Brevet FR2134513A1 — publié le 19721208

La. présente invention concerne un procédé de fabrication d'acide pyromellique incolore (1, 2, 4, 5 acide benzènetétracarboxylique). Cet acide est obtenu, entre autres, comme produit intermédiaire lors de la fabrication du dianhydride de l'acide pyromellique, utilisé comme produit de base dans l'industrie des matières plastiques. Le dianhydride de acide pyromellique est obtenu par oxydation catalytique du durène (1, 2, h, 5 tétraméthylbenzène) ou d'autres 1, 2, 4, 5 tétralkylbenzènes, au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène et en présence de catalyseurs appropriés. Les gaz, après réaction, sont refroidis et on les fait barboter dans de l'eau ; il se frime ainsi une solution d'acide pyromellique qui contient différentes impuretés.Si cela est nécessaire, cette solution est ensuite concentree, par distillation d'une partie de l'eau, à la teneur voulue, de préférence entre 20 et 40 7. A partir d'une telle solution, on peut obtenir par cristallisation un acide pyromellique ayant une pureté passablement élevée, le plus souvent supérieure à 99,5 %, mais contenant encore de petites quantités d'impuretés, telles que l'acide trimellique, et des traces d'autres acidts tri- et dibasiques ainsi que des substances colorées Ces impuretés, en particulier celles qui sont colorées, rendent difficile l'emploi direct de. l'acide pyromellique pour la fabrication de produits dérivées, tels que par exemple des esters avec des alcools à chaine C-8 jusqu'à C-14, utilisés comme plastifiants pour PVC. Ces impuretés sont également indésirables danse cas du dianhydride, obtenu à partir de l'acide pyromellique et utilisé comme produit de depart pour la fabrication de polymères. Le procédé selon l'invention peut être appliqué aux solutions d'acide pyromellique citées, obtenues directement à partir du mélange gazeux après oxydation ou également par d'autres procédés. On peut aussi redissoudre de l'acide pyromellique d'une première cristallisation, dans de l'eau de préférence déminéralisée, a une température voisine du point d'ébullition, jusqu'à obtenir une solution de 20 à 40 7 en poids à laquelle on appliquera ensuite le procédé selon l'invention. Celui-ci consiste à traiter une solution bouillante de 20 à 40 % d'acide pyrismellique avec du charbon décolorant en quantité comprise entre 0,1 et 5 % du poids de l'acide, à filtrer la suspension et à obtenir par cristallisation l'acide incolore.La solution chaude, contenant en suspension le charbon, est filtrée de préférence sur des filtres à pression, à 80-Y0 C. La soluticn filtrée est claire et absolument incolore ; c'est à partir d'elle que l'on obtient l'acide pyromellique incolore, en la refroidis sant de façon adéquate, sous agitation, à une température comprise entre 5 et 35 C et en séparant l'acide cristallisé de ses eaux mères. par exemple par centrifugation ou filtration. Le charbon décolorant après filtration, est lavé avec de l'eau, de préférence déminéralisée, pour récupérer l'acide pyromellique qu'il ccntient, et l'eau de lavage est ajoutée à la solution d'acide pyromellique l'acide pyromellique après filtration, est séché dans un four-étuve s 100-120 C. Le produit ainsi obtenu est extrêmement pur et incolore. EXEMPLE 1. Une solution aqueuse d'acide pyromellique, obtenue en faisant barboter dans l'eau les gaz eff!uents d'un réacteur où a en lieu l'oxydation du durène, gaz refroidis au préalable à 150-250oC, est concentrée jusqu'à une teneur de 300 g d'acide pour 1000 ml d'eau. On chauffe cette solution à 95-100 C puis, en agitant, en ajoute 10 g de charbon décolorant par litre de solution et continue à agiter pendant une heure à 95-100 C Le charbon est ensuite filtré sur filtre à pression, puis lavé avec 100 ml d'eau déminéralisée bouillante.La solution filtrée additionnée de l'eau de lavage, constituant un liquide parfaitement limpide et incolore, est ensuit refroidie