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La présente invention se rapporte à la séparation de l'acrylonitrile d'avec des produits de réaction le contenant.
On sait que l'acrylonitrile peut être produit en faisant réagir à haute température et en phase vapeur de l'acroléine avec de l'ammoniac et de l'oxygène moléculaire en présence d'un catalyseur. Dans ces procédés, le nitrile non saturé brut est d'habitude séparé sous forme d'une solution par la mise en contact du produit de réaction gazeux, de préférence après neutralisation de l'ammoniac inchangé par un solvant approprié tel que l'eau, La solution brute de nitrile contient également des quantités variables d'acroléine inchangée et de l'acide cyanhydrique. D'autres procédés de préparation de l'aorylonitrile utili- sent l'acétylène ou l'acétaldéhyde comme matières premières et donnent aussi des produits de réaction bruts contenant des quantités variables d'aldéhyde, en par- ticulier l'aoétaldéhyde, et d'acide cyanhydrique.
Il était jusqu'à présent impossible d'éliminer complètement ces im- puretés de l'acrylonitrile par des procédés de distillation fractionnée directe, malgré la différence considérable des points d'ébullition des diverses substan- ces. Ce fait s'est avéré résulter de la combinaison de l'aldéhyde avec l'acide cyanhydrique en un produit de condensation instable, à haut point d'ébullition, et de sa décomposition subséquente.
Suivant la présente invention, dans le procédé pour éliminer l'acide cyanhydrique d'une solution aqueuse diluée d'acrylonitrile qui contient égale- ment un aldéhyde aliphatique et de l'acide cyanhydrique, on distille la solution pour prélever comme distillat de tête une fraction contenant de l'acrylonitrile ét de l'eau, et on introduit cette fraction de tête, sans condensation, dans un second appareil de distillation qui fonctionne de manière continue dans des conditions telles que l'acide oyanhydrique s'élimine en fraction de tête et que l'acrylonitrile soit séparé- comme produit de fond.
On a découvert que par l'introduction directe en phase vapeur de la fraction acrylonitrile/eau de tête dans le second appareil de distillation, il y a, malgré la présence simultanée en phase liquide d'acide cyanhydrique et d'aldéhyde dans cet appareil de distillation, une formation négligeable de pro- duit de condensation.
Le procédé de la présente invention est de préférence utilisé pour séparer l'acide cyanhydrique de l'acrylonitrile obtenu en faisant réagir à haute température et en phase vapeur de l'acroléine avec de l'ammoniac et de l'oxygène moléculaire en présence d'un catalyseur. L'acrylonitrile est avantageusement séparé du produit de réaction gazeux en lavant d'abord ce dernier avec de l'aci- de dilué pour éliminer l'ammoniac qui n'a pas réagi, puis avec de l'eau qui ex- trait 1'acyrlionitrile Etant donné qu'une certaine partie de l'acrylonitrile se dissout également dans la solution diluée d'acide, celle-ci sera de préférence combinée par la suite avec la solution provenant de l'épurat'eur à eau.
La solu- tion diluée d'acrylonitrile ainsi obtenue, qui contient également des quantités variables d'acroléine et d'acide cyanhydrique, constitue la matière première qui peut être traitée par le procédé de la présente invention.
La solution aqueuse diluée d'acrylonitrile provenant de l'épurateur à eau est soumise à une distillation dans un premier appareil de distillation dans lequel l'acrylonitrile, ainsi que l'acroléine et l'acide cyanhydrique, sont prélevés comme distillat de tête avec une certaine partie de l'eau, tandis que la plus grande partie de l'eau est éliminée comme produit de fond. Dans un mode préféré de réalisation, la solution aqueuse diluée d'acrylonitrile est soumise à une distillation fractionnée dans le premier appareil de distillation qui donne l'azéotrope acrylonitrile/eau, qui contient environ 12% d'eau, comme fraction de tête.
Etant donné que la fraction de tête du premier appareil de distillation est introduite, sans condensation, dans le second appareil de distillation, il est avantageux de prévoir un séparateur de vapeur au sommet du premier appareil de distillation pour permettre la condensation d'une certaine proportion de la frac-
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tion de tête et son renvoi dans l'appareil de distillation comme liquide de reflux.
La fraction de tête provenant du premier appareil de distillation passe sous forme de vapeur dans un second appareil de distillation fonctionnant de manière continue dans lequel s'opère la séparation de l'acide cyanhydrique, ainsi que d'une partie de l'acroléine sous forme d'une fraction de tête, et de l'acrylonitrile, mélangé avec de l'acroléine'et de l'eau, mais sensiblement exempt d'acide cyanhydrique et de produit de condensation, est séparé comme pro- duit de fond. Le second appareil de distillation fonctionne avantageusement sous pression réduite. Le produit de fond du second appareil de distillation se sépa- re en deux phases, la phase aqueuse inférieure, qui contient en solution un peu d'acrylonitrile, est avantageusement renvoyée à la distillation préalable dans le premier appareil de distillation.
De l'acrylonitrile pur peut être séparé de la phase huileuse supérieure.
