Brevet FR2003552A1 — publié le 19691107

Le mésitylène (triméthyl-1,3,5 benzène) est présent dans les mélanges de produits à noyau aromatique provenant tant des raffineries ae pétrole que des cokeries en quantités telles que son isole- ment semble profitable. Une séparation par distillation est cependant très difficile car d'autres carbures aromatiques à 9 atomes de carbone que ces mélanges contiennent à côté du mésitylène, par exemple des éthyltoluènes, ont des points d'ébullition très proches de celui de ce dernier. ='éthyl-2 toluène par exemple bout à une température de seulement 0,5 C plus élevée que le mésitylène. A partir d'un mélange de produits à noyau aromatique formé com nie pnase liquide lors de la préparation d'o-xylène et contenant à côté de 9 XÓ en poids de mésitylène encore 5,4 %' en poids d1éthyl-2, 17,1 % en poids d'éthyl-3 et 7,2 50 en poids d'éthyl-4 toluène, on n'a pu obtenir à l'aide d'une colonne à 50 plateuaux qu'une fraction contenant 40 % en poids de mésitylène. h partir de mélanges de car Dures aromatiques provenant de cokeries qui contiennent davantage de mésitylène et moins d'éthyl-2 toluène, or a pu obtenir à l'aide de la même colonne une fraction contenant 68 % en poids de mésitylène. On connaît, dans la littérature, un procédé selon lequel, à partir d'un mélange enrichi en mésitylène par distillation, on peut obtenir ce dernier sous forme pure par sulfonation. Il a été proposé en outre d'extraire le mésitylène de mélanges à l'aide d'acide fluorhydrique en présence de trifluorure de bore (brevet américain 2 589 621). Ces procédés sont fastidieux et coûteux. Les brevets américains 2 648 713 et 2 816 940 ont fait connat- tre la possibilité de séparer l'étbyl-2 toluène ou l'hémimellitène du mésitylène par alcoylation sélective à l'aide d'isobutène. Cette manière de procéder comporte l'inconvénient qu'une partie de lsiso- butène est polymérisée sous l'influence des catalyseurs dXalcoyla- tion. Pour une alcoylation sélective permettant une séparation consécutive, il est, selon les indications de la littérature, indispensa- ble d'utiliser des alcoylants tertiaires. Selon B.B. Corson et Co11 (Ind. Eng. Chem. 48 (1956), 1181) par exemple, on n'a pas réussi à effectuer une alcoylation sélective de polyalcoylbenzènes par introduction de groupes éthyle ou isopropyle ni une séparation à base de cette opération. le brevet américain 2 648 713 déjà cité qui mentionne entre autres la séparation des éthyltoluènes du mésitylène souligne expressément (colonne 3, ligne 34) que les oléfines normales sont inefficàces quant à son alcoylation sélective0 La présente invention vise,plus particulièrement, à développer un procédé plus simple que les procédés connus et menant sans difficultés à un produit aussi pur que possible. Or on a maintenant trouvé que la séparation de mésitylène pur d'un mélange contenant d'autres carbures aromatiques à 9 atomes de carbone réussit de façon surprenante par propylation sélective. Dans le cas des autres carbures aromatiques à 9 atomes de carbone, la vitesse de la réaction de propylation est tellement plus élevée que dans celui du mésitylène que celui-ci ne réagit pratiquement pas tant que moins de I mole de propène par mole de carbures aromatiques autres que le mésitylène est entrée en réaction. La raison en est probablement le fait que, lors de la propylation du mésitylène, il se forme principalement de l'isopropyl-5 pseudocumène, c'est-à-dire qu'une isomérisation doit précéder la propylation.On réussit ainsi à transformer, sélectivement, tous les carbures aromatiques à 9 atomes de carbone, à l'exception du mésitylène, en carbures aromatiques à 12 atomes de carbone qu'il est ensuite facile de séparer du mésitylène par distillation, il est avantageux de maintenir pendant l'alcoylation des températures de 50 à 90 OC, Outre l'avantage que le propène ne polymérise pas aussi facilement que l'isobutène et que de plus il est meilleur marché, ce procédé présente l'avantage supplémentaire d'exiger déjà théoriquement 25 % en poids moins d'alcoylant. La propylation sélective peut s'effectuer avantageusement à l'aide de AlCl3 comme catalyseur. La concentration du catalyseur est avantageusement de 0,5 à 5 % en poids. il est