Brevet FR2497794A2 — publié le 19820716

FR 2497794 A2 19820716 FR 8117403 A 19810915 La présente invention concerne la préparation de l'acétaldéhyde et, plus particulièrement, elle concerne la préparation de l'acétaldéhyde par des modes opératoires de carbonylation. L'acétaldéhyde est un produit chimique commercial bien connu, utilisé surtout commelintermédiaire pour la fabri- cation de produits chimiques organiques. Il est produit à l'échelle industrielle depuis de nombreuses années. Le brevet principal a proposé un procédé de carbo- nylation pour la préparation de l'acétaldéhyde, dans lequel la sélectivité d'obtention de l'acétaldéhyde est nettement augmentée et la réaction peut être effectuée à des pressions modérément élevées. Le procédé de préparation de l'acétal- déhyde selon le brevet principal consiste à faire continuel- lement réagir l'acétate de méthyle avec l'oxyde de carbone et l'hydrogène dans une zone de réaction contenant un cata- lyseur au palladium et un fragment contenant de l'iode, à une température d'au moins 1000C environ et une pression manométrique.d'au moins 1,75 bar environ, le mélange réac- tionnel liquide étant maintenu dans des conditions assurant une ébullition continue, de façon à produire, à partir du mélange réactionnel liquide à l'ébullition, un mélange de produits de la réaction sous forme de vapeurs, et à enlever continuellement de la zone de réaction ce mélange sous forme de vapeurs. Il vient d'être découvert que, dans le procédé ainsi décrit, l'acétate de méthyle peut être remplacé en totalité ou en partie par l'oxyde de diméthyle. Lorsqu'on utilise l'oxyde de diméthyle (éther-oxyde de diméthyle), il est commodément introduit à l'état liquide dans le réac- teur sous pression, qui se trouve notamment sous une pres- sion manométrique d'au moins 1,75 bar environ. Comme dans le procédé décrit dans le brevet princi- pal, le rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone se situe entre 0,05 et 10 moles d'hydrogène par mole de l'oxyde de carbone et les pressions partielles de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone sont chacune au moins égale à environ 3,5 bars. La réaction de l'oxyde de carbone et de l'hydro- gène sur l'acétate de méthyle et sur l'oxyde de méthyle pour produire l'acétaldehyde peut se représenter par les équations suivantes: CH3COOCH3 + CO + H2 -- CH3CHO + CH3COOH CH30CH3 + 2CO + H2 CH3> úH3CHO + CH3COOH Il ressort des équations ci-dessus qu'une mole d'acétate de méthyle ou d'oxyde de diméthyle produit théoriquement une mole d'acétaldéhyde et une mole d'acide acétique. Selon l'invention, la formation d'autres produits tendant à réduire le rendement en acétaldéhyde est minimi- sée de sorte que la quantité d'acétaldéhyde produit par quantité unitaire d'acétate de méthyle ou d'oxyde de diméthyle sera très proche de la théorie. En même temps, la quantité d'acétate de méthyle ou d'oxyde de diméthyle transformée en acétaldéhyde et en acide acétique est maintenue à un niveau intéressant. Exemple En utilisant un réacteur ayant la forme d'un autoclave d'un litre, comportant une entrée de deux liquides, une entrée de l'alimentation gazeuse reliée à un diffuseur disposé au fond du réacteur, et un conduit desortie relié à un condenseur capable de condenser la quasi-totalité des constituants de l'effluent du réacteur dont le point d'ébul- lition est supérieur à 0OC, on produit de l'acétaldéhyde à partir de l'oxyde de diméthyleen présence d'oxyde de carbone et d'hydrogène et en présence d'un catalyseur composé de palla- dium et de tributylphosphine, comme suit. On introduit dans le réacteur environ 0,67 litre d'iodure de méthyle auquel on a ajouté environ 14 g de palladium, sous forme d'acétate de palladium, et 217 g de tributylphosphine, puis on chauffe durant 30 minutes à 1600C sous une pression partielle d'oxyde de carbone d'environ 21 bars et d'hydrogène de 7 bars. On commence ensuite un fonctionnement en continu en introduisant par heure 69 g d'iodure de méthyle et 56 g d'oxyde de méthyle. On introduit alors dans le réacteur l'oxyde de carbone et l'hydrogène, de façon à maintenir une pression partielle continue de l'oxyde de carbone d'environ 27,3 bars et une pression partielle continue de l'hydrogène d'environ 4,4 bars (pression absolue totale: 39,5 bars). L'hydrogène et l'oxyde de carbone (rapport molaire approximatif de 0,16:1) sont continuellement introduits par le diffuseur à la partie infé- rieure de la masse liquide dans le réacteur qui est à la tempé- rature de 1601C et en ébullition continuelle. L'hydrogène et l'oxyde de carbone sont introduits à un débit combiné d'envi- ron 16 moles à l'heure. L'alimentation en oxyde de carbone et en hydrogène se compose de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène du gaz recyclé après séparation de l'effluent du réacteur, comme on le décrira ci-après, plus de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone frais introduits en des quantités donnant les pressions partielles spécifiées. Les vapeurs, présentes dans la zone de réaction à l'ébullition sont continuellement enlevées à raison de 17 moles à l'heure, ce qui comprend les gaz non condensables. La durée de séjour est d'environ 3,1 heures. L'effluent gazeux enlevé est condensé afin de séparer les constituants dont le point d'ébullition est supérieur à 00C et de laisser un mélange gazeux composé surtout d'oxyde de carbone et d'hydrogène,d'un peu d'oxyde de diméthyle inaltéré avec de très faibles quantiés de gaz obtenus comme des sous- produits, comme le gaz carbonique, l'éthylène et le méthane, ainsi que des traces de constituants condensables non totale- ment séparés dans l'étape de condensation. Ce courant gazeux est ensuite recyclé vers la zone de réaction à l'ébul- lition, après prélèvement d'une purge d'environ5,0 moles à l'heure pour éviter l'accumulation des sous-produits gazeux. La partie condensée de l'effluent sorti du réacteur sous forme de vapeur se compose surtout d'acétaldéhyde, d'acide acétique, d'iodure de méthyle, d'acétate de méthyle inaltéré et d'un peu d'oxyde de diméthyle inaltéré. On trouve que la réaction assure un taux de transformation d'environ 90 moles 'O par rapport à l'oxyde de diméthyle et que la sélectivité d'ob- tention de l'acétaldéhyde représente 55 % de la valeur théo- rique, et la sélectivité d'obtention de l'acétate de méthyle est de 32% de la théorie. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de l'acétaldéhyde selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce qu'on fait continuellement réagir de l'acétate de méthyle en mélange avec de l'éther-oxyde de diméthyle, ou bien de l'éther- oxyde de diméthyle, avec l'oxyde de carbone et l'hydrogène, dans une zone de réaction contenant un catalyseur au palladium et un fragment contenant de l'iode, à une température d'au moins 100 C environ et sous une pression manométrique d'au moins 1,75 bar environ, le mélange réactionnel liquide étant maintenu dans des conditions assurant une ébullition continue, de façon à produire, à partir du mélange réactionnel liquide à l'ébullition, un mélange de produits de réaction sous forme de vapeurs, et l'on enlève continuellement de la zone de réac- tion ce mélange sous forme de vapeurs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'hydrogène à l'oxyde de carbone se situe entre 0,05. et 10 moles d'hydrogène par mole de l'oxyde de carbone. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pressions partielles de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone sont chacune au moins égale à environ 3,5 bars.