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La présente inv&. t 1 -,1-1 est relative à un procédé de purification d-ladiponitrile et elle concerne plus particulièrement un procédé d'é1iminb-tion des impuretés cycliques de 1.1,-.diponi-
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trile.
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L'adiponitrile est utilisé cornue produit Intermédiaire dans 1s préparation â,'h.exYr^thylène-diaa.n.e pour la fabrication du nylon. Pour cet usagez il est important qu'il soit pur et exe":flt d'ifiiputetés cyclicmes, r?ais l'fdipon2tril.e brut, tel
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qu'on le fabrique habituellement, est fréouemment centaine par
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des quantités 1>J1iJot.tc,nter de ces impuretés indésirables qui ne
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sont éliminées par les procèdes classicues cu'au prix. de diffi- cultés considérables.
On sait que certains composes à structure linéaire forment des composés complexes cristallins avec l'urée et que ces complexes sont décomposés par l'eau, qui dissout l'urée et laisse l'autre composant, s'il est insoluble dens l'eau, en phase sépa- rée. Le composé complexe d'adiponitrile et d'urée lui-même a été décrit.
On a trouvé à présent que ce composa complexe peut être avantageusement utilisé pour la purification de l'adiponitrile.
Suivant la présente invention, dans un procédé de purification de l'adiponitrile, on sépare l'adiponitrile des im- puretés qui lui sont associées sous forme de son composé cristal- lin complexe avec l'urée.
Le composé cristallin complexe d'urée et d'adiponitrile a une composition qui peut varier dans de larges mesures avec son 'mode de formation, mais en général, elle est proche des proportions équimoléculaires d'urée et d'adiponitrile.
Le dérivé solide de l'urée et de l'adiponitrile peut avantageusement être formé par la réaction d'urée et d'adiponitrile impur en présence d'un solvant organique, de préférence un solvant organique polaire, par exemple un alcool tel que l'éthanol, le prope.nol et spécialement le méthanol.
Puisque le complexe est très soluble dans certains solvants organiques polaires, il peut être avantageux d'utiliser comme solvant organique polaire un alcool aliphatique inférieur dans lequel on dissout une certaine quantité du complexe préforé dans le but de pouvoir séparer une plus grande proportion du complexe nouvellement formée on peut ainsi utiliser une solution de complexe préformé dans le méthanol, par exemple 300 grammes du complexe dissous par litre de méthanol.
L'adiponitrile impur et l'urée peuvent être mélangés dans des proportions quelconques, de préférence des proportions pratiquement équimoléculaires. Des proportions moléculaires
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appropriées uroe:adiponit..rile allant de 0,3:1 #1 3:1 pavent être lrtilÜ0es. Lé' proportion rie liquide or:'{1niql1e e varier:. due ai;;n13r< considérable, suivant icz solubi1it/ de l'urée, de l'Ld1ponitril et du complexe dans le liquide choisi. Pour les alcools allphatiques inférieur.'., et DpécinJ er;,E;l1t le méthanol et les solutions du complexe dans celui-ci, une proportion 8Trmtageuse du liquide est t (,8 U,6 Ù 2 fois 1.c poids co:rbiné d'urée et d'adionitrile.
On peut isoler le complexe d'urêe et dadiponitrile par exemple par cristallisation, en refroidissant le mélange de réaction, ou par év&poration du liquide organique poleire. Il est préféra.ble, cependant, d'isoler le complexe en refroidissent le mélange aussi rapidement que possible, en agitant vigoureuse-
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ment,, car, par .ce procéder on obtient un rendement en cOi.1ple:;...-- plus élevé que celui obtenu avec un refroidissement lent, ou en refroidissent sans agitation vigoureuse. Le liquide orge.nique, contenant les impuretés, peut être élimine par le procédé habituel, par exemple par filtration ou centrifugation et le complexe solide peut être lavé par un liquide organique approprie, et séché, si on le désire.
Ce liquide organique approprié peut être un liauide organique polaire, cornue celui utilisé dans le présent procédé.
