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Cette invention a trait a à la séparation du méthyl- , borate [B (OCH3)3]d'un mélange de ce dernier, particuliè- rement l' azéotrope, avec du méthanol (CH3OH).
Le procédé ordinaire pour préparer du méthyl-borate consiste à traiter le méthanol par l'anhydride borique (B203) l'acide borique (H3BO3) ou le borax (Na2B2O7).
On obtient un mélange liquide de méthyl-borate et de métha.nol en excès. Une simple distillation de ce mélange conduit à un azéotrope contenant environ 75% en poids de méthyl- borate, et cornue tous les procédés de distillation azéotropique pour isoler les composés purs sont forts longs et compliqués, ces opérations ne sont pas satisfaisantes du point de vue économique.'
Différentes solutions ont été proposées pour la sépa- ration du méthyl-borate de mélanges contenant du méthanol.
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L'une d'elles consiste à laver le mélange tel que l'azéotrope avec de l'acide sulfurique concentré H2SOR Le méthanol peut être extrait de l'azéotrope de cette manière, mais le procédé n'est ni pratique ni économique dans le cas ou il faut pro- duire de grosses quantités de méthyl-borate car des extractions répétées sont nécessaires et des quantités substantielles de méthyl-borate sont perdues. D'autres procédés de séparation du méthyl-borate du CH30H ont été décrits. L'un d'eux consiste à ajouter à l'azéotrope une substance qui forme un second azéotrope du méthanol dont le point débullition'est plus bas que celui de l'azéotrope méthanol-méthyl-borate. L'azéotrope de point d'ébullition inférieur est alors chassé par distil- lation du méthyl-borate.
L'une de ces substances est le sulfu- re de carbone CS2 mais ce procédé est très dangereux à cause de- l'extrême inflammabilité du sulfure de carbone et de la toxicité de ses vapeurs.
Il a également été 'proposé de séparer le méthyl- borate du méthanol par l'addition de sels qui séparent le mé- lange en deux couches. De tels sels sont par exemple les chlo- rures de lithium (L1C1), sodium (NaCl), calcium (CaCl2), alumi- ' nium (AlCl3), magnésium (MgCl2) et zinc (ZnCl2) comme aussi le nitrate de calcium [Ca(NO3)2]. Quoique du méthyl-borate de grande ou relativement grande pureté puisse être obtenu de cette façon, ce procédé n'est pas avantageux par ce que des quantités substantielles de méthyl-borate peuvent être retenues par le sel, avec des difficultés de récupération du produit désiré.
La présente invention concerne un procédé si--triple de séparation du méthyl-borate à partir d'un mélange azéotropique contenant du méthanol, procédé facile à mettre en oeuvre avec un matériel courant, adapté à la fabrication en continu, qui fournit du méthyl-borate extrêmement pur avec un rendement
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élevé et qui supprime ou réduit les inconvénients des procé- dés connus énumérés ci-dessus.
'L'invention concerne un procédé de séparation du mé- thyl-borate d'un azéotrope avec'le méthanol, procédé caractérisé par ce qu'on mélange l'azéotrope avec une huile minérale, on sépare la couche d'huile minérale contenant le méthyl-borate de la couche de méthanol, on distille la couche d'huile minérale afin d'en séparer le méthyl-borate, on fait passer le méthyl- borate dans une colonne de fractionnement et on soutire le méthyl-borate'par le fond de la dite colonne, tandis qu'on recueille au sommet sous la forme d'un azéotrope, avec le méthyl- borate le méthanol entraîné avec la couche huileuse dans la cou- che de fractionnement, ce qui permet la séparation rapide et en continu d'un méthyl-borate très pur.
En mélangeant l'azéotrope méthyl-borate-méthanol avec une huile minérale le méthyl-borate se dissout dans l'huile minérale et il se forme deux couches liquides, l'une composée de la solution de méthyl-borate dans l'huile minérale, l'autre de méthanol; ensuite la couche d'huile minérale peut être dis- tillée rapidement sous vide pour récupérer le méthyl-borate.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention le méthyl- borate ainsi récupéré est soumis à un fractionnement dans une colonne,le méthyl-borate pur étant prélevé à la base de la colonne et, si un peu de méthanol se trouve présent à l'ali- mentation il est éliminé en tête de la colonne.sous la forme d'un azéotrope qui peut être recyclé dans un traitement ulté- rieur identique.
