés à éliminer au moins une partie des cétones halogénées formées et d'un procédé de fabrication d'épichlorhydrine dans lequel la cétone halogénée formée est la chloroacétone. La chlorhydrine obtenue dans le procédé selon l'invention peut être soumise à une réaction de déshydrochloration pour produire un époxyde comme décrit dans les demandes de brevet WO 2005/054167 et FR 05.05120 déposées au nom de SOLVAY SA
L'expression « époxyde » est utilisée ici pour décrire un composé comportant au moins un oxygène ponté sur une liaison carbone-carbone.
Généralement les atomes de carbone de la liaison carbone-carbone sont adjacents et le composé peut contenir d'autres atomes que des atomes de carbone et d'oxygène, tels que des atomes d'hydrogène et des halogènes . Les époxydes préférés sont l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, le glycidol et l'épichlorhydrine.
La déshydrochloration de la chlorhydrine peut être effectuée comme décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'un époxyde au départ d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et d'un agent de chloration » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, et dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'un époxyde dans lequel on soumet un milieu réactionnel résultant de la réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, et un agent de chloration, le milieu réactionnel contenant au moins 10 g de chlorhydrine par kg de milieu réactionnel, à une réaction chimique ultérieure sans traitement intermédiaire. Mention est également faite de fabrication d'un époxyde comprenant les étapes suivantes : (a) on fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration et un acide organique de façon à former de la chlorhydrine et des esters de chlorhydrine dans un milieu réactionnel contenant de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'eau, l'agent de chloration et l'acide organique, le milieu réactionnel contenant au moins 10 g de chlorhydrine par kg de milieu réactionnel, (b) on soumet au moins une fraction du milieu réactionnel obtenu à l'étape (a), fraction qui a la même composition que le milieu réactionnel obtenu à l'étape (a), à un ou plusieurs traitements dans des étapes ultérieures à l'étape (a), et (c) on ajoute un composé basique à au moins une des étapes ultérieures à l'étape (a) pour qu'il réagisse au moins partiellement avec la chlorhydrine, les esters de chlorhydrine, l'agent de chloration et l'acide organique de façon à former de l'époxyde et des sels.
Le procédé de fabrication de la chlorhydrine selon l'invention peut être intégré dans un schéma global de fabrication d'un époxyde tel que décrit dans la demande intitulée « Procédé de fabrication d'un époxyde au départ d'une chlorhydrine » déposée au nom de SOLVAY SA le même jour que la présente demande, et dont le contenu est ici incorporé par référence.
Mention particulière est faite d'un procédé de fabrication d'un époxyde comprenant au moins une étape de purification de l'époxyde formé, l'époxyde étant au moins en partie fabriqué par un procédé de déshydrochloration d'une chlorhydrine, celle-ci étant au moins en partie fabriquée par un procédé de chloration d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, d'un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou d'un mélange d'entre eux. Lorsque la chlorhydrine est le dichloropropanol, le procédé selon l'invention peut être suivi d'une fabrication d'épichlorhydrine par déshydrochloration de dichloropropanol et l'épichlorhdyrine peut entrer dans la fabrication de résines époxy.
Dans le procédé selon l'invention, l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé est de préférence le glycérol et la chlorhydrine est de préférence le dichloropropanol.
La Figure 1 montre un schéma particulier d'installation utilisable pour mettre en œuvre le procédé de séparation selon l'invention. Un réacteur (4) est alimenté en mode continu ou en mode batch avec un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'dhyrocarbure poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, via la ligne (1) et en catalyseur via la ligne (2), l'alimentation en agent de chloration est réalisée en mode continu ou en mode batch via la ligne (3), une colonne de distillation (6) est alimentée via la ligne (5) avec des vapeurs produites dans le réacteur (4), un flux est soutiré de la colonne (6) via la ligne (7) et est introduit dans un condenseur (8), le flux issu du condenseur est introduit via la ligne (9) dans un décanteur (10) dans lequel des phases aqueuses et organiques sont séparées. Une partie de la phase aqueuse séparée est optionnellement recyclée via la ligne (11) au sommet de la colonne pour maintenir le reflux. De l'eau fraîche peut être introduite dans la ligne (11) via la ligne (12). La production de chlorhydrine est distribuée entre la phase organique soutirée via la ligne (14) et la phase aqueuse soutirée via la ligne (13). Le résidu de la colonne (6) peut être recyclé au réacteur (4) via la ligne (15). De l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé peut être introduit dans la colonne de distillation (6) sous le point d'alimentation du reflux (11) via la ligne (33). Une portion des produits lourds est soutirée du réacteur (4) via la purge (16) et est introduite via la ligne (17) dans un évaporateur (18) dans lequel une opération partielle d'évapoartion est menée par exemple par chauffage ou par balayage gazeux avec de l'azote ou de la vapeur d'eau, la phase gazeuse contenant la plus majeure partie du chlorure d'hydrogène du flux (17) est recyclée via la ligne (19) à la colonne (6) ou via la ligne (20) au réacteur (4), une colonne de distillation ou de stripping (22) est alimentée avec la phase liquide en provenance de l'évaporateur (18) via la ligne (21), la ligne (21) et/ou la colonne de distillation (22) et/ou l'évaporateur (18)et/ou la ligne (17) sont alimentées en hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé via respectivement la ligne (32) et/ou la ligne (31) et/ou la ligne (33) et/ou la ligne (34), la majeure partie de la chlorhydrine est recueillie au sommet de la colonne (22) via la ligne (23) et le résidu qui contient les esters de l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé est introduit via la ligne (24) dans la colonne de filtration (25) dans laquelle des phases liquides et solides sont séparées, la phase liquide est recyclée via la ligne (26) au réacteur (4). Le solide peut être soutiré de l'unité de filtration (25) via la ligne (27) sous la forme d'un solide ou d'une solution. Des solvants peuvent être ajoutés à l'unité de filtration (25) via les lignes (28) et (29) pour le lavage et/ou la dissolution du solide et soutirés via la ligne (27).