Afin d'éviter la polymérisation de l'acroléine et/ou de l'acryloni- trile au cours des distillations décrites ci-dessus, il est désirable de condui- re ces distillations en présence d'un inhibiteur classique de polymérisation, tel que l'hydroquinone, le pyrogallol, le t-butyl-catéchol, etc. La présence d'un inhibiteur dans le second appareil de distillation est particulièrement désirable. Avec le pyrogallol, une concentration appropriée est d'environ 1 par- tie de pyrogallol en solution aqueuse concentrée pour 1000 parties du mélange d'alimentation.
Le dessin annexé, présenté sous la forme d'un schéma de fonctionne- ment, illustre un des modes de réalisation de la présente invention.
Dans ce dessin, une solution aqueuse diluée d'acrylonitrile conte- nant de l'acroléine et de l'acide cyanhydrique comme impuretés est introduite par le conduit 1 dans l'appareil de distillation 2. L'eau est retirée du fond de l'appareil de distillation 2, et l'acrylonitrile est prélevé comme distillat de tête sous la forme d'un azéotrope avec l'eau. L'appareil de distillation 2 comporte un séparateur de vapeur 3 et un condenseur 4. Le séparateur de vapeur sépare une partie de la fraction de tête, et celle-ci se condense dans le conden- seur et retourne dans l'appareil de distillation 2 comme liquide de reflux.
Le reste de la fraction de tête est introduit sous forme de vapeur par le conduit 5 dans l'appareil de distillation continu 6 dans lequel de l'acide cyanhydrique, ainsi qu'une partie de l'acroléine, sont prélevés comme fraction de tête, et l'acrylonitrile, mélangé avec de l'acroléine et de l'eau, mais sensiblement exempt d'acide cyanhydrique et de produit de condensation, est soutiré au fond et introduit par le conduit 7 dans le séparateur 8 Il se forme, dans ce sépara- teur, deux phases, la phase aqueuse inférieure étant renvoyée par le conduit 9 dans l'appareil de distillation 2. La phase supérieure d'acrylonitrile qui con- tient de l'acroléine et de l'eau, mais non de l'acide cyanhydrique, peut être traitée encore pour séparer de l'acrylonitrile pur.
La présente invention est illustrée davantage par l'exemple suivant.
EXEMPLE.-
On fait passer, en phase vapeur, un mélange d'acroléine, d'ammoniac et d'air sur un catalyseur à l'oxyde molybdique, afin d'obtenir de l'acryloni- trile. Le gaz quittant le réacteur contenant l'acrylonitrile, l'acroléine et de l'acide cyanhydrique dans le rapport molaire 6:1:1, est épuré, d'abord à l'acide sulfurique dilué pour éliminer l'ammoniac, puis à l'eau. Les extraits à l'acide et à l'eau sont combinés et introduits à environ 80 C dans un premier appareil de distillation continu comportant l'équivalent d'environ 30 plateaux théoriques, dont on soutire un azéotrope acrylonitrile/eau comme distillat de tête et de l'eau comme produit de fond.
Le reflux est établi au sommet de l'appareil de dis- tillation par un doigt froid, la température de ce dernier et l'allure de l'ébul- lition étant réglées de façon que la température au sommet soit de 65 C L'azéo-
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trope acrylonitrile/eau, contenant 74% d'acrylonitrile, 3,8% d'acide cyanhydri- que et 8,8% d'acroléine, est introduit, sans refroidissement, sous forme de va- peur dans un second appareil de distillation continu comportant l'équivalent d'en- viron 50 plateaux théoriques, le rapport de reflux étant de 10 :1 et la tempéra- ture au sommet de 48 C On introduit dans cet appareil approximativement 1 par- tie de pyrogallol en solution aqueuse concentrée pour 1000 parties du mélange d'alimentation comme inhibiteur de polymérisation.
Dans cet appareil de distillation, l'acide cyanhydrique, ainsi qu'un peu d'acroléine sont séparés comme fraction de tête et de l'acrylonitrile conte- nant 4% d'acroléine et de la cyanhydrine d'acroléine en quantité équivalant à 0,1% d'acide oyanhydrique, mais exempt d'acide cyanhydrique libre, est séparé comme produit de fond et introduit dans un séparateur dans lequel il se forme deux phases. La phase d'acrylonitrile supérieure, qui contient 4,6% d'acroléine, 2,2% d'eau et seulement une trace de cyanhydrine d'acroléine, est séparée et traitée pour extraire de l'acrylonitrile pur. La phase aqueuse provenant du sé- parateur et contenant de petites quantités d'acrylonitrile dissous est renvoyée au premier appareil de distillation continu..
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour éliminer l'acide cyanhydrique d'une solution aqueuse diluée d'aorylonitrile contenant également un aldéhyde aliphatique et de l'acide cyanhydrique, caractérisé en ce qu'on distille la solution dans un premier àppa- reil de distillation afin de prélever comme distillat de tête une fraction con- tenant de l'acrylonitrile et de l'eau, et on introduit cette fraction de tête, sans condensation, dans un second appareil de distillation qui fonctionne de ma- nière continue dans des conditions telles que l'acide cyanhydrique soit éliminé comme fraction de tête et que l'acrylonitrile soit séparé comme produit de fond.