FOAM REGULATION PROCESS FOR PLANTS PRODUCING ACRYLONITRILE AND ACRYLIC ESTERS

Abstract: 1. Process for controlling the foams in installations for the manufacture of acrylonitrile and acrylic acid esters, characterised by the use, at the stage of purification of these products, of mixtures of non-ionic surface-active agents of the formula : R-(OCH2 CH2 )n (OCH2 CHCH3 )m OR' in which R is an alkyl group containing 8 to 18 carbon atoms, R' is an alkyl or benzyl group, n is a number between 2 and 20 and m is a number between 4 and 20.

Description: Procédé de régulation des mousses dans les installations de fabricEtion de l'crvlonitrile et des esters acryliques La présence invention concerne un procédé de limitation e d2 régulation des mousses dans les installations industrielles de fabrication de l'acrylnnitrile et des dérivés acry ligues. L'acrylonitrile est un produit industriel utilisé entre autres applications pour la fabrication de matières plastiqL e de polymères de poids moléculaire élevés servant d'agents dispersants ou épaississants, de fibres artificielles... En raison de son intérêt, des procédés modernes de fabricE- tion, mettant en oeuvre des matières premières bon marché tels l'ammoniac et le propylène, ont fait leur apparition durant ces dernières années. Bien qu'il existe des différences importantes entre les procédés actuellement utilisés, ils sont tous du meme type. Du propylène et de ltzmmoniac sont vaporisés puis mélangés avec de l'air et introduits dans un réacteur contenant une masse catalytique appropriée, lit fixe ou lit fluidisé suivant les procédés. Les gaz sortant du réacteur sont refroidis puis envoyés dans un premier absorbeur où l'ammoniac non converti est transformé par acide sulfurique en sulfate d'ammonium. Les gaz sont ensuite lavés à l'eau, de façon à obtenir une solution diluée d'acrylonitrile ; cette solution, après concentration dans une colonne d'épuisement, conduit à l'acrylonitrile brut. Cet acrylonitrile brut est purifié, dans une série de colonnes à distiller qui permettent de récupérer des sousproduits intéressants sur le plan industriel, tels ltacioe cyanhydrique et l'acétonitrile. Tous les procédés actuels exigent après l'étape de réaction que soient effectuées différentes opérations de séparation par absorption et distillation. Le milieu réactionnel contenant des produits très divers et étant soumis à de fortes agitations il se produit des phénomènes de moussage dans les anstallations qui, s'ils ne sont pas correctement contrôlés, ont de effets néfastes sur l'efficacité de la séparation et par conséquent sur la rentabilité globale du procédé. De même dans le procédé de fabrication des esters acryliques à partir de l'acrylonitrile on effectue des réactions d'hy- drolyse et d'estérification en milieu sulfurique à température élevée. Dans les deux cas le milieu réactionnel est soumis à de fortes agitations et il se produit des phénomènes de moussage qu'il est nécessaire de contraler. rsur limiter et contrôler ces phénomènes de moussage il est connu E'utiliser comme agents régulateurs des mousses des produits siliconés. Mais ces produits présentent l1inconvé- rient itêtre difficiles à disperser dans l'eau, ce qui rend leur enploi malaisé, et d'être partiellement entrainés par la vapeur d'eau, ce qui rend leur utilisation coûteuse. D'autres compositions, en particulier celles du brevet américain 3.657.136 ont également été proposées dans le même but, mais elles présentent l'inconvénient d'être constituées dun mélange de produits de nature très différente ce qui entraine des opérations de mélange à chaud délicates et partant comateuses, et d'autre part de nécessiter la présence d'un agent tensio-actif pour faciliter la distribution de façon uniforme et rapide du mélange dans l'installation ce qui exige ane seconde opération de mélange avant introduction dans 11installation. @a s demanderesse a constaté que l'emploi de mélanges de tensioactifs de formule générale R - ( CH2cH23n (O±H2CHCH3)m OR' (i) dans laquelle R est un groupement alkyle contenant 8 à 18 atomes de carbone, Rt est un groupe alkyle ou benzyle, ri un nombre compris entre 2 et O, m un nombre compris en tie 4 et 20, est particulièrement intéressant pour limiter t contrôler la formation de mousses dans les procédés de préparation dtacrylonitrile et d'esters acryliques. Dans l'état actuel de la technique, il n'est pas possible d'isoler les divers produits de formule (I), et l'on obtient dans leur fabrication à partir d'alcool ou de mélanges d'alcools un mélange de composés (I) dont les formules se distribuent à l'intérieur de la formule générale (I). On désignera ces produits par l'expression Produits I étant entendu qu'il s'agit de mélanges de produits définis par leur procédé de préparation. Les doses des produits I à utiliser sont fonction des conditions d'exploitation, et sont généralement de préférence compris entre 50 et 500 ppm par rapport aux produits acryliques obtenus. Les produits I peuvent être préparés par exemple par éthoxylation - propoxylation d'alcools suivie d'une alkylation. Dans ce cas on introduit dans un réacteur contenant alcool ROH, ou un mélange d'alcools, un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène ou successivement l'un et l'autre de ces oxydes, puis on ajoute les quantités nécessaires de sodium ou de soude et/ou dlalcoolate de sodium pour la préparation de l'alcoolate d'alcool oxyéthyléoxypropylé. On introduit enfin un halogénure de méthyle R'X, chlorure ou bromure, et on laisse réagir. Les exemples ci-dessous illustrent da façon non limitative la préparation des compositions @tilisées dans l'invention et le procédé de régulation des ses des installetions de tabrication de ltacrylonitrile t des esters acryliques selon l'invention. EXE!:PLE 1 Préparation d'une composition selon la formule générale I. On prépare un mélange de produits de formule R - (OCH2CH2)n (OCH2CHCH3)m OCH3 dans laquelle R est un groupement alkyle contenant 9 à il atcnes de carbone, n un nombre voisin de 5 et m un nombre voisin de 8, de la façon suivante : 0,8 g d'hydroxyde de sodium en paillettes sont ajoutes à 138 g d'un mélange SO/SO d'alcools oxo C9-C11. Après étêtage sous vide on introduit à 140 - 1500C 612 g d'un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène contenant 33 % d'oxyde d'éthylène. On ajoute ensuite la quantité nécessaire dthydroxyde de sodim, avec un excès de 10 %, pour la préparation de l'al- colmate d'alcool oxyéthylé-oxypropylé. On introduit en 12 heures 60,5 g de chlorure de méthyle et on laisse réagir 12 heures à 150 C. Après refroidissement on additionne 600 g d'eau. Le produit obtenu se présente après lavage sous l'aspect d'un liquide limpide ou légèrement trouble de couleur jaune paille. Sa viscosité à 250C est de 68 centipoises environ, son point de coulage de - 58 C, sa masse volumique égale à 979 kg/m3. Le produit est insciuble dans l'eau quelle que soit la température, mais il se disperse facilement dans ce milieu sous faible agitation Son pOUVOlS mouseant léterminé selon la méthode de la norme française NF T 73.404 est nul, quelle que soit la concen tration, pour des températures allant de 15 à 750C. Cette composition présence le grand intérêt de nitre abo- lument pas entrainabl à la vapeur d'eau à l'inverse des antimousses siliconés dont l'emploi est souvent proposé pour le meme usae comme le montren les essais suivants Une solution de sulfate d'ammonium à 50 % contenant O,S g/l de la composition selon l'exemple 1 est distillée dans une installation de laboratoire sous une pression de 200 mm o mercure à la température de 1000C (température dans le bci, leur). Le distillat recueilli est limpide et contient moins de 100 ppm de carbone. Dans les mêmes conditions, un produit antimousse siliconé (composé organosilicique) conduit à la récupération d'un distillat trouble, et en fin dtopérati.n 10% % de llantimousse siliconé est passé dans le distillat EXEMPLE 2 Préparation d'une composition selon la formule générale I. On prépare un mélange de produits de formule R (OCH2CH2)n (OCH2CHCH3)m OCH3 dans laquelle R est un groupement alkyle contenant de 13 à '15 atomes de carbone, n un nombre voisin de 9 et m un nombr: voisin de 7 de la façon suivante : 0,8 g d'hydroxyde de so dium en paillettes sont ajoutés à 150 g d'un mélange d'al cools oxo C13-C15 Après étêtage sous vide on introduit à 123 - 1250C, 594 g d'un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxy- de de propylène contenant 50 % d'oxyde d'éthylène. On ajoute ensuite la quantité nécessaire d'hydroxyde de sodium avec un excès de 10 ? pour la préparation de l'alcoolate d'alcool oxyéthylé-oxypropyl. On laisse réagir 6 heures à 145 C avant d'étêter sous pression réduite, Le température est ramenée à 1250C et on introduit en 4 heures 30 minutes 68 g de chlorure de méthyle. On laisse réagir 2 heures à 125 C. Après refroidissement, on auditionne t80 g d'eau. Le produit est décanté et lavé une seconde fois avec 75 g d'eau puis séché ous pression réduite à 1450C. Il se présente sous l'aspect d'un liquide limpide ou légèrement trouble de couleur jaune paille. Sa température de trouble. à la concentration de 1 % dans l'eau déterminée suivant la méthode de la norme T 73.403 est de 290C