Par ce procédé on peut isoler aisément, économiquement efficacement et rapidement du méthyl-borate à 100 pour cent de pureté.
De plus, l'invention est applicable aux opérations continues dans lesquelles l'huile éliminée par exemple au
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cours de la distillation sous vide initiale, est refroidie et recyclée.
EXEMPLE
Dans une opération on a utilisé une huile aliphatique à chaîne ramifiée ayant les caractéristiques suivantes : - Viscosité à 37 C 95/105 - Poids spécifique à 25 C 0,855/0,865 - Trouble A.S.T.M. 0 - Décongélation A.S.T.M. - 15 - Couleur Saybolt Min. + 30 - Point éclair en vase ouvert 177 C - Point d'inflammation en vase ouvert 201,5 C
L'azéotrope méthyl-borate-méthanol est mélangé avec une égale quantité de cette huile, puis pompé dans un décanteur dans lequel les deux couches se séparent. La couche inférieure huileuse dans laquelle le méthyl-borate a été dissous, est souti- rée continuellement et distillée rapidement sous vide. L'huile 'résiduelle est refroidie et repompée dans le décanteur..
Les vapeurs de la distillation sont introduites dans une colonne en Pyrex de 5 cm garnie. Le méthyl-borate est prélevé dans. le bas de la colonne et les traces d'alcool avec l'azéotrope recueillis en tête de la colonne. On obtient du méthyl-borate à 100 pour cent de pureté.
Les conditions opératoires ont été les suivantes : - Proportions d'huile et d'azéotrope une pour une - Température de l'évaporateur sous vide 250 C - Température du rebouilleur 64,8 C - Température du condenseur 54 C - Pureté du produit obtenu 100% - Poids spécifique-du produit à 30 C 0,
920 - Proportion du reflux dans le serpentin garni deux pour une
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- Analyse'des produits de tête Azéotrope - Température de l'huile entrant au décanteur 44 C - Température de l'huile entrant dans l'évaporateur sous vide 30 C
Quoique cette invention ait été illustrée par l'exemple d'une huile minérale particulière il est bien évident que d'au- tres huiles minérales dans lesquelles le méthyl-borate est soluble et le méthanol sensiblement insoluble peuvent également être employées.
REVENDICATIONS 1.' Procédé de séparation du méthyl-borate d'un azéo- trope.avec le méthanol, caractérisé en ce qu'on mélange l'azéo- trope avec une huile minérale, on laisse déposer le'mélange pour former une couche comprenant une solution de méthyl-borate dans de l'huile minérale, et une couche de méthanol, on sépare la couche d'huile minérale de la couche de méthanol, on distille la couche d'huile minérale afin d'en séparer le méthyl-borate, on fait passer le méthyl-borate dans une colonne de fractionnement et on soutire le méthyl-borate par le fond de la dite colonne, tandis qu'on recueille au sommet sous la forme d'un azéotrope, avec le méthyl-borate, le méthanol présent dans l'alimentation de la colonne.
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This invention relates to the separation of methyl-, borate [B (OCH3) 3] from a mixture thereof, especially the azeotrope, with methanol (CH3OH).
The usual process for preparing methyl borate is to treat methanol with boric anhydride (B203) boric acid (H3BO3) or borax (Na2B2O7).
A liquid mixture of methyl borate and excess methanol is obtained. Simple distillation of this mixture results in an azeotrope containing about 75% by weight of methyl borate, and all the azeotropic distillation processes to isolate the pure compounds are very long and complicated, these operations are not satisfactory from the point of view. economic.'
Various solutions have been proposed for the separation of methyl borate from mixtures containing methanol.
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One of them is to wash the mixture such as the azeotrope with concentrated sulfuric acid H2SOR Methanol can be extracted from the azeotrope in this way, but the process is neither practical nor economical in the case or large amounts of methyl borate must be produced because repeated extractions are necessary and substantial amounts of methyl borate are lost. Other methods of separating methyl borate from CH3OH have been described. One of them consists in adding to the azeotrope a substance which forms a second azeotrope of methanol, the boiling point of which is lower than that of the methanol-methyl-borate azeotrope. The lower boiling azeotrope is then removed by distillation of the methyl borate.
One of these substances is carbon disulphide CS2 but this process is very dangerous because of the extreme flammability of carbon disulfide and the toxicity of its vapors.
