Brevet FR2121737A1 — publié le 19720825

La présente invention se rapporte à la distillation d' hydrocarbures insaturês facilement polymêrisables. Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de distillation d'hydrocarbures aromatiques à insaturation diacétylénique, à point d'é-5 bullition élevé, facilement polymêrisables, tels que diëthynyl-benzène, méthyl diéthynylbenzènes, avec réduction notable de la formation de polymère. Les hydrocarbures à insaturation diacétylénique, comme le diéthynylbenzène, polymérisent facilement quand ils sont soumis 10 à des températures élevées. Ces composés ont des points d'ébulli-tion élevés, par exemple d'environ 190°C à pression atmosphérique pour le diéthynylbenzène, et même en appliquant un vide poussé au cours de leur distillation, des températures nettement élevées sont encore nécessaires pour concentrer par ébullition ces compo-15 sés à insaturation diacétylénique. De telles températures élevées entraînent une formation importante de polymère, d'où perte en produit désiré et encrassement avec bouchage de l'appareil de distillation. L'utilisation d'inhibiteurs usuels de polymérisation, tels que tert.-butyl catéchol, soufre, hydroquinone et similaires, 20 qui agissent de façon relativement efficace dans le cas de la plupart des composés vinyliques, ne réduisent pas ou pratiquement pas la formation de polymère lors de la distillation, même sous vide très poussé, d'hydrocarbures aromatiques à insaturation diacétylénique . 25 La présente invention a pour but de remédier à ces in convénients. A cet effet, le procédé de l'invention pour la distillation de composés à insaturation diacétylénique et à point d' ébullition élevé consiste à soumettre ces composés non saturés à insaturation diacétylénique et à point d'ébullition élevé à des 30 conditions de distillation dans une zone de distillation en présence d'un diluant hydrocarboné inerte à point d'ébullition plus élevé, ce diluant ayant un point d'ébullition minimum supérieur d'au moins 5°C au point d'ébullition du composé à insaturation diacétylénique à distiller. 35 Grâce au procédé de la présente invention, on peut dis tiller les composés à insaturation diacétylénique, tels que le diéthynylbenzène, à des températures relativement élevées avec réduction importante de la formation de polymère en comparaison des résultats normalement obtenus dans des conditions de distillation 40 sous vide poussé et/ou en présence d'inhibiteurs usuels de polyCOFY siM 72 00762 2 2121737 mérisation. D'après la présente invention, on effectue la distillation en présence d'un diluant hydrocarboné inerte dont le point d'ébullition est, à la pression de distillation, d'au moins 5°C 5 supérieur à celui de l'hydrocarbure à insaturation diacétylénique à distiller. Ces hydrocarbures inertes comprennent les hydrocarbures paraffiniques, naphténiques et aromatiques, y compris les hydrocarbures aromatiques partiellement hydrogénés, à point d'é-bullition élevé. En général, ces hydrocarbures inertes ont des 10 points d'ébullition supérieurs à 200°C à pression atmosphérique. Les hydrocarbures paraffiniques comprennent ceux à chaîne droite et à chaîne ramifiée, tandis que les hydrocarbures naphténiques comprennent les alkylnaphtènes et les naphtènes polycycliques. Les hydrocarbures aromatiques comprennent les alkylbenzènes, al-15 kylnaphtalènes et similaires., les hydrocarbures aromatiques polycycliques à noyaux condensés ou non, tels que phénanthrène, an-thracène, diphényle, diméthyldiphényle, et les hydrocarbures aromatiques partiellement saturés à point d'ébullition élevé, tels que tétraline, fluorène, acénaphtène et similaires. Les triéthyl-20 benzènes, tétraméthylbenzènes, tétraéthylbenzènes, tétraline, diphényle, mêthyldiphényle, mëthyldiëthylbenzènes, naphtalène, mé-thylnaphtalènes et similaires, ainsi que leurs mélanges conviennent particulièrement. Le choix du diluant inerte, particulier, utilisé dépend le plus souvent de considérations pratiques telles 25 que disponibilité, prix, facilité de manipulation, par exemple normalement liquide ou solide, et autres considérations semblables. De plus, il est préférable de prendre en considération 1' efficacité apparente de l'appareil de distillation, car, pour obtenir une séparation nette, la différence des températures d'ëbul-30 lition entre le composé à insaturation diacétylénique et le diluant inerte doit être d'autant plus grande que l'efficacité de 1' appareil de distillation diminue. Les conditions essentielles, d'après la présente invention, consistent en ce que le diluant inerte doit avoir un point d'ébullition minimum d'au moins 5°C, 35 de préférence 10°C, au-dessus du point d'ébullition maximum des composés à insaturation diacétylénique à