La décomposition subséquente du complexe peut être réalisée par chauffage, ou par traitement par un solvant de
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l'urée et/ou de l'B,aiponitrile, mais de préférence, en traitant le complexe solide par un liquide organique non polaire, par exemple le benzène, le cyclohexane, le tétrachlorure de carbone, le chloroforme ou de$ mélanges de ceux-ci. Ce traitement par un liquide organique non polaire peut être effectué par exemple en faisant bouillir le liouide avec le complexe dans des conditions de reflux, ou par percolation, ou par extraction continue du complexe par le liquide chaud, par exemple dans un appareil d'extraction Soxhlet.
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Par ce procéda le complexe se décompose en urée, sous
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une forme pratiquelùent pure et approprîfc pour la réutilisation. dans le procédé et en adiponitrile purifia en solution dans le liquide organique non polaire. La solution d -1 i.dipon--trilo contient habituellement une petite proportion et; si on le désire, cette proportion d'urée peut être lir,ii.n-ïs par tout procédé approprié, par exemple par lavage à 1' c,,u, et l<-diponi- trile purifié peut être isole par 'élimination du liauide organique non polaire, par exemple par distillation sous pression réduite.
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Si la présence c?une faible am ntité d'ure n'est pas nuisible ou indésin ble dans le traiteMent subséquent eu. proc.ui t, la solution d' adiponitrile purifiée peut être utilisée dans d'eutres procédés sans distillation ou autre trQite2ent.
Le procédé de la présente invention permet d'obtenir à partir d'adiponitrile, ir,pur une forme purifiée d'sdiponitrile qui a une pureté d'au moins 99%, déterminée par les procédés du point de cristallisation. Lorsque le complexe est décomposé
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par du benzène chaud, i'2.d.ipor¯itri.ie peut être obtenu après extraction du benzène de l'extrait, à une pureté d'au moins 99,6.
L'invention est il¯us tr ée, :nais non li.,-iuc-e piir les exemples suivants, dans lesquels les parties sont exprimées en poids.
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EXE¯t t'3 1.
On mélange des proportions ecui,",,olecu,,,aires d'a.dipa- nitrile (165 parties) et d'urée (90 parties) avec du méthanol
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(150 parties) et on chauffe le mélange au point à'4bullîtion jusau'â ce qu'on obtienne une solution claire, ,p: ..' refroidisse- ment, le complexe urée-adiponitrile cristallise, .près filtration et séchage, on en obtient 143,5 parties, ayant une teneur
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en azote de 36,6b et correspondant à une récupération de 42,1; de la quantité initiale d'adiponitrile.
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F;iT'.si-"It 2.
On frit r"[1{;ir de lourde (15 parties) et de .'adiponitrile (55 parties) dans le rapport molaire 1:2, comme é'anii , l'exenple l, en présence de 5v parties de mothanol. Le corlr:l¯clcr (26,5 per-bies) a une teneur en ;7.ot de 32,7/, correSf)0l1(1nnt à la. séparation sous forme de complexe de 3, j de la Quanti V initiale d'8.diponitrile.
Í'XFi .LPL1!; 3 .
On fait reagir de l'urée (30 parties) et de 1-l',sdipo- nitrile (22,5parties) dans .le rapport molaire 2 :1, comme décrit ci-dessus, en présence de 50 parties de méthanol, Le complexe (31,7 parties) a une teneur en azote de 41,4%, correspondant à la séparation sous forme de complexe de 36,2% de-la quantité initia.le d'adiponitrile.
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EXEUPLE 4. On fait réagir comme décrit ci-dessus en présence de
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10 parties d'éthanol, de l'urée (6 parties) et deeïlladipo- nitrile (11 parties de matière impure contenant 5-10% d'impuretés
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colorées). Le complexe cristallis4 -est filtré et lavé par deux portions (chacune de 20 parties) .=u'éthanol. Le produit est un solide crista.llin incolore (3,5 parties) ayant une teneur en adiponitrile de 40%
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BµÀ4iiPlo 1± IJ.1J1'.C,.J1 5.
On fait réagir de; l'urée th parties) et de 1';diponitrile impur (11 pe,rties, - comme dans 1' exe¯nple 4) de 1:' . E,--%-ière décrite ci-des sus, en pr8sence de 20 parties d'une solution 11 gus du complexe d 'urée-adip0ni t1'ile. On laisse refroidir lentement. le .1,',lange de réaction a 1' .a. température ordinaire. On filtre le complexe et on le lave par deux portions de 20 parties de lesolution utilisée pour La formation, du complexe. Le produit
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est obcernz sous forne d'une maticre solide cristalline incolore (13,1 IJ!,.eties).
