Brevet FR2173705A1 — publié le 19731012

L'objet de la présente invention est un procédé amélioré de "distillation réactive" des mélanges d'hydrocarbures aikylaromatiques, en particulier des mélanges de xylènes et d'éthyl benzène tels qu'ils sont obtenus par extraction des produits de cracking ou de reforming des coupes pétrolières. On sait, (a) Chimie et Industrie - Genie chimique 104 n" 17, 22l517, 1971,b) Chimie actualités, 28 juin 1971, 14-i6, c? Chemical and Engineering News, 14 juin 1971,30-31) que, dans le procédé de distillation réactive, on modifie la volatilité relative des hydrocarbures aromatiques alkylés en les métallant sélectivement par l'intermédiaire d'un composé organométallique et plus particulièrement par un organosodique.Pans ce proCédé, l'organosodique utilisé est le cumyl sodium dont la solubilité est assurée grâce à une base de Lewis ché la tante ; la séparation est assurée par dist.llation du mélange sous vide partiel. Une des difficultés rencontrées dans la mise en oeuvre pratique du procédé tel que décrit est la synthèse du composé organosodique proposé, le cumyl-so dium. La demanderesse a découvert qu'il était possible d'obvier à cette difficulté et d'obtenir aisément, dans des conditions de température modérée, directement à partir d'un hydrocarbure et de sodium métallique, un organosodique suffisamment réactif vis-à-vis des xylènes. Les hydrocarbures utilisables selon l'invention sont des composés vinyliques répondant à la formule dans laquelle R1 est un groupement hydrocarboné aromatique tel que phényl, naphtyl, anthryl etc... et R2 un reste hydrocarboné aliphatique ayant de 1 à 10 atomes de carbone. Parmi ces composés on citera plus particulièrement l'-méthyl styrène, les -méthyl vinyl naphtalènes, l's-éthyl vinyl benzène, les-éthyl vinyl antracènes, l'o Selon l'invention, on fait réagir à une température avantageusement comprise entre 0 et 150"C et de préférence entre 30 et l200C, le sodium, par exemple sous forme de morceaux ou de dispersion (et éventuellement sous forme liquide), avec l'hydrocarbure vinylique en présence de bases de Lewis connues comme étant des agents de solvation, par exemple les éthers (tels le tetrahydrofuranne, l'éther diméthylique de l'éthylène glycol ou l'éther diméthylique du diethylène glycol) ou les amines (telles la triméthylamine, la triéthylamine, la triisopropyl amine ou la trioctylamine) et plus particulièrement des diamines chélatantes (telles la tétraméthyl N N N' N' éthylène diamine ou la tétraméthyl N N N' N' cyclohexyl diamine 1-2), ces différentes bases de Lewis pouvant être utilisées seules ou en mélange. La réaction pourra se faire en présence ou non des hydrocarbures aromatiques dont on veut séparer les constituants. Le sodium et l'hydrocarbure vinylique sont généralement mis en oeuvre dans des des proportions telles que le rapport molaire hydrocarbure soit compris entre 0,1 et 10 et de préférence entre 0,5 et 2. La quantité d'éther ou d'amine est avantageusement telle que le rapport éther ou amine soit compris entre 0,5 sodium sodium et lO.et de préférence entre 1 et 5. Enfin la concentration de sodium dans le milieu est habituellement comprise entre 0,1 et 5 moles par litre de phase liquide. La solution d'organosodique ainsi préparée est mélangée aux xylènes qu'on se propose de séparer, dans une colonne de distillation. On peut également introduire directement dans le ballon de distillation le sodium en morceaux, 1' hydrocarbure vinylique,l'agent de solvatation, puis les xylènes à séparer. L'hydrocarbure alkyl aromatique non métallé est récupéré par distillation l'hydrocarbure alkylaromatique métallé étant ensuite déplacé de sa combinaison sodique au moyen du composé vinylique utilisé pour la préparation du dérivé organosodique de départ, ou encore de cumène, est à son tour récupéré par distillation. Le procédé ainsi décrit peut être mis en oeuvre en continu ou par charges séparées. Les exemples suivants sont donnés à tire non limitatif pour illustrer l'invention. EXEMPLE I - Dans un ballon de 500 ml surmonté d'une colonne à distiller, d'un réfrigerant à reflux, et quton a préalablement purgé d'air et d'humidité on introduit à température ambiante 12,2 g de sodium 92 ml d'un mélange en parties égales en volume de métaxylène et de paraxylène ; 60 ml d' 60 ml de tétraméthyl N N N' N' cyclohexyldiamine On maintient alors dans le système un vide partiel tel que la température d'ébullition soit voisine de 100 C. Il se développe rapidement dans le milieu une coloration violette et tout le sodium passe en solution. Après une heure de reflux on analyse la phase liquide recueillie en tête de colonne ; on constate qu'elle est constituée de 95 % de paraxylène et de 5 % de métaxylène. À la phase restant au fond du ballon on ajoute alors 100 ml de cumène après mise à reflux à 1000C on recueille en tête un mélange constitué de 90 % de métaxylène et de 10 % de paraxylène. EXEMPLE II - Dans le même ballon que dans l'exemple précédent on introduit 12 g de sodium en morceaux, que l'on vaporise sous vide, à l'aide d'un chalu meau sur les parois du ballon, sous a forme d'un miroir. On introduit ensuite à 300C 200 ml de diéthylèneglycoldiméthyléther et 60 ml d'dméthylstyrène. Il se développe rapidement une coloration rouge. A cette solution on ajoute 100 ml d'un mélange en parties égales de para et de metaxylènes et 100 ml de tétraméthyl N N N' N' cyclohexyldiamine. On porte ensuite a reflux, sous vide partiel, à 1000C. On recueille en tête de la colonne à distiller un mélange comprenant 94 % de paraxylène et 6 % de métaxylène. REVEND ICAT IONS 1/- Procédé amélioré de séparation des hydrocarbures alkylaromatiques, caractérisé en ce que l'on soumet à une distillation le mélange des dits hydrocarbures aromatiques avec la composition organosodée obtenue par un mélange d'un hydrocarbure vinylaromatique avec du sodium et une base de Lewis solvatante. 2/- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la base de Lewis est un éther. 3/- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la base de Lewis est une amine. 4/- Procédé selon la revendication 1, dans lequel la base de Lewis est une diamine. 5/- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le rapport molaire sodium/ hydrocarbure est de 0,1 à 10, le rapport molaire amine ou éther/sodium est de 0,5 à 10 et la concentration de sodium est de 0,1 à 5 moles par litre de phase liquide. 6/ - Procédé selon la revendication 1, dans lequel les hydrocarbures alkylaromatiques sont des xylènes. 7/- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lthydro- carbure alkyl aromatique non-distillé est ensuite libèré de sa combinaison sodique et distillé, par action d'un hydrocarbure vinylaromatique ou de cumène.