Procédé d'extraction de l'acide acétique de ses solutions aqueuses au moyen de solvants. Pour l'extraction de l'acide acétique à par tir de ses solutions diluées, on emploie des solvants possédant, vis-à-vis de cet acide, une grande affinité, qui se traduit par un coeffi cient d'extraction élevé. Ces solvants sont en général des esters ou des cétones; bien que peu solubles dans l'eau, ils ont cependant pour cette dernière une certaine affinité, de sorte qu'ils extraient., en même temps que l'acide, une proportion d'eau importante.
C'est ainsi que lorsqu'on emploie comme solvant. l'acétate d'éthyle, la quantité d'eau dissoute est toujours au moins égale à la quan tité d'acide. La proportion d'acide pur pa rapport à la quantité d'eau et d'acide que con tient. l'extrait. aqueux n'est donc portée qu'à 50 % environ par l'extraction, et c'est à la distillation qu'on demande d'amener cette pro portion jusqu'à 100 0/0.
Au cours de cette opé ration de distillation, l'eau est séparée de l'acide sous forme de mélange azéotropique avec le solvant, ce qui nécessite, pour assurer la déshydratation complète, la vaporisation d'une quantité importante de solvant, souvent même supérieure à celle qui se trouve dans la couche de solvant; ceci est possible, grâce à la rétrogradation en tête de la colonne de dis tillation d'une proportion convenable de sol vant.
Il en résulte, pour l'obtention de l'acide an hydre, une dépense de vapeur élevée qui pour- rait être réduite d'une façon importante 5i. l'on pouvait éviter d'extraire, en même temps que l'acide acétique, une proportion d'eau aussi considérable.
La. titulaire a. trouvé que si l'on ajoute au solvant un hydrocarbure de la série du cy clo- hexane, c'est-à-dire le cy clohexane ou un de ses homologues, la solubilité de l'eau dans la couche de solvant est très fortement, diminuée, cette diminution étant d'autant plus accentuée que la proportion d'hydrocarbure cy clohexa- nique dans le solvant est plus élevée.
C'est ainsi que si l'on ajoute à l'acétate d'éthyle 10 % de cyclohexane, la concentration de l'acide par rapport à l'ensemble acide + eau dans la couche de solvant passe de 50 à 62 % pour
atteindre 65 % avec 15 0/a de cyclo- hexane.
En raison de cette réduction de la teneur en eau, la dépense de chaleur nécessaire pour obtenir la déshydratation complète est plus faible que si l'on emploie du solvant pur.
La présente invention a donc pour objet un procédé d'extraction de l'acide acétique de ses solutions aqueuses, dans lequel on met une telle solution en contact avec un solvant qui est peu soluble dans l'eau et présente un point d'ébullition inférieur à celui de l'acide acéti que, puis on isole l'acide de l'extrait ainsi obtenu, caractérisé en ce que l'on ajoute au solvant un hydrocarbure de la série du ey clo- hexane, au plus tard après l'opération de mise en contact de la solution initiale avec le solvant et avant. l'opération d'isolement de l'acide.
Le cy clohexane étant pratiquement dé pourvu d'affinité pour l'acide, son addition au solvant a pour effet de diminuer le coeffi cient de partage entre l'acide et le solvant, ce qui limite pratiquement les proportions de cyclohexane à utiliser.
En effet, l'emploi d'un solvant renfermant. une importante propor tion. de cyclohexane permettrait bien de ré duire encore davantage la proportion d'eau dissoute, mais, en contrepartie, pour réaliser une extraction pratiquement totale de l'acide, on serait amené à employer des batteries ou des colonnes d'extraction de dimensions exa gérées et de mettre en ceuvre des quantités de solvant considérables qu'on serait ensuite dans l'obligation de chasser par vaporisation. Il en résulterait une dépense de vapeur très élevée qui ferait perdre le bénéfice résultant de la moindre solubilité de l'eau dans l'extrait.
La titulaire a constaté que les proportions les plus avangeuses d'hydrocarbure de la sé rie du cyclohexane sont. comprises entre 5 et 201/o, et de préférence entre 10 et 15%.
L'invention peut être mise en ceuvre dans l'appareillage décrit ci-après en regard du dessin annexé.
La fig. 1 est un schéma de l'appareillage sous une première forme de réalisation.
La fig. 2 est un schéma d'une portion mo difiée de cet appareillage.
Dans un appareillage d'extraction A d'un. type quelconque (batterie, colonne, etc.), on introduit, d'une part, des eaux acétiques par le tuyau 1 et, d'autre part, du solvant par le tuyau 2.
A la base de la colonne d'extraction s'échappent par le tuyau 3 les eaux épuisée d'acide qui sont, envoyées dans une colonne de distillation B en vue de la récupération du solvant dissous. Celui-ci retourne par les tuyaux 10 et 2 à l'appareil À l'extraction avec le solvant frais, tandis que l'eau pure est éva cuée de la colonne B par le tuyau 4. Au sommet de la colonne d'extraction, le solvant chargé d'acide s'écoule par le tuyau il. Il est introduit dans une colonne de distilla tion C chauffée à. la base par surface.
En tête de cette colonne, les vapeurs sont condensées et le liquide résultant est. amené dans un dé canteur D : la. couche inférieure aqueuse est envoyée par les tuyaux 6 et 3 dans la. colonne de distillation B en vue de la récupération du solvant qu'elle renferme; quant. à la cou che supérieure, elle est rétrogradée en partie sur la colonne C par le tuyau 7, l'autre partie étant renvoyée au système d'extraction par les tuyaux 8 et 2. A la base de la colonne C s'écoule, par le tuyau 9, l'acide acétique an hydre et débarrassé de solvant.