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:Xï.lt'lt:f 6.
On fait réagir de l'urue et de 1'adiponiT i. , COI.L.!C dans I'exe:iple 5, mais :1vec rcfroiïisse:enL r".pi5 et r. citation.
Le produit (isole coM...c dans l'e:ev!p:i.e 5) représente 1/>,5 parties.
E..X}<i l±.1.: 7 .
On fait r,':,gir coriiie décrit ci-dessus de î'urè (60 parties), de l'adiponitrl10 inpur (10 parties de m-ticre à 90-95) et une solution (20ù parti' s r 30/J du couplexe, le )roc-uit --'-t,nt cristallisé par refroidisse ment rapide et é<.Gitption. Après levage, par une nouvelle quantité cic 25 ; parties du soi nt, on obtient de,,- cristaux incolores (171 p@ @ties).
EXEMPLE 3.
On décompose par 1, fraction au chloroforme dans un ap@a-
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reil Soxhlet, 40 parties du complexe urée-adiponitrile (prépé.r:: .
, partir d'adiponitrile impur comme décrit ci-dessus). Le résidu solide après séchage à l'air s'avère être de l'urée pure. L'ex- trait de chloroforme dépose par refroidissement 0,2 partie d'urée solide qu'on sépare par filtration. Le filtrat est distillé d'abord pour éliminer le solvant, ensuite sous vide pour récupérer l'adiponitrile. Le nitrile récupère est un liquide incolore, de
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point d'ébullition 146-147oc/10 mm de mercure ayant une pureté (d'après les mesures du point de cristo llisation) de 99 "OJ molaire; il correspond à 22,7 parties.
EXEMPLE 9.
On décompose 40 parties d'urée-adiponitrile, par ébullition avec du benzène (100 parties) pendant 41/2 heures. Après re-
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froidisseiuent, on filtre la solution pour la séparer du résidu solide et on isole l'adiponitrile (20 parties, point d'ébullition 156-158 C/15 mm) par distillation; il a une pureté de 99,75% EXEMPLE 10.
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On extrait .0 parties d'ur4e-adiponitrîle dans un appa- reil Soxhlet par du cyclohex-ne. Le résidu solide (29,1 parties) fond de 85 à 12. C. La solution donne, après cistillption
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5,n., parties d'cCj.Lp()Y7,.1.1.'x....(? ny nt lHlû ißTlEfLlx' 6'Il (le U,75 mole, '.
EXEMPLE 11
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On extrait l,.U parrties du complexe urce-adiponitrile dans un jr1;;.rei.L Soxhieb par du tétrachlorure de cP.l'banc j>er<?;int heures. Le solide résiduel (ur6e contMcmnt une faible proportion de nitrile) pèse lE:,2 part.i:. Un distille l'extraite qui forme un système à deux couches, donnant 19, 59 pHrtiGi d' HiifJonitrile contenant 0, 75 mole 1" d' impuret:. EXEMPLE 12.
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On mélange 10 parties de complexe uree-adiponitrile avec 25 parties de benzcne et on agite le mélange à la tempéra- ture ordinaire pendant 8 heures. Le résidu solide (6,72 parties) fond de 90 à 126 C, montrant ainsi que la décomposition est incomplète.
EXEMPLE 13.
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On mélange 165,9 parties du complexe urce-adiponitrile avec 2 parties de benzène et on chauffe à reflux pendant 12 heures. Après refroidissement, le résidu solide (65,9 parties) s'avère posséder une gamme de points de fusion de 126-130 C et
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contient 3,2;; i'adiponitrile. La solution de benzène est distillée pour séparer l'a.diponitrile (94,5 parties) ayant une pureté de 99,88% molaire.
EXEMPLE 14.
On t raite 124,9 parties de complexe dans un appareil d'extraction par du benzène pendant 16 heures. Le résidu solide (44,2 parties) est de l'urée (point de fusion 132 C). On distille l'extrait pour séparer l'adiponitrile (78 parties) ayant une teneu en impuretés de 0,12 mole %.