distiller et en ce que le diluant soit complètement inerte vis-à-vis du composé insaturé. Pour distiller des composés tels que les diéthynylbenzènes, les diluants hydrocarbonés inertes préférés sont les triéthylbenzènes 40 et tétraéthylbenzènes, les tétraméthylbenzènes et les mélanges 72 00762 3 2121737 d*êthylbenzènes, mêthylbenzènes et propylbenzènes à point d'ébullition supérieur à 200°C. Lors de la mise en oeuvre du procédé de distillation de l'invention, il est généralement préférable d'effectuer la distil-5 lation sous pression sensiblement réduite. Habituellement, les composés aromatiques à insaturation diacétylénique sont distillés à une pression suffisamment réduite pour abaisser le point d'ébullition du composé diacétylénique à distiller en dessous de 150°C, de préférence en dessous de 80°C. Pour atteindre ces températures, 10 les pressions utilisées sont inférieures à environ 200 mm Hg, de préférence inférieures à 20 mm Hg. Bien que le procédé de distillation de la présente invention ait principalement peur objet la distillation de composés à insaturation diacétylénique, on peut l'employer pour la distilla-15 tion d'autres composés insaturés facilement polymêrisables, à point d'ébullition élevé, tels que des hydrocarbures divinylaromatiques, hydrocarbures à insaturation monoacêtylénique et similaires. Cependant, le procédé de l'invention est plus particulièrement efficace quand on l'applique à la distillation d'hydrocarbures aroma-2 0 tiques à insaturation diacétylénique, facilement polymêrisables, tels que diéthynylbenzènes, êthynylpropynylbenzènes et similaires, ainsi que d'hydrocarbures contenant des substituants non hydrocarbonés, tels qu'halogènes, par exemple chlore et brome, groupes aminés, groupes nitrés, groupes acides, groupes hydroxyles et similai-2 5 res. Dans son mode préféré de mise en oeuvre, le procédé de distillation de la présente invention s'applique à la distillation de diéthynylbenzènes. La quantité de diluant hydrocarboné inerte utilisé peut varier dans de larges limites, mais cependant elle représente le 30 plus souvent une concentration supérieure à 15 volumes■% du mélange résultant de son addition aux composés à insaturation diacétylénique à distiller. Cependant, la concentration de ce diluant hydrocarboné inerte dans ce mélange est de préférence supérieure à 35 % en volume. Pratiquement toute quantité de diluant hydrocar-35 boné inerte peut être utilisée pour autant qu'elle soit supérieure à ces limites, mais cependant on emploie rarement une concentration dépassant 60 % en volume, dans le mélange avec les composés à insaturation diacétylénique à distiller. Lors de la mise en oeuvre en continu du procédé de l'in-40 vention, la charge contenant les composés à insaturation diacétylé- 72 00762 4 2121737 nique et le diluant hydrocarboné inerte peuvent être introduits tous deux en continu sous forme pré-mélangêe l'un à l'autre ou ils peuvent être introduits séparément dans l'appareil de distillation. Quand on effectue la distillation en continu de composés à insatu-5 ration diacétylénique, les composés diacétyléniques sont récupérés en continu en tête de colonne ou soutirés à un étage intermédiaire quand la charge contient des produits plus légers, tandis que les produits plus lourds et le diluant hydrocarboné inerte sont enlevés en continu par le pied de l'appareil de distillation. Evidem-10 ment, le procédé de distillation de la présente invention peut, si on le désire, être mis en oeuvre en discontinu ou en semi-continu, avec introduction intermittente de la charge contenant le composé à insaturation diacétylénique ou du diluant hydrocarboné inerte. L'appareil de distillation utilisé pour la mise en oeu-15 vre du procédé de l'inyention peut être de tout type conventionnel et peut aller, au point de vue efficacité, du simple appareil de distillation éclair aux colonnes de distillation à plusieurs plateaux, très efficaces. Cependant, comme indiqué ci-dessus, il est souvent opportun d'augmenter l'écart de température entre les com-20 posés à insaturation diacétylénique à distiller et le diluant hydrocarboné inerte, utilisé, quand l'efficacité de l'appareil de distillation diminue. Les caractéristiques et particularités du procédé de 1' invention ressortiront des exemples suivants, donnés à titre d'il-25 lustration et sans caractère limitatif. Exemple 1 Pour démontrer l'efficacité du procédé de l'invention, on a effectué une série de 7 essais de stabilité en chauffant du diéthynylbenzène pendant plusieurs heures à 200°F (93°C). Dans le 30 premier essai, on a chauffé le diéthynylbenzène seul, dans les essais 2 à 5, on a ajouté divers inhibiteurs, tandis que dans les essais 6 et 7, le chauffage a été effectué en présence d'un diluant hydrocarboné inerte. La composition spécifique du produit soumis aux conditions ci-dessus dans chacun des 7 essais était la suivan-35 te : Essais 1 : diéthynylbenzène 2 : diéthynylbenzène contenant 0,16 % en poids de tert.