Brevet FR2483913A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un procédé et un appareillage pour réaliser la première étape de sé- paration de constituants d'un mélange réactionnel obtenu lors de la synthèse de la diméthylhydrazine asymétrique par le procédé RASCHIG. Le procédé RASCHIG de fabrication de la diméthyl- hydrazine asymétrique conduit à l'obtention d'une solution comportant environ, selon les conditions opératoires, pour 1 kg de solution: - 1 à 2 moles d'ammoniac, - 2 à 8 moles de diméthylamine, - 0,01 à 0,1 nmole de formaldéhyde diméthyhydrazone, - 0,4 à 0,8 mole de diméthylhydrazine asymétrique, - 1 à 3 moles de chlorure de sodium, - 0,2 à 0,8 mole de soude et de l'eau, C'est à partir de cette solution qu'il eonvient de récupérer une diméthylhydrazine asymétrique ayant des spécifications techniques précises. Selon une technique connue la première étape de cette récupération consiste à soumettre la solution à une opération de distillation visant à séparer d'une part, les "composés volatils" (qui sont par définition la diméthylamine, 1' ammoniac et la formaldéhyde dimé- thylhydrazone) et d'autre part, les "composés rDn vola- tilus" (qui sont par définition la diméthylhydrazine asymétrique, le chlorure de sodium, la soude et l'eau). - Lorsque pour réaliser cette première étape de récupération,on utilise une colonne à distiller classique,l'alimentation de ladite colonne doit s'effectuer dans une zone o à 1' équilibre la concen- tration en "composés volatils"(mrtamment la diméthyl- amine) est importante, ce qui entraine parfois une précipitation du chlorurede sodium (lequel est souvent dans la solution de départ à la limite de saturation) et le bouchage de la colonne. Pour surmonter cette difficulté on a déjà préconisé une technique consistant à réaliser, dans un appareilla- ge de typeêvaporateur une première séparation grossière de la solution de départ de façon à obtenir une phase gazeuse et une phase liquide puis à introduire dans une colonne à distiller unique d'une part, vers la tête de colonne ladite phase gazeuse et d'autre part, vers le bas de la colonne ladite phase liquide. Compte tenu du caractère volontairement très grossier de la première séparation,.la phase gazeuse contient des quantités importantes de "non volatils" de sorte que la colonne à distiller doit comporter, entre- les points d' introduction de la phase gazeuse et de la phase liquide un nombre important de plateaux. Le procédé est conçu de façon à ce que la concentratio n maximum du composé organique le moins volatil survient dans la colonne de distillation entre les points d'introduction de la phase gazeuse et de la phase liquide. La solution décrite ci-dessus est techniquement valable mais présente l'inconvénient d'être relativement onéreuse sur le plan des investissements. Il a été trouvé maintenant qu'il était possible de surmonter la difficulté signalée ci-dessus en soumettant tout de abord la solution de dpart à une -istil- lation à taux de reflux faible,juste suffisant pour n'entrainer en tête de colonne que les "éléments volatils" du mélange sans entraîner de quantités notables d'éléments non volatils" (eau et diméthylhydrazine asymétrique). Le mélange gazeux sortant de cette première colonne sera traité dans une deuxième colonne à - distiller de façon à séparer les éléments non volatils que ledit mélange gazeux pourrait contenir. Dans, la pratique il est possible de réunir ces deux colonnes de distillation mais il est alors possible, lors'd'un déréglage de la colonne, que lion risque à rouveau la précipitation du sel., CI est pourquoi lorsqu' on veut réunir les deux colonnes à distiller il est souhaitable de disposer,entre les deux colonnes, un volume mort (c'est-àdire une portion de colonne ne comportant aucun remplissage). L'alimentation en solution de départ peut être réalisée,soit à la base, soit vers le sommet de ce volume mort. Lorsque l'alimentation est effectuée à la base du volume mortla colonne fonctionne exactement comme la juxtaposition des deux colonnes décrites ci-dessus. Lorsque l'alimentation est effectuée vers le sommet de ce volume mort, il est avantageux d'introduire la solution sous la forme d'un film ou de gouttelettes de façon à réaliser certains échanges entre cette solution et