environ. EXEMPLE 3 Dans un atelier de fabrication de l'acrylonitrile par oxydation du propylène par lait, les gaz de réaction sont envo yés, après refroidissement vers 160 - 2300C dans une tour de lavage acide qui retient l'ammoniac non transformé, refroidit le gaz vers 90 C, produit une solution de sulfate dsarn- monium à 40 % et sépare une certaine quantité de polymères. Les conditions de fonctionnement de cette colonne, tempéra turne 90 - 95-OC, concentration de la solution de sulfate d'ammonium 40 0, concentration d'acide sulfurique 1,8 à 2 %, ainsi que la nature des produits présents sont particulièrement favorables à la formation de mousses, et en l'absence d'agent régulateur, le travail de la colonne est incontrôlable. Un injecte en tête de la colonne qui traite 6 t/H d'acrylo ritrile, 120 kg/h d'une solution aqueuse à 1,3 % en poids de la composition préparée à ltexempls 1. La colonne fonctionne de faon satisfaisante en l'absence de toute mousse. E,'±t'1PLE 4 Dans un atelier de fabrication d'acrylonitrile, lacrylo- nitrile technique obtenu après séparation de la cyanhydrine d'acroléine et de l'acide cyanhydrique par distillation est envoyé dans une colonne de distillation destinée à séparer ltacétonitrile. La séparation acétonitrile-crylon1trile est réalisée par distillation extractive en présence d'eau, cette eau étant introduite en tête de colonne. On élimine le propionitrile et les nitriles supérieurs par soutirage au niveau des plateaux du bas de la colonne. Les conditions de fonctionnement de cette colonne, température 67 - 68:C en tAete de colonne, 1000C en pied de colonne, concentration en acétonitrile de 200 ppm en tête de colonne à C,5 5 en pied, ainsi que la nature des produits mis en oeuvre sont particulièrement favorables à la formation de mousses, et en l'absence d'agent régulateur le travail de la colonne est incontrolable. On injecte en tête de la colonne qui traite 6 t/h d'acrylo- nitrile, 30 kg/h d'une solution aqueuse à 1,3 % en poids de la composition préparée à ltexemple 1. La colonne fonctionne parfaitement en l'absence de toute mousse. EXEMPLE 5 Dans un atelier de fabrication d'acrylonitrile, les gaz de réaction sont envoyés, après l'élimination de l'ammoniac dans une colonne de lavage et de refroidissement, dans une colonne d'absorption. Le lavage à l'eau qui s'effectue dans cette colonne permet de retenir lacrylonitrile et les autres produits absorba*cs à l'état de solution aqueuse à 4 % en poids d'acrylonitrile, Les conditions de marche de la colonne, tempéi@de L en tête et 200C en pied et les fluides utilz siéent des mousses gênantes pour le bon fonctionnement, e e@ 'absen- ce d'agent régulateur, le travail de la colonne bst incon- trouble. On injecte en tête d la colonne qui traite G t/h d'acry- lonitrile, 32 kg/h d-une solution aqueuse à 1,3 en poids de la composition préparée à l'exemple 1. La colonne fonctionne de façon satisfaisante en l'absence de toute mousse, EXEMPLE 6 Dans un atelier de fabrication de méthacrylate de méthyle par réaction à chaud entre l'acrylonitrile, diacide sulfurique et l'méthanol (hydrolyse puis estérification) il peut se produire des réactions de polymérisation qui sont activées par les phénomènes de moussage. En l'absence d'agent de régulation de la mousse les stabilisants introduits pnur lutter contre les polymérisations parasites se révèlent peu efficaces. L'introduction de 200 kg/h d'une solution aqueuse à 2 % en poids de la composition préparée à i'exemple 1 dans le réacteur traitant 6 t/h de méthacrylate de méthyle permet d'en assurer le bon fonctionnement er imitent les réactions de polymérisation à un taux acceptable et en limitant et régulant la mousse formée.

Claims: Revendications de brevet 1. Procédé de régulation des mousses dans les installations de fabrication de ltacrylonitrile et des esters acryliques caracterisé par l'utilisation au stade de la purification de ces produits de mélanges de tensio-actifs non ioniques de formule R - (OCH2CH2)n (OCH2CHCH3)m OR' (I) dans laquelle R est un groupement alkyle contenant 8 à 18 atomes de carbone, R' est un groupe alkyle ou benzyle, n un nombre compris entre 2 et 20, m un nombre compris entre 4 et 20, 2. Procédé selon la revendication 1 où les tensio-actifs utilisés ont pour formule R- (OCH2CH2)n (OCH2CHCH3)m OCH3 (II) dans laquelle R est un groupement alkyle contenant 9 à 11 atomes de carbone, n un nombre voisin de 5 et m un nombre voisin de 8,

Inventors: BRUNO, FRANCIS, KONAREFF, JEAN, PARDON, LOUIS
Applicants: P C U K  PRODUITS CHIMIQUES UGINE KUHLMANN
Application year: 1979
Main classification: B01D19
IPC codes: C08G65, B01D19