Brevet FR2474338A1 — publié le 19810731

La présente invention concerne un procédé pour la récupération d'un catalyseur métallique usé déposé à l'état métallique durant un procédé de trans- formation catalysée de composés organiques. Les dépôts métalliques que l'on trouve sur les parois intérieures et les canalisations d'un réacgeur dans lequel on utilise des catalyseurs conte- nant des métaux constituent un problème majeur. Le dé- pôt de métaux n'est pas seulement indésirable pour des raisons techniques, il est indésirable aussi d'un point de vue économique. La perte de matière catalytique ac- tive et d'une grande valeur peut élever considérable- ment les coûts du procédé. On a maintenant trouvé que ces pertes peuvent être notablement réduites quand les dé- pâts métalliques sont traités comme suit. Le métal doit 8tre dissous dans un acide inorganique à température élevée. Ensuite, la solution résultante de sel de métal qui peut contenir un excès d'acide inorganique est mise en contact avec un acide organique en présence d'eau et d'un solvant organique non miscible avec l'eau. Le mélange est chauffé et agité rapidement tandis qu'on ajoute une base. Il se forme un système à deux phases constitué d'une phase aqueuse et d'une phase organique et le métal désiré est ensuite isolé par extraction sous la forme d'un sel or- ganique de métal. La présente invention concerne donc un pro- cédé pour la récupération d'un catalyseur métallique usé déposé à l'état métallique durant un procédé pour la transformation catalysée de composés organiques, caracté- risé en ce qu'on dissout le métal déposé dans un acide inorganique et qu'on met en contact à température éle- vée la solution résultante de sel de métal avec un acide organique en présence d'eau et d'un solvant orga- nique non-miscible avec l'eau, tandis qu'on ajoute une 2474338- base, et ensuite on isole à partir de la phase organi- que le sel organique de métal résultant. D'après le Journal of Organic Chemistry 23, (1958), page 1469, onr, conraît un procédé pour la pré- paration de 2-éthyl-hexanoate cobalteux selon lequel on ajoute de l'hydroxyde de sodium à un mélange d'acide 2-éthylhexanoique, d'éther de pétrole et d'eau et en- suite on ajoute une solution aqueuse de surface de co- balt. On agite le mélange et on le laisse se déposer. Deux couches se forment et on isole le 2-éthylhexanaote après séparation des deux couches. Toutefois, le pro- blème auquel la présente invention donne une solution n'est pas connu d'après cette technique antérieure. Le présent procédé semble être particulière- ment utile pour la récupération d'un catalyseur métalli- que usé qui est utilisé dans un procédé d'hydroformyla- tion. Des métaux pouvant être ainsi récupérés sont le fer, le cobalt, le nickel, le ruthénium et l'iridium. De préférence, on récupère le cobalt par le présent procédé, en raison de sa grande valeur pour uti- lisation dans des systèmes catalytiques d'hydroformyla- tion et en raison de son prix relativement élevé.- L'acide inorganique avec lequel le métal dé- posé est mis à réagir est choisi de préférence parmi les acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique. Pour des raisons en relation avec la vitesse de dissolution du métal dans les acides inorganiques di- lués, on utilise de préférence l'acide nitrique. Ainsi, le cobalt se dissout lentement dans l'acide chlorhydri- que ou sulfurique dilué, mais plus rapidement dans l'a- cie nitrique pour former des composés cobalteux. L'acide organioque avec lequel la solution de sel de métal est mise & réagir est de préférence l'acide 2-éthylhexanoîque. On peut utiliser d'autres acides monocarboxyliques synthé'tiques de C7 & C14. Le solvant organique non miscible avec l'eau utilisé est de préférence le 2-éthylhexanol. Une raison particu- lière est-que si comme système catalytique dans le procédé d'hydroformylation on utilise une solution de 2-éthylhexanoate de cobalt dans le 2-éthylhexanol, aucun changement de solvant n'est nécessaire. Ainsi, le 2-éthylhexanoate de cobalt récupéré dans le 2-éthyl- hexanol peut être introduit directement dans le procédé d'hydroformylationo Le procédé est mis