les vapeurs présentes dans le volume mort. Dans tous les cas la première colonne (ou la partie basse de la colonne à distiller) aura 2 à 3 plateaux théoriques et un taux de reflux de 3 à 7, la deuxième colonne (ou la partie haute de la colonne à distiller)aura avantageusement 7 à 10 plateaux théoriques. Les appareillages selon l'invention sont représentés schématiquement sur les figures 1 et 2. La figure 1 représente le premier mode de réalisation de l'invention avec utilisation de deux colonnes à distiller. La figure 2 représente le second mode de réalisa- tion de l'invention avec utilisation d'une seule colonne à distiller comportant un volume mort. Sur cette figure 2 on constate que la colonne à distiller est composée de trois tronçons-repérés 2483913- A, B et C. L' limentation en solution se fait dans le tronçon B en un point quelconque entre le sommet du tronçon A et la base du tronçon B. Lorsque l'alimentation est réalisée à une certaine hauteur au-dessus du sommet du tronçon A il est souhaitable de réaliser une grande surface d' échange entre la vapeur montant du tronçon A et ladite solution; pour cela on peut utiliser pour la solution la technique du film tombant ou de la pulvérisat io n. Le tronçon B ne comporte pas d' éléments internes de distillation (garnissage ou plateaux). il peut être d'un diamètre quelconque égal ou différent du diamètre des éléments A et C. Le tronçon B a les fonctions suivantes - préévaporation éventuelle de l'alimentation, - création d'un volume mort tampon permettant d'absorber une éventuelle dérive de fonctionnement des tronçons de distillation classique A et C; dans l'hypothèse d'une accumulation accidentelle de constituants organiques dans l'appareillage, ces constituants peuvent trouver place dans le tronçon B, sans risquer une précipitation gênante du chlorure de sodium. L'exemple ci-après illustre l'invention. Exemple 1 On veut séparer un mélange contenant, pour 1 kg de mélange, 1,27 mole d'ammoniac, 4,38 moles de dimé- thylamine, 0,026 mole de formaldéhyde diméthylhydrazone, 0,56 mole de diméthylhydrazine asymétrique, 33,9 moles d'eau, 2 moles de chlorure de sodium, 0,45 mole de soude. L'appareillage est conçu de telle façon qu'il y ait: - deux plateaux équivalents dans le tronçon A, - sept plateaux équivalents dans le tronçon C, - et un volume mort B s' étendant sur environ la moitié de la hauteur totale de la colonne. Le taux de reflux, étant de 7, l'appareillage permet de récup6rer la totalité de 1' ammoniac et de la diméthylamine, 88 % de la formaldéhyde diméthylhydrazone en tête, et 99 % de la diméthylhydrazi'ne en pied sans précipitation de sel. REVENDICATIONS l. Procédé pour réaliser la première étaDe de séparation de constituants d'un mélange réactionnel obtenu lors de la synthèse de la diméthylhydrazine asymétrique par le procédé RASCHIG, caractérisé en ce qu'on soumet ledit mélange réactionnel à une distillation à taux de reflux faible, juste suffisant pour n'entraîner sous forme gazeuse que les parties volatiles du mélange accompagnées de faibles quantités d'eau et de diméthylhydrazine asymétrique et que l'on soumet ladite phase gazeuse à une autre distillation de façon à séparer, soûls forme liquide, les faibles quantités d'eau et' de diméthylhydrat zine asymétrique entraînées dans la phase gazeuse. 2. Appareillage pour la réalisation du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une première colonne à distiller recevart le mélange réactionnel en tête comportant de 2 à 7 plateaux théoriques et opérant à un taux de reflux de 3 à 7, et une seconde colonne à distiller recevant les gaz provenant de la première colonne à distiller. 20.3. Appareillage selon la revendication 2, carec-érisé en ce que les deux colonnes à distiller sont situées l'une au-dessus de l'autre et reliées l'une à l'autre de façon à ne faire qu'une colonne et sont séparées par un volume mort. 4. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alimentation de la colonne est réalisée dans le volume mort à un niveau quelconque. 5. Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alimentation de la colonne est réalisée dans le volume mort de façon à assurer un certain contact entre la solution d'alimentation et les vapeurs provenant de la partie basse de la colonne. q