Brevet FR2822824A1 — publié le 20021004

1-1 1 PROCÉDÉ PERFECTIONNÉ DE FABRICATION D'ACRYLATE DE 2-ETHYL- HEXYLE La présente invention concerne un procédé perfectionné de fabrication d'acrylate de 2-éthylhexyle par une estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, cette réaction étant catalysée par de l'acide sulfurique. Dans ce procédé industriel, pour déplacer l'équilibre réactionnel, il n'est pas rajouté de solvant entraînant azéotropiquement l'eau de réaction, mais cette fonction est assurée par un excès de l'alcool estérifiant (en l'occurrence, le 2-éthylhexanol), qui présente la particularité de constituer un azéotrope avec l'eau. À l'issue de l'étape réactionnelle réalisée en discontinu, la quasi-totalité de l'acide sulfurique a été transformée en sulfate acide de 2-éthylhexyle (Et2HexSO4H), selon la réaction suivante d'estérification de l'acide sulfurique par le 2-éthylhexanol : Par conséquent, le mélange réactionnel, en fin de réaction, comprend de l'acrylate de 2-éthylhexyle, du 2-éthylhexanol, de l'acide acrylique, du sulfate acide de 2-éthylhexyle, des traces d'acide sulfurique, et les stabilisants classiquement utilisés dans la réaction. Après la réaction d'estérification, on neutralise les espèces acides contenues dans le mélange brut réactionnel par addition à celui-ci d'une solution aqueuse de base (soude) ; pendant cette étape, l'acide acrylique est neutralisé en acrylate de sodium, le sulfate acide de 2-éthylhexyle, en sulfate neutre de 2-éthylhexyle (Et2HexSO4Na), et les traces d'acide sulfurique, en sulfate de sodium Na2SO4, tous ces sels passant dans la phase aqueuse. La phase organique et la phase aqueuse issues de cette neutralisation sont séparées. L'acrylate de 2-éthylhexyle recherché est récupéré par distillation à partir de la phase organique, et le 2-éthylhexanol est récupéré par distillation à partir de la phase aqueuse. Ces étapes de purification qui font suite à la réaction d'estérification sont généralement effectuées en continu. Lors de la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication de l'acrylate de 2-éthylhexyle, il apparaît qu'il se forme une émulsion dense à l'interphase lors de la décantation qui se fait suite à l'étape de neutralisation précitée. Cette émulsion, qui pourrait être due à des polymères d'acrylate de 2-éthylhexyle se développant à l'interphase, perturbe le train de distillation en aval et abaisse les performances environnementales de l'atelier de fabrication. Cherchant à résoudre ce problème, la Société déposante a découvert de façon surprenante que l'hydroquinone, stabilisant couramment utilisé pour l'acide acrylique, ne devait pas être utilisé et que, s'il l'était, au moins un stabilisant de phase aqueuse, spécifique, devait être ajouté afin d'éviter l'apparition de cette émulsion. La demande internationale PCT WO 98/56746 et les brevets américains US-A-5 928 558 et 5 932 735 décrivent d'une manière générale l'utilisation du 2,2, 6, 6-tétraméthyl- 1-pipéridinyloxy (TEMPO) et de ses dérivés comme stabilisant de l'acide (méth) acrylique en présence d'eau. La présente invention a donc d'abord pour objet, dans la fabrication de l'acrylate de 2-éthylhexyle selon un procédé d'estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, catalysée par l'acide sulfurique, l'acide acrylique soumis à l'estérification étant stabilisé par au moins un agent stabilisant, ladite estérification étant suivie par la neutralisation par une base du mélange réactionnel brut (bel) obtenu, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2-éthylhexyle étant récupéré à partir de la phase organique (01), un procédé de suppression des émulsions qui apparaissent lors de ladite neutralisation, caractérisé par le fait que l'on choisit le ou les stabilisants de l'acide acrylique en dehors de l'hydroquinone, à défaut de quoi on stabilise la phase aqueuse du procédé avant et/ou pendant la neutralisation. La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'acrylate de 2-éthylhexyle par estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, en présence d'au moins un stabilisant pour l'acide acrylique, ladite estérification étant catalysée par l'acide sulfurique, le mélange réactionnel brut obtenu comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle, du 2-éthylhexanol, de l'acide acrylique, du sulfate acide de 2-éthylhexyle, des traces d'acide sulfurique et les impuretés habituelles, procédé suivant lequel on fait suivre l'estérification par (a) l'addition audit mélange réactionnel brut d'une base pour neutraliser l'acide acrylique, le sulfate acide 2-éthylhexyle, les traces d'acide sulfurique qui-y sont présents, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2-éthylhexyle recherché étant récupéré à partir de la phase organique (01) ; (b) la récupération