en oeuvre de préférence à une température comprise entre 50 et 140 C. La concentration de l'acide inorganique dilué est comprise de préférence entre 10 et 50îz en poids. De préférence, on utilise des quantités stoechiométriques des divers corps en réaction. Une formation d'émulsions ou de matières solides peut se produire avec des quantit's non stoechiométriques, cau- sant une médiocre séparation des phases et réduisant en conséquence le rendement en sel organique de métal. Pour éviter le risque de formation d'un mé- lange explosif de vapeurs et pour améliorer l'élimina- tion de l'eau durant le séchage du sel organique de métal (à des températures allant jusqu'à 2000 C), on utilise de préférence une atmosphère inerte d'azote. La base qui est utilisée est de préférence un hydroxyde de métal alcalin. L'hydroxyde de sodium est particuliè- rement preféré. La présente invention va maintenant être 3o décrite encore par r,'f'rence à l'eemrple suivant. - EXEIP LE - Préparation de 2-éthylhexanoate de cobalt Une solution de nitrate de cobalt (équiva- lente à 0,25 mole de cobalt) qui a été préparée en dissolvant des plaLues de nickel déposées dans de l'aci- de nitrique à 25%, en poids à-85 C, de l'acide 2-éthyl- hexanoique (0,5 mole) et du 2-éthyl-hexanol (à raison d'une quantité donrnant 10J en poids de cobalt dans la solution organique finale) sont chauffés tandis qu'on agite rapidement à 8G C sous azote. On ajoute lentement (en 0,5 heure environ),de l'hydroxyde de sodium (solu- tion à 25% en poids) jusqu'à ce que le pH soit de 90 On agite le mélange pendant encore 30 minutes et ensuite on le laisse déposer. uand les phases se sont séparées, on élimine par écoulement la phase aqueuse inférieure et la phase supérieure organique contenant du 2-éthyl- hexanoate de cobalt est séchée dans le mrme récipeint à la pression atmosphérique sous azote à 115 Co On filtre ensuite le produit. Le rendement en 2-éthylhexanoate de cobalt est de 99,5%,. i474338 REVENDICATIONS 1) Un procédé pour la récupération d'un catalyseur métallique usé déposé à l'état métallique durant un procédé pour la transformation catalysée de composés organiques, caractérisé en ce qu'on dissout le métal déposé dans un acide inorganique et on met en contact à température élevée la solution de sel de métal résultante avec un acide organique en présence d'eau et d'un solvant organique non miscible avec l'eau tandis qu'on ajoute une base et ensuite on isole à partir de la phase organique le sel organique de métal résultanto 2) Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé de transformation catalysée est un procédé d'hydroformylation. 3) Un procédé selon l'une des revendica- tions I ou 2, caractérisé en ce que le métal est choisi parmi le fer, le vobalt, le nickel, le ruthénium et l'iridiumo 4) Un, procédé selon la revendication 3, caracté,risé en ce que le métal est du cobalt. ) Un procédé selon l'une des revendica- tions I à 4, caractérisé en ce que l'acide inorganique est choisi parmi les acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique. 6) Un procé(dé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'acide inorganique est l'acide nitrique. 7) Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'acide organique est 1 'acide 2-éthyl-hexanotque. 8) Un procédé selon l'une des revendica- 247 4338 tions 1 à 7, caractérisé en ce que le solvant organi- que non miscible avec l'eau est le 2-éthylhexanol. 9) Un procédé selon l'une des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que la température est comprise entre 50 et 1400 C. ) Un procédé selon l'une des revendica- tions I à 9, caractérisé en ce que l'acide inorganique est un acide aqueux d'un titre de 10 à 50% en poids. 11) Un procédé selon l'une des revendica- tions I à 10, caractérisé en ce qu'on utilise des quan- tités stoechiométriques des divers corps en réaction. 12) Un procédé selon l'une des revendica- tions I à 11, caractérisé en ce qu'on utilise une atmosphère inerte, de préf rence d'azote. 13) Un procédé selon l'une des revendica- tions A à 12, caractérisé en ce que la base est un hy- droxyde de métal alcalin, de préférence de l'hydroxyde de sodium.