sous agitation à 20-25 C G l'acide pyromellique cristallise ainsi sous forme purifiée. On filtre ensuite le précipité et on lave l'acide pyromellique sur le filtre, avec 100 ml d'eau déminéralisée froide. L'acide est ensuite séché à 100-120 C. On obtient ainsi 218 g d'acide purifié, à 99,9 7. EXEMPLE 2. L'acide pyromellique obtenu par oxydation du durène, est dissous dans l'eau comme dans l'exemple 1 puis, à différence de celui-ci, cristallisé. On redissout ensuite 300 g de ce produit de première cristallisation dans 1000 mi. d'eau déminéralisée, sous agitation et en chauffant à 95-1000C. On ajoute ensuite 3 g de charbon décolorant puis procède comme dans l'exemple 1. On obtient 280 g d'un acide purifié titrant plus que 99,9 % Les eaux mères peuvent etre recyclées comme solution de lavage des gaz effluents du réacteur ù a lieu l'oxydation du durène. L'acide pyromellique obtenu selon l'invention présente des avantages considérables par rapport a celui qui n'a pas subi de décoloration. Ainsi, si on l'utilise pour la fabrication d'esters (octyliques, décyliques, etc.), on obtient des produits presque incolores (10-20 unités Hazen) pouvant être très avantageusement utilisés comme plastifiants pour le PVC. Par à les esters fabriquée contre, partir d'un acide qui n'a pas été soumis a un traitement de décoloration selon l'invention ont des colorations dépassant 500 unités Hazen et sont, de ce fait, impropres a être utilisés comme plastifiants. En outre, l'anhydride que l'on obtient par déshydratation de l'acide pyromellique traité selon l'invention, possède une couleur beaucoup plus claire que celle d'un anhydride obtenu a partir d'un acide non traité.Ceci est mis en évidence par le test colorimétrique ci-après on dissout 10 g de l'échantillon à tester dans 20 g de glycoléthylènique pur, contenu dans un tube colorumétrique à fond plat. Le tube et son contenu sont ensuite chauffés pendant une heure à 200 C, dans un four à bloc d'aluminium Lorsque on affaire à un anhydride issu d'un acide traite selen l'invention la solution préparée comme ci-dessus présente une colotation anférieure à 150 unités Hazen; si l'on a, par contre, affaire à un anhydride issu d'un acide non décoloré la solution obtenu présente une coloration tellment forte qu'elle ne peut plus être mesurée au moyen de l'échelle APHA (unités Hazen). Il est évident que plus la coloration de l'anhydride est faible, plus les produits dérivés tendrontà être incolores; cela est important. en particulier lorsqu'il s'agit de polymères, pour lesquels toute coloration est très indésirable. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatis sans sortir du cadie dew l'invention. R E V E N D I C A T I C) N S 1. Procédé de fabrication d'acide pyromellique incolore, caractérisé tn ce que l'on additionne à une solution aqueuse chaude d'acide pyromellique de 20 à :O % (pondéral), du char-bon décolorant en quantité allant de 0,1 à 5% du poids de l'acide, on filtre la solution et on fait cristalliser de ladite solution l'acide décoloré. 2 Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que le charbon décolorant est ajouté à une température proche du point d'ébullition de la solution que la filtration est effectuée à une température non inférieure à 80-C et que la cristallisaLion de l'acide est obtenue par refroi dissertent de la solution entre 5 et 35 C. 3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution d'acide pyromellique est obtenue par barbotage dans l'eau des gaz effluents, résultant de l'oxydation d'un 1, 2, 4, 5 tétralkylbenzène (par exemple du durène). 4. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution d'acide pyromellique à décolorer est préparée par dissolution dans l'eau chaude d'un acide pyromellique préalablement séparé par cristallisation d'une solution aqueuse obtenue par barbotage dans l'eau des gaz effluents de la réaction d'oxydation d'un 1, 2, 4, 5 tfitralkylbenzène.