du 2-éthylhexanol dans (Al) à partir de ladite phase aqueuse, les eaux usées (E2) débarrassées dudit alcool étant rejetées, caractérisé par le fait que l'on stabilise la phase aqueuse du procédé avant ou pendant la neutralisation par l'introduction d'au moins un stabilisant de phase aqueuse choisi parmi les sels métalliques de Fe, Mn et Cu, et le 2,2, 6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (TEMPO), le 4-hydroxy- 2,2, 6, 6-tétraméthyl-l-pipéridinyloxy (4-hydroxy TEMPO), le 4-méthoxy-2, 2,6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (4-méthoxy- TEMPO) et le 4-oxo-2, 2-6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (4oxo-TEMPO). Les sels métalliques que l'on peut utiliser sont notamment choisis parmi CuSO, Fe2 (SO4) 3 et l'acétate de manganèse Mn (OAc) 2. On peut introduire le ou les stabilisants de phase aqueuse dans le réacteur d'estérification et/ou dans le réacteur de neutralisation et/ou dans une partie de l'appareillage située entre ces deux réacteurs. Par ailleurs, ce ou ces stabilisants de phase aqueuse sont généralement introduits à raison de 20 à 1000 pm, en particulier de 50 à 200 ppm, par rapport au brut réactionnel (bel). On choisit le ou les stabilisants d'acide acrylique en dehors de l'hydroquinone (HQ),. et notamment parmi la phénothiazine (PTZ), l'éther méthylique de l'hydroquinone (EMHQ), le di-tertiobutylcatéchol, le p-anilino- phénol, la paraphénylènediamine et leurs mélanges en toutes proportions. On peut également choisir ce ou ces stabilisants parmi les composés qui viennent d'être énumérés, l'hydroquinone et leurs mélanges en toutes proportions. Le ou les stabilisants d'acide acrylique sont généralement présents à raison de 200 à 2000 ppm par rapport à l'acide acrylique. La présente invention a enfin pour objet un procédé de fabrication d'acrylate de 2-éthylhexyle par estérification directe de l'acide acrylique par le 2- éthylhexanol, en présence d'au moins un stabilisant pour l'acide acrylique, ladite estérification étant catalysée par l'acide sulfurique, le mélange réactionnel brut (bel) obtenu comprenant de l'acrylate de 2-éthylhexyle, du 2-éthylhexanol, de l'acide acrylique, du sulfate acide de 2-éthylhexyle, des traces d'acide sulfurique et les impuretés habituelles, procédé suivant lequel on fait suivre l'estérification par (a) l'addition audit mélange réactionnel brut (bel) d'une base pour neutraliser l'acide acrylique, le sulfate acide de 2-éthylhexyle, les traces d'acide sulfurique qui y sont présents, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2- éthylhexyle recherché étant récupéré à partir de la phase organique (01) ; (b) la récupération du 2-éthylhexanol dans (Al) à partir de ladite phase aqueuse, les eaux usées (E2) débarrassées dudit alcool étant rejetées, caractérisé par le fait que l'on utilise un ou des stabilisants d'acide acrylique choisi (s) parmi la phénothiazine, l'éther méthylique de l'hydroquinone, le ditertiobutylcatéchol, le p-anilinophénol, la paraphénylènediamine et leurs mélanges en toutes proportions. Le ou les stabilisants d'acide acrylique est ou sont présents à raison notamment de 200 à 2000 ppm par rapport à l'acide acrylique. La purification qui fait suite à la neutralisation peut être effectuée de façon traditionnelle, par les opérations décrites dans le brevet européen EP-B-609 127. Les Exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLE 1 (Référence) On a conduit en discontinu, dans un réacteur agité, à 80'C, sous pression réduite, une estérification de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, en présence d'acide sulfurique comme catalyseur, et en présence d'hydroquinone comme inhibiteur de polymérisation. Le brut réactionnel (bel) ainsi constitué est neutralisé pour éliminer les acides présents, à savoir le sulfate acide de 2-éthylhexyle, l'acide acrylique et les traces d'acide sulfurique. Cette neutralisation a lieu dans un autre réacteur agité en discontinu à partir de 200 g de brut Bl, avec une solution de soude à 4% en poids (durée 30 minutes à température ambiante). La décantation est réalisée dans une ampoule à décanter. Dans ce cas, on note l'apparition d'une émulsion à l'interphase lors de la décantation. EXEMPLES 2 à 7 (de l'invention) On a conduit la même réaction qu'à l'Exemple 1 avec un stabilisant d'acide acrylique et un stabilisant de phase aqueuse. Les résultats sont rapportés dans le Tableau suivant : Tableau Exemple Stabilisant de Stabilisant de Apparition l'Acide Phase Aqueuse d'une émulsion Acrylique à la neutralisation 2 EMHQ-NON 3 PUTZ NON 4 HQ CuSO4 NON 5 HQ Fe2 (SO4) 3 NON 6 HQ Mn (OAc) 2 NON 7 HQ TEMPO NON REVENDICATIONS 1-Dans la fabrication de l'acrylate de 2-éthyl- hexyle selon un procédé d'estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, catalysée par l'acide sulfurique, l'acide acrylique soumis à l'estérification étant stabilisé par au moins un agent stabilisant, ladite estérification étant suivie par la neutralisation par une base du mélange réactionnel brut (bol) obtenu, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2- éthylhexyle étant récupéré à partir de la phase organique (01), procédé de suppression des émulsions qui apparaissent lors de ladite neutralisation, caractérisé par le fait que l'on choisit le ou les stabilisants de l'acide acrylique en dehors de l'hydroquinone, à défaut de quoi on stabilise la phase aqueuse du procédé avant et/ou pendant la neutralisation. 