<I>Exemple:</I> On introduit. dans l'appareil _l, par le tuyau 1, 693 kg par heure d'eaux acétiques à 30 % d'acide, soit 208 kg d'acide.
D'autre part, on introduit dans la même colonne, par le tuyau 2, 1208 kg par heure de solvant composé de 85 % d'acétate d'éthyle et de 15 % de cy clohexane. Par le tuyau 5 s'écoule le solvant chargé d'acide contenant
en poids 13,8 % d'acide acétique et 7,4 0/0 d'eau, ce qui correspond à une concentration de l'acide de
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Ce solvant acide est introduit dans la co lonne de distillation C, à. la base de laquelle on recueille, par le tuyau 9, 207,5 kg par heure d'acide anhydre. Dans le décanteur D, on recueille, pendant le même temps,<B>1771</B> kg par heure de solvant contenant en dissolution 23 kg d'eau et une couche inférieure consti tuée par 95 kg d'eau contenant en dissolution 9 kg de solvant.
Cette couche inférieure est renvoyée, par le tuyau 6, dans la colonne de récupération B, en même temps que l'eau sor tant de la colonne d'extraction par le tuyau 3 et qui renferme 23 kg de solvant et 0,5 kg d'acide. Les 32 kg de solvant récupérés sont renvoyés à la colonne d'extraction par les tuyaux 10 et ?, tandis que l'eau, débarrassée de solvant et ne contenant plus que 0,5 kl- d'acide, est évacuée par le tuyau 4.
La quantité de solvant rétrogradée du dé canteur D sur la colonne C, par le tuyau 7, est de 595 ks- par heure.
Grâce à la présence, dans le solvant; de 1:ï % de eyeloliexane, la dépensé de vapeur par kilo d'acide acétique anhydre obtenu n'est que de 2,3 k<B>-</B> contre 3,5 kg avec l'acétate d'éthyle seul.
La diminution de coefficient de partage provoquée par l'addition de cycloliexane peut conduire dans certains cas à allonger quel que peu la colonne d'extraction, afin de réa liser l'extraction eoinplète de l'acide.
On peut, cependant, éviter cet inconvénient en réalisant l'invention suivant une variante qui consiste à effectuer l'extraction par l'acétate d'éthyle pur et à additionner l'extrait acide ainsi obtenu d'une proportion convenable d'hydro earbure ey elohexanique, ce qui provoque la séparation d'une certaine quantité d'eau; cette dernière est alors renvoyée dans la co lonne d'extraction, tandis que la couche de solvant est. envoyée, comme précédemment, dans la colonne de distillation C.
Dans cette dernière, l'hydrocarbure cycloliexanique se localise en tête sous forme de mélange azéotro- pique ternaire avec l'acétate d'éthyle et l'eau, mélange dans lequel l'acétate d'éthyle et l'hy drocarbure eyelohexaniclue sont. en propor tions sensiblement. égales.
On tire de ce mé lange la. quantité juste suffisante pour per- inettre la séparation d'eau, tandis que l'acé tate d'éthyle nécessaire à l'extraction est sou tiré de 1a colonne quelques plateaux au-des- sous du sommet, sous forme de mélange azéo- tropique acétate d'éthyle-eau.
L'appareillage utilisé pour l'exécution de cette variante (fig. 2) est composé des mêmes éléments que l'appareillage décrit précédem ment, c'est-à-dire un appareil d'extraction _1 et deux colonnes de distillation B et C, mais comporte, en outre, un décanteur E placé sur le parcours du tuyau 5 et dans lequel s'effec tue l'addition de eyclohexane à l'extrait chargé d'acide. La couche inférieure formée dGns le décanteur E retourne par le tuyau 7.1 à la colonne d'extraction, tandis que la cou che supérieure est envoyée, par le tuyau 12, dans la colonne C.
L'eau est. extraite du dé canteur D par le tuyau 6, comme dans la fig. 1. Une rétrogradation de la. couche supé rieure sur la colonne C est effectuée par le tuyau 7, tandis que le tuyau 8 sert à. rame ner sur le décanteur E la quantité de mélange acétate d'éthyle - cyclohexane à. 50 1/o- nécessaire pour précipiter l'eau. Enfin, la plus grande partie de l'acétate d'éthyle est. prélevée laté ralement par le tuyau 13 pour être renvoyée dans la colonne d'extraction L'invention n'est pas limitée à l'emploi, comme solvant, de L'acétate d'éthyle.
Elle en globe, d'une faon générale, des solvants d'ex traction de l'acide acétique ayant un point d'ébullition inférieur à celui de cet acide; comme exemples de tels solvants, on peut citer l'éther ordinaire, l'oxyde d'isopropyle, la méthyl-éthyl-cétone, le méthyl-tétrahydro- furane, etc.
Si 1è point d'ébullition du solvant choisi (par exemple l'éther) est très sensible nient inférieur à. celui de l'hydrocarbure cy- elohexanique, l'appareillage de la fig. 2 est à modifier de la façon suivante: le tuyau 8 doit aboutir à l'appareil d'extraction et le tuyau 13 au décanteur E; c'est en effet du solvant (éther par exemple) pratiquement pur que l'on obtient par le tuyau 8 et de l'hydrocarbure cyelohexanique que l'on obtient par le tuyau 13.