CH395066A - Procédé de récupération de l'acrylonitrile - Google Patents

Description

  



  Procédé de récupération de 1'acrylonitrile
 La présente invention concerne un procédé pour récupérer 1'acrylonitrile d'un mélange gazeux contenant de l'acrylonitrile et de l'ammoniac.



   Dans le brevet des   Etats-Unis d'Amérique      N  2904580,    on a décrit un procédé de fabrication de   l'acrylonitrile qui comprend    la réaction catalytique en phase vapeur de propylène, d'ammoniac et   d'oxy-    gène. Dans ce dernier procédé,   une partie de l'ammo-    niac qui est introduit comme charge dans la réaction ne réagit pas et, en conséquence, les gaz sortant de la zone de réaction contiennent, en plus de   l'acrylo-    nitrile, une quantité faible mais néanmoins appréciable d'ammoniac ainsi que d'autres matières de la charge qui n'ont pas réagi, comme du propylène, de l'oxygène, de l'azote et du propane.

   Habituellement, l'effluent de la réaction contient également d'autres produits de la réaction comme l'acide cyanhydrique,   l'axétronitrile,    etc.



     L'acrylonitrile,    qui est le produit principal du procédé précité, peut tre recueilli dans les gaz sortant du réacteur par épuration des gaz chauds avec un solvant approprié comme de l'eau, dans un appareil d'absorption. En raison de la solubilité de   l'am-    moniac dans la plupart des solvants, le solvant riche sortant de l'appareil d'absorption contient pratiquement la totalité de l'ammoniac n'ayant pas réagi qui est présent dans le gaz effluent ainsi que de   Facrylo-    nitrile. La présence de ces deux dernières substances dans le solvant riche pose un problème sérieux car il est bien connu que l'ammoniac réagit avec l'acrylonitrile pour donner divers   sous-produits    qui   dimi-    nuent le rendement global en acrylonitrile.

   De telles réactions secondaires ont bien entendu un effet nuisible sur l'économie du procédé. On suppose que   e    les sous-produits principaux sont ceux qui proviennent de la réaction directe de l'ammoniac et de   I'acrylonitrile    et, du fait qu'un ou deux des atomes d'ammoniac ou leur totalité peuvent tre remplaces par un groupe   p-cyanoéthyl,    on obtient les sous-produits suivants :   
N2NL2CH2CN ss-aminopropionitrile   
HN   (CH2CH2CN)      9 ss, ss'-iminodipropionitrile   
N   (CH. CHBCN), e"S"-nitrilotripropionitrile   
 On voit donc qu'une mole d'ammoniac peut   dé-    terminer la perte de trois moles d'acrylonitrile à partir du produit.



   Le procédé selon la présente invention permet   d'empcher    les réactions précitées entre l'ammoniac et l'acrilonitrile lors de sa mise en oeuvre dans l'appareil d'absorption qu'on a mentionné ci-dessus.



   Bien que l'ammoniac et 1'acrylonitrile réagissent dans une certaine mesure dans une gamme étendue de températures, on a constaté avec surprise qu'à certaines températures basses, il existe une période d'induction concernant la réaction de l'acrylonitrile et de l'ammoniac et que, pendant cette période d'induction à basse température, il ne se produit aucune réaction appréciable.



   Le procédé selon la présente invention consiste à absorber 1'acrylonitrile et l'ammoniac dans un solvant à une température inférieure à   240    C et à isoler   ensuite l'acrylonitrile.   



   Le procédé selon la présente invention permet notamment de   récupérer l'acrylonitrile    dans le gaz effluent chaud obtenu dans la réaction du procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis   d'Amérique    susmentionné. Dans une mise en oeuvre préférée du procédé, on envoie dans un appareil d'absorption le gaz effluent chaud, partiellement refroidi si on le désire, mais de préférence à une température qui n'est pas inférieure à   380 C,    et on fait absorber les gaz effluents de la réaction dans un solvant se trouvant à une température inférieure à 24  C, puis on élimine   l'acrylo-    nitrile du solvant riche avant qu'il se produise une réaction notable entre l'acrylonitrile et l'ammoniac que contient ce solvant.

   On sépare   l'acrylonitrile    du solvant riche par des techniques de séparation classiques connues des techniciens, telles que la distillation par extraction et la distillation azéotropique.



   L'épuration peut tre avantageusement mise en oeuvre dans une tour verticale. Si on le désire, cette tour peut contenir un garnissage, des plateaux de barbotage ou d'autres dispositifs classiques de mise en contact des gaz et des liquides. Les gaz sortant du réacteur sont ordinairement introduits au fond de la tour ou ils circulent vers le haut en sens inverse d'un courant descendant de solvant pauvre qui est habituellement introduit près du sommet de la tour par un dispositif de pulvérisation ou un dispositif similaire. On contrôle la température dans la tour en modifiant la quantité et la température du solvant introduit au sommet de la tour. Les constituants légers de 1'effluent de la réaction, comme le propylène, l'azote, etc. traversent la tour à l'état non absorbé et sont finalement évacués au sommet de la tour.