- butyl catéchol (TBC) 3 : diéthynylbenzène contenant 0,1 % en poids de TBC et 40 0,5 % en poids de soufre 72 00762 5 2121737 4 : diéthynylbenzène contenant 0,16 I en poids d'hydroquinone 5 : diéthynylbenzène contenant 0,35 % en poids de Polygard (marque enregistrée de la Division Naugatuck Chemical de United States Rubber Co.) 5 6 : diéthynylbenzène en mélange 1 : 1 avec du tétraéthylbenzène 7 : composition de 6 avec 0,1 % en poids de TBC. Le caractère du produit chauffé a été observé et noté périodiquement en ce qui concerne la polymérisation. Le tableau I ci-après reprend les résultats des observations périodiques des 10 7 essais. Tableau I **»4 hO Nombre d • à 200°F 'heures (93°C) Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4 Essai 5 Essai 6 Essai 7 24 foncé foncé foncé foncé légèrement foncé clair clair 36 solide solide solide solide' solide clair clair 60 - - - - - plus foncé plus foncé 84 - - - - - ti n 108 - - - - - ii n 132 - - - - - M tt 136 polymérisation polymérisation N> NO OU 72 00762 7 2121737 Exemple 2 On a effectue une série de 4 essais pour démontrer l'effet de la concentration en diluant hydrocarboné inerte dans le composé à insaturation diacétylénique. Dans chacun de ces essais, 5 le diéthynylbenzène était le composé à insaturation diacétylénique et le triéthylbenzène était le diluant hydrocarboné inerte. Dans tous ces essais, on a chauffé le mélange à 240°F (115,5°C}. Le tableau II donne le caractère du diéthynylbenzène après différentes durées de chauffage pour chaque essai. ^ Tableau II Nombre d'heures de chauffage à 240°F (115,5°C) Concentration de triéthylbenzène di é thynylb enzène dans le 15 % 34 % 44 % 53 % 2 foncé clair clair clair 4 foncé légèrement foncé clair clair 6 visqueux foncé foncé foncé 9 plus visqueux visqueux foncé foncé 12 solide solide légèrement visqueux foncé 14 - - visqueux foncé 15 - - solide légèrement visqueux 22 — — — solide 30 Exemple 3 On a effectué deux fractionnements séparés sur 1 500 g de la même fraction à 95 % en poids de diéthynylbenzène. Dans un de ces fractionnements (essai A), on a ajouté la fraction contenant le diéthynylbenzène dans l'alambic et on en a distillé le 35 diéthynylbenzène. Dans l'autre fractionnement (essai B) , on a dilué la fraction contenant le diéthynylbenzène par un volume égal de tétraéthylbenzènes puis on a distillé le diéthynylbenzène en tête. Dans les essais A et B, on a effectué la distillation à une pression en tête de 1-2 mm Hg et le produit sortant en tête 72 00762 8 2121737 était à 99 % en poids de diéthynylbenzène. Dans l'essai A, la température en tête était de 43-47°C, tandis que dans l'essai B elle était de 47°C. La température maximum dans l'alambic était 100°C dans l'essai A et 110°C dans l'essai B. On a trouvé que, dans l'essai A, une quantité importante de polymère recouvrait la paroi de l'alambic, tandis qu'il ne s'était pas formé de polymère dans l'alambic dans l'essai B. 72 00762 9 2121737 REVENDICATIONS 1.- Procédé de distillation de composés à insaturation diacétylénique et à point d'ébullition élevé, caractérisé en ce qu'on soumet ces composés à insaturation diacétylénique et à point d'ébullition élevé à des co.nditions de distillation dans une zone de 5 distillation en présence d'un diluant hydrocarboné inerte à point d'ébullition plus élevé, ce diluant ayant un point d'ébullition minimum supérieur d'au moins 5°C au point d'ébullition de ce composé à insaturation diacétylénique à distiller. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 10 que le composé à insaturation diacétylénique est le diéthynylbenzène . 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diluant hydrocarboné inerte est un hydrocarbure aromatique à point d'ébullition élevé. 15 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'hydrocarbure aromatique à point d'ébullition élevé est choisi dans le groupe comprenant les triéthylbenzènes, les tétraméthylbenzènes, les tétraéthylbenzènes, la tétraline, le diphényle, le méthyldiphényle, les méthyldiéthylbenzènes, le naphtalène, les mé-20 thylnaphtalènes et leurs mélanges. 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la distillation sotts un. vide suffisant pour maintenir une température de distillation maximum inférieure à 150°C. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 25 que la quantité de diluant hydrocarboné inerte est telle qu'elle représente une concentration supérieure à 15 % en volume du mélange résultant de son addition aux composés à insaturation diacétylénique à distiller.