2-Procédé de fabrication d'acrylate de 2-éthylhexyle par estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, en présence d'au moins un stabilisant pour l'acide acrylique, ladite estérification étant catalysée par l'acide sulfurique, le mélange réactionnel brut (bel) obtenu comprenant de l'acrylate de 2- éthylhexyle, du 2-éthylhexanol, de l'acide acrylique, du sulfate acide de 2-éthylhexyle, des traces d'acide sulfurique et les impuretés habituelles, procédé suivant lequel on fait suivre l'estérification par (a) l'addition audit mélange réactionnel brut (bel) d'une base pour neutraliser l'acide acrylique, le sulfate acide de 2-éthylhexyle, les traces d'acide sulfurique qui y sont présents, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2- éthylhexyle recherché étant récupéré à partir de la phase organique (01) ; (b) la récupération du 2-éthylhexanol dans (Al) à partir de ladite phase aqueuse, les eaux usées (E2) débarrassées dudit alcool étant rejetées, caractérisé par le fait que l'on stabilise la phase aqueuse du procédé avant/ou pendant la neutralisation par l'introduction d'au moins un stabilisant de phase aqueuse choisi parmi les sels métalliques de Fe, Mn et Cu, et le 2, 2, 6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (TEMPO), le 4-hydroxy- 2, 2, 6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (4-hydroxy TEMPO), le 4-méthoxy-2, 2, 6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (4-méthoxyTEMPO) et le 4-oxo-2, 2-6, 6-tétraméthyl-1-pipéridinyloxy (4- oxo-TEMPO). 3-Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on choisit les sels métalliques parmi CuSO, Fe (SO) et l'acétate de manganèse Mn (OAc) 2. 4-Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'on introduit le ou les stabilisants de phase aqueuse dans le réacteur d'estérification et/ou dans le réacteur de neutralisation et/ou dans une partie de l'appareillage située entre ces deux réacteurs. 5-Procédé selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé par le fait que l'on introduit le ou les stabilisants de phase aqueuse à raison de 20 à 1000 ppm par rapport au brut réactionnel (bel). 6-Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on choisit le ou les stabilisants d'acide acrylique parmi la phénothiazine, l'éther méthylique de l'hydroquinone, le di-tertiobutylcatéchol, le panilinophénol, la paraphénylènediamine, l'hydroquinone et leurs mélanges en toutes proportions. 7-Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que le ou les stabilisants d'acide acrylique est ou sont présents à raison de 200 à 2000 ppm par rapport à l'acide acrylique. 8-Procédé de fabrication d'acrylate de 2- éthylhexyle par estérification directe de l'acide acrylique par le 2-éthylhexanol, en présence d'au moins un stabilisant pour l'acide acrylique, ladite estérification étant catalysée par l'acide sulfurique, le mélange réactionnel brut (bel) obtenu comprenant de l'acrylate de 2- éthylhexyle, du 2-éthylhexanol, de l'acide acrylique, du sulfate acide de 2-éthylhexyle, des traces d'acide sulfurique et les impuretés habituelles, procédé suivant lequel on fait suivre l'estérification par (a) l'addition audit mélange réactionnel brut (bel) d'une base pour neutraliser l'acide acrylique, le sulfate acide de 2-éthylhexyle, les traces d'acide sulfurique qui y sont présents, les sels résultants passant dans la phase aqueuse (Al) dudit mélange, la phase organique (01) et la phase aqueuse (Al) issues de cette neutralisation étant séparées et l'acrylate de 2- éthylhexyle recherché étant récupéré à partir de la phase organique (01) ; (b) la récupération du 2-éthylhexanol dans (Al) à partir de ladite phase aqueuse, les eaux usées (E2) débarrassées dudit alcool étant rejetées, caractérisé par le fait que l'on utilise un ou des stabilisants d'acide acrylique choisi (s) parmi la phénothiazine, l'éther méthylique de l'hydroquinone, le ditertiobutylcatéchol, le p-anilinophénol, la paraphénylènediamine et leurs mélanges en toutes proportions. 9-Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le ou les stabilisants d'acide acrylique est ou sont présents à raison de 200 à 2000 ppm par rapport à l'acide acrylique.