   Le solvant riche est continuellement extrait du fond de la cour d'absorption, endroit où il contient les ingrédients désirés de l'effluent du réacteur. On peut utiliser divers instruments classiques avec la tour d'absorption ; par exemple, on peut utiliser un système de contrôle qui réglera la quantité de solvant pauvre admis dans la tour en fonction de la température du solvant riche sortant par le fond de la tour.



   En général, les gaz chauds sortant du réacteur ont la composition suivante :
 Constituant Moles  /o
   Acrylonitrile........    3,98
 Ammoniac 1,56
 Propylène 2,10
 Propane.......... 0,91
   Acétonitrile    0,79
 Acide cyanhydrique.... 0,73
 Oxygène 1,91
 Azote........... 73,50
 Oxyde de carbone..... 2,24
 Anhydride carbonique... 3,95 et sont à une température d'environ 4540 C ; on peut les traiter de la manière suivante : on les refroidit préliminairement en pulvérisant un jet d'eau dans le mélange de gaz, de manière que sa température soit d'environ   380 C    quand il pénètre dans la tour   d'ab-    sorption. On introduit 39 000   kg/heure dans une    tour d'absorption, près du fond de celle-ci, à une température d'environ 380 C.

   L'eau, qui est un solvant pré  féré,    est introduite au sommet de la tour à environ   130C.    La quantité d'eau introduite à cette température est d'environ 68 000   litres/heure    et, en tout cas, on règle son débit de manière que la température de 1'eau sortant au fond de la tour soit d'environ   16"C. Le temps    pendant lequel l'ammoniac et   l'acrylonitrile    dissous dans le solvant restent à l'intérieur de la tour d'absorption avant d'tre extraits de celle-ci est d'environ 30 minutes.



   La solution qui est extraite par le fond de la tour d'absorption peut tre ensuite envoyée dans une tour   r    de distillation par extraction dans laquelle   l'acrylo-    nitrile peut tre séparé du solvant riche par distillation par extraction, de préférence avec de 1'eau comme agent d'extraction.



   Pour illustrer les avantages obtenus avec le procédé selon la présente invention, on prépare plusieurs échantillons dans des tubes d'essai en verre     Pyrex      bouchés à   l'émeri.    Tous ces échantillons sont en solution aqueuse contenant 4    /o    d'acrylonitrile et 0,24   c/o    d'ammoniac et sont placés dans un bain à température constante. On utilise dans les essais trois   tem-    pératures différentes comprises entre   200    et   600    C. On mesure la quantité d'acrylonitrile qui subsiste dans les échantillons en analysant la solution à des intervalles réguliers par chromatographie.

   Quand on étudie les résultats obtenus, il est important de noter que tous les échantillons contiennent la mme quantité d'acrylonitrile et d'ammoniac au début de l'essai. On détermine le taux de réaction entre   l'acrylonitrile    et l'ammoniac après un certain laps de temps, la différence entre la teneur initiale en acrylonitrile et la teneur en acrylonitrile au moment de la mesure permettant de connaître la quantité d'acrylonitrile qui a réagi.

   Les résultats sont donnés sur le tableau suivant
 Echan-Températillon No ture   o C    Teneur en acrylonitrile
 A 20 4,0 4,0 4,0 4,0 3,9 3,8 3,8
 B   44    4,0 3,5 3,2 3,0 2,8 2,7 2,7
 C 60 4,0 2,4 2,2 2,1 1,9 1,9 1,8
Temps en heures   0 1 2 3 4 5 6   
 Ces résultats montrent que l'échantillon qui est maintenu à   200    C ne subit pas de réaction appréciable pendant les trois premières heures de l'essai, tandis que les échantillons restants subissent une   cer-    taine réaction depuis le début de l'essai.

   Etant donné que la période d'induction de trois heures à   200    C convient absolument pour ce qui est   d'un    processus chimique continu, les résultats montrent que l'acrylonitrile et l'ammoniac n'entrent pas en réaction à un degré notable pendant l'opération d'absorption si les limitations de températures conformes à   l'inven-    tion sont observées. La présente invention permet de récupérer sensiblement la totalité de   l'acrylonitrile    provenant des gaz effluents de la réaction.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour récupérer l'acrylonitrile d'un mélange gazeux contenant de l'acrylonitrile et de l'ammoniac, caractérisé en ce qu'on fait absorber l'acrylo- nitrile et l'ammoniac dans un solvant à une température inférieure à 240 C et en ce qu'on isole ensuite 1'acrylonitrile.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que le solvant utilisé est de l'eau.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'absorption est mise en oeuvre dans une zone d'absorption à contre-courant.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'absorption a lieu à environ 200 C.

   4. Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'acrylonitrile et l'ammoniac absorbés resr tent dans le solvant pendant une période de moins de 3 heures avant l'isolement de l'acrylonitrile.