aussi possible de transformer le AlCl3 par réaction de faibles quantités d'eau ou de HCl au sein d'un carbure aromatique alcoylé, en un complexe liquide dont la manipulation industrielle est plus facile, les températures de mise en oeuvre appropriées lorsqu'on utilise l'AlCl3 se situent dans la plage de 60 à 80 C. L'exemple 1 montre à l'aide d'un essai type les différences entre les vitesses de réaction, lors par exemple de la propylation d'un mélange de pseudocumène et de mésitylène. - EXEMPLE 1 i - A un mélange de 800 ml = 701 g de pseudocumène et de 200 ml = 173 g de mésitylène (à 95,3 %, c'est-à-dire 164 g = 1237 mole de mésitylène), on ajoute 6g de AlC13. Puis on introduit dans ce mélange, à 50 OC, 245 g de propène. le produit de propylation (1119 g) contient 14,9 g de pseudocumène, 141 g de mésitylène, 949 g d'isopropylpseudocumènes et 14,1 g de produits non identifies. Ces chiffres permettent de calculer que 97,9 % du pseudocumène, mais seulement 14 , du mésitylène sont entrés en réaction. les autres exemples montrent l'application du procédé à des mélanges tels qu'on les obtient lors de l'enrichissement en mésitylène par distillation. - EXEMPLES 2 - 4 - On soumet à la propylation chaque fois 870 g = 7,25 moles d'un mélange de carbures aromatiques à 9 atomes de carbone ccntenant des quantités variées de mésitylène. On introduit du propène jusqu'à ce que 1 mole environ de propène ait réagi par 1 mole de carbure aromatique à 9 atomes de carbone, le mésitylène excepté. Comme catalyseur, on ajoute à chaque essai 30 g de AlCl3. Les températures sont réglées à des valeurs comprises entre 70 et 80 OC. me tableau ci-après rassemble les résultats ainsi obtenus. Exemple NO 2 3 4 Produit mis en oeuvre 870 g 870 g 870 g - Mésitylène % en poids-g 58,1-506 37,0-322 34,3-299 - Ethyl-2 toluène % " " " 39,8-346 24,1-210 24,6-214 - Ethyl-3 + éthyl-4 G " 't 't l 1,0- 9 28,2-246 18,7-163 toluène - Pseudocumène % " " " - - 8,3-72 21,1-184 Conditions -AlCl3 g 30 30 30 - Température C 75-80 80 70 - Propène entré en g-moles 136-3,24 184-4,38 200-4,76 réaction - Carbures aromati ques à 9 C mis en oeuvre, mésitylène moles 3,03 4,51 4,75 excepte Produit d t alcoylation - Rendement g 1006 1054 1070 - Mésitylène % en poids-g 46,7-470 29,6-312 26,8-287 - Pseudocumène % " " " 2,4-24 5,1-54 6,2-66 - Composés propylés % " " " 50,9-512 65,3-688 67,0-717 - Mésitylène dans la Sò " " 96,1 93,2 95,3 fraction de 165 166 OC il ressort du tableau que l'on peut transformer les éthyltoluènes en produits à points d'ébullition considérablement plus élevés et par conséquent facilement séparables0 La propylation simultanée du mésitylène ne concerne qu'environ 3 - 7 c/o de la quantité présente.Des restes de pseudocumène persistent comme seul composant bouillant à une température proche du point d'ébullition du mésitylène0 La différence entre les points dlébullition du pseudocumène et du mésitylène, de 4,5 OC, est cependant nettement supérieure à celle entre les points d'ébullition du mésitylène et des éthyltoluènes. A l'aide d'une colone à 50 plateaux théoriques, on peut par conséquent obtenir sans difficultés un produit contenant plus de 95 fo de mésitylène0 En mettant en oeuvre d'emblée assez de propène pou-r que 20 % environ du mésitylène présent soient eux aussi propylés ou en introduisant le mésitylène d'une pureté de 95 % ci-dessus décrit une deuxième fois dans la propylation, on obtient un mésitylène d'une pureté de 99 %. - R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé d'isolement de mésitylène d'un mélange contenant d'autres carbures aromatiques à 9 atomes de carbone par alcoylation sélective à l'aide dJun alcoylant entrant en réaction à raison d'au moins 1 mole par mole de carbure aromatique à 9 atomes de carbone et séparation consécutive du mésitylène par distillation, caractérisé par le fait que l'on effectue l'alcoylation du mélange de corps à noyau benzénique à l'aide de propène. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lton utilise comme catalyseur AlCl3 que l'on met en oeuvre à une concentration de 0,5 à 5 % en poids0 30- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait lue l'on effectue l'alcoylation à des températures comprises entre 50 et 90 C.