Optionnellement, un flux est soutiré de la purge (16) et introduit via la ligne (30) dans la colonne de filtration (25). L'évaporateur (18) et la colonne de distillation (22) sont alors court-circuités.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 - Procédé de fabrication de chlorhydrine par réaction entre un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, et un agent de chloration dans un réacteur qui est alimenté en un ou plusieurs flux liquides contenant moins de 50 % en poids de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, de l'ester d'un hydrocarbure polyhydroxylé, ou du mélange d'entre eux, par rapport au poids de la totalité des flux liquides introduits dans le réacteur.
2 - Procédé de fabrication de chlorhydrine selon la revendication 1 , comprenant les étapes suivantes :
(a) On fait réagir un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, un ester d'un hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, ou un mélange d'entre eux, avec un agent de chloration de façon à obtenir au moins un milieu contenant du de la chlorhydrine, de l'eau et de l'agent de chloration
(b) On prélève au moins une fraction du milieu formé à l'étape (a)
(c) On soumet la fraction prélevée à l'étape (b) à une opération de distillation et/ou de stripping dans laquelle on ajoute de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé de façon à séparer de la fraction prélevée à l'étape (b) un mélange contenant de l'eau et de la chlorhydrine présentant une teneur réduite en agent de chloration comparée à celle de la fraction prélevée à l'étape (b).
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel un acide carboxylique, un anhydride d'acide carboxylique, un chlorure d'acide carboxylique, un sel d'acide carboxylique ou un ester d'acide carboxylique ayant de préférence un point d'ébullition atmosphérique supérieur ou égal à 200 °C, est utilisé comme catalyseur à l'étape (a).
4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel on effectue la réaction de l'étape (a) dans une phase liquide.
5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel l'opération de distillation et/ou de stripping est réalisée dans une colonne de distillation et/ou de stripping comprenant au moins un point d'alimentation de la fraction prélevée à l'étape (b), au moins un point d'alimentation de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, au moins un point d'alimentation de reflux et au moins un plateau théorique en dessous du point d'alimentation du reflux.
6 - Procédé selon la revendication 5 dans lequel l'ajout de l'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé à l'étape (c) est réalisé à un niveau correspondant à au moins 1 et au plus 4 plateaux théoriques en dessous du point d'alimentation du reflux.
7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 dans lequel la teneur en agent de chloration de la fraction prélevée à l'étape (b) est supérieure ou égale à 0,035 pour cent en poids et inférieure ou égale à 30 pour cent en poids.
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel l'agent de chloration est le chlorure d'hydrogène et le rapport entre la teneur en chlorure d'hydrogène et la teneur en eau de la fraction prélevée à l'étape (b) est inférieure ou égale au rapport entre la teneur en chlorure d'hydrogène et la teneur en eau dans la composition azéotropique binaire chlorure d'hydrogène/eau à la température et à la pression de distillation et/ou de stripping.
9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 dans lequel le rapport entre la teneur en agent de chloration du mélange séparé à l'étape (c) et à la teneur en agent de chloration de la fraction prélevée à l'étape (b) est inférieur ou égale à 0,95 et supérieur ou égal à 0,0015.
10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 dans lequel l'étape (c) est réalisée à une température supérieure ou égale à 50 °C et inférieure ou égale à 180 °C, à une pression supérieure ou égale à 0, 1 bar et inférieure ou égale à 20 bar et à un rapport de masses entre l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé et la fraction prélevée à l'étape (b) supérieur ou égal à 0,1 et inférieur ou égal à 1,5.
11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10 dans lequel les étapes (a), (b) et (c) sont menées en continu.
12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel l 'hydrocarbure aliphatique poly hydroxylé, l'ester d'un hydrocarbure polyhydroxylé, ou le mélange d'entre eux, est obtenu au départ de matières premières renouvelables.
13 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé est choisi parmi l'éthylène glycol, le propylène glycol, le chloropropanediol, le glycérol et les mélanges d'au moins deux d'entre-eux.
14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la chlorhydrine est choisie parmi le chloroéthanol, le chloropropanol, le chloropropanediol, le dichloropropanol et les mélanges d'au moins deux d'entre- eux.
15 - Procédé selon la revendication 14, dans lequel l 'hydrocarbure aliphatique polyhydroxylé est le glycérol et la chlorhydrine est le chloropropanediol et/ou le dichloropropanol.
16 - Procédé selon la revendication 15 suivi d'une fabrication d'épichlorhydrine par déshydrochloration de dichloropropanol
17 - Procédé selon la revendication 16 dans lequel l'épichlorhdyrine entre dans la fabrication de résines époxy.
18 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 dans lequel l'agent de chloration contient du chlorure d'hydrogène.
19 - Procédé selon la revendication 18 dans lequel le chlorure d'hydrogène est une combinaison entre du chlorure d'hydrogène gazeux et une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène ou une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène.
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