It has also been proposed to separate methyl borate from methanol by the addition of salts which separate the mixture into two layers. Such salts are, for example, lithium (L1C1), sodium (NaCl), calcium (CaCl2), aluminum (AlCl3), magnesium (MgCl2) and zinc (ZnCl2) chlorides as also calcium nitrate [ Ca (NO3) 2]. Although high or relatively high purity methyl borate can be obtained in this way, this process is not advantageous because substantial amounts of methyl borate can be retained by the salt, with difficulty in recovering the desired product. .
The present invention relates to a si - triple process for the separation of methyl borate from an azeotropic mixture containing methanol, a process easy to carry out with common equipment, suitable for continuous production, which provides methyl - extremely pure borate with a yield
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high and which eliminates or reduces the drawbacks of the known processes listed above.
The invention relates to a process for separating methyl borate from an azeotrope with methanol, characterized in that the azeotrope is mixed with a mineral oil, the layer of mineral oil containing the mineral oil is separated. methyl borate from the methanol layer, the mineral oil layer is distilled in order to separate the methyl borate therefrom, the methyl borate is passed through a fractionation column and the methyl borate is withdrawn from the bottom from said column, while at the top is collected in the form of an azeotrope, with the methyl borate the methanol entrained with the oily layer in the fractionation layer, which allows the rapid and continuous separation of 'a very pure methyl borate.
By mixing the methyl-borate-methanol azeotrope with a mineral oil, the methyl-borate dissolves in mineral oil and two liquid layers are formed, one composed of the solution of methyl-borate in mineral oil, the other of methanol; then the mineral oil layer can be rapidly distilled in vacuo to recover the methyl borate.
According to a preferred embodiment of the invention, the methyl borate thus recovered is subjected to fractionation in a column, the pure methyl borate being taken from the base of the column and, if a little methanol is present in the column. In the feed, it is removed at the top of the column in the form of an azeotrope which can be recycled in an identical subsequent treatment.
By this method, methyl borate of 100 percent purity can be easily, economically efficiently and rapidly isolated.
In addition, the invention is applicable to continuous operations in which the oil removed for example by
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during the initial vacuum distillation, is cooled and recycled.
EXAMPLE
In one operation, a branched-chain aliphatic oil was used having the following characteristics: - Viscosity at 37 C 95/105 - Specific gravity at 25 C 0.855 / 0.865 - Trouble A.S.T.M. 0 - A.S.T.M. - 15 - Color Saybolt Min. + 30 - Flash point in open cup 177 C - Flash point in open cup 201.5 C
The methyl-borate-methanol azeotrope is mixed with an equal amount of this oil, then pumped into a decanter in which the two layers separate. The oily lower layer in which the methyl borate has been dissolved is continuously withdrawn and rapidly distilled in vacuo. The residual oil is cooled and pumped back into the decanter.
The vapors from the distillation are introduced into a packed 5 cm Pyrex column. Methyl borate is taken from. the bottom of the column and the traces of alcohol with the azeotrope collected at the top of the column. 100 percent purity methyl borate is obtained.
The operating conditions were as follows: - Proportions of oil and azeotrope one to one - Temperature of the vacuum evaporator 250 C - Temperature of the reboiler 64.8 C - Temperature of the condenser 54 C - Purity of the product obtained 100 % - Specific weight of the product at 30 C 0,
920 - Proportion of reflux in the two-to-one lined coil
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- Analysis of the azeotrope overhead products - Temperature of the oil entering the decanter 44 C - Temperature of the oil entering the evaporator under vacuum 30 C
Although this invention has been illustrated by the example of a particular mineral oil, it is obvious that other mineral oils in which the methyl borate is soluble and the methanol substantially insoluble can also be employed.
CLAIMS 1. ' A process for separating methyl borate from an azeotrope with methanol, characterized in that the azeotrope is mixed with a mineral oil, the mixture is allowed to settle to form a layer comprising a methyl solution. -borate in mineral oil, and a layer of methanol, the layer of mineral oil is separated from the layer of methanol, the layer of mineral oil is distilled in order to separate the methyl-borate, it is passed through methyl borate in a fractionation column and the methyl borate is withdrawn from the bottom of said column, while at the top is collected in the form of an azeotrope, with methyl borate, the methanol present in the supply of the column.