Procédé pour la fabrication d'adiponitrile et appareil pour la mise en oeuvre
La présente invention se rapporte à un procédé pour la production d'adiponitrile et elle concerne plus particulièrement un procédé dans lesquels on vaporise de l'acide adipique fondu, en contact avec de l'ammoniac gazeux surchauffé et on le fait passer directement, en continu, sur un catalyseur déshydratant, en vue de la production d'adiponitrile.
La présente invention concerne aussi un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé.
La production de l'adiponitrile à partir de l'acide adipique a pris une grande importance puisqu'il s'agit & un produit intermédiaire précieux à partir duquel on peut préparer i'hexaméthylène-diamine; cette diamine et l'acide adipique forment, on le sait, les in- grédients de base de la production du Nylon-66 qui, du point de vue chimique est une hexaméthylènb adipamide polymère. Pour des raisons évidentes, l'hexaméthylèneiarnine est le constituant le plus coûteux utilisé pour la préparation du Nylon-66.
C'est pourquoi on cherche dans la mesure du possible à réduire de prix de la diamine. Un facteur important du prix de revient de la préparation de l'hexaméthylène-diamine est justement le coût de la purification de l'adiponitrile de qualité inférieure que l'on obtient en utilisant les procédés et appareils connus. En d'autres termes, on doit soumettre l'adiponitrile obtenu par les techniques antérieures à des processus de pu rification fort coûteux préalablement à l'hydrogénation destiné à donner l'hexaméthylènvdiamine. Dans les procédés et avec les appareils connus, on pulvérise de l'acide adipique fondu dans une enceinte de dimensions relativement importantes dont on maintient une paroi à une température supérieure au point d'ébullition de l'acide.
Les gouttelettes pulvérisées d'acide adipique viennent en contact avec la paroi chauffée. I1 est souhaitable que le contact de l'acide adipique avec la surface chaude provoque la vapo- risation instantanée dudit acide. Un gaz porteur constitué par de l'ammoniac surchauffé entraîne l'acide adipique vaporisé hors de l'encelnte, à travers des conduits chauffés, dans une chambre contenant un catalyseur déshydratant et dans laquelle l'acide et l'ammoniac réagissent pour former l'adiponitrile.
Un problème important qui s'est posé pour la fabrication de l'adiponistrile par des procédés et appareils connus, évoqués cidessus, concerne la dégradation relativement poussée Ide l'acide adipique en produits de décomposition, tels que la cyciopenta- none. En outre, on observe des réactions secondaires dont le e résultat est t la formation de sous-produits tels que l'acide 4-cyanovalérique, la 4-cyanovaléramide, la l-cyano-cyclopentylidène-imine et l'adipamide, ainsi que des goudrons et du carbone élémentaire.
I1 est certain qu'une telle dégradation n'a pas seule ment pour effet de réduire le rendement en produit désiré, mais qu'elle donne également un produit impur que l'on doit soumettre à des processus ooûteux de purification. De plus, la formation des produits de dégradation pose des problèmes importants tels que le colmatage du lit de catalyseur et l'acoumula- tion de dépots dans la chambre de vaporisation ainsi que les diverses conduites de l'installation.
Les recherches auxquelles on s'est livré pour essayer de résoudure ces divers problèmes provenant de la forma tion n des produits de décomposition, ont permis de découvrir que le facteur principal de la dégradation de l'acide adipique n'était pas seulement la durée pendant laquelle on maintient cet acide à des tempé ratures élevées, mais aussi l'importance de la surface de rinstallation avec laquelle l'acide adipique pulvé risé vient en contact. Un autre inconvénient des installations antérieures est que l'appareillage utilisé nécessite une mise de fonds importante ainsi que des frais d'entretien et de fonctionnement élevés.
D'une façon générale la présente invention fournit un procédé et un appareil nouveaux, grâce aux
quels l'acide adipique fondu est pulvérisé et évaporé, en contact avec l'ammoniac surchauffé, d'une façon particulièrement avantageuse. Selon une autre particularité intéressante de l'invention, la vaporisation de l'acide adipique peut être effectuée en présence de vapeur d'eau surchauffée. De préférence la vaporisation de l'acide adipique et sa miseencontaotavecl'am- moniac, éventuellement en présence de vapeur d'eau, se produit directement au-dessus du lit du catalyseur qu'on utilise pour accélérer la réaction entre l'acide
adipique et l'ammoniac.
L'appareil objet de l'invention supprime la nécessité de prévoir une chambre de vaporisation séparée ainsi que les conduites menant d'une telle chambre à la chambre de catalyse. En outre, la vaporisation de l'acide adipique et sa transformation en adiponitrile s'effectuent dans une seule enceinte comprenant une section de vaporisation et une section de transformation contiguës. Cet agencement ne représente pas seulement une économie considérable sur le prix de fabrication de l'appareillage, mais il permet aussi de réaliser une vaporisation tellement rapide et tellement efficace, en utilisant de plus une surface de contact entre l'appareil et l'acide adipique pulvérisé tellement réduite,
que la forma- tion des goudrons et autres produits de décomposition provenant de la dégradation de l'acide adipique est considérablement réduite. De plus, grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, on réussit à la fois à augmenter le rendement en adiponitrile et à obtenir un produit plus pur, si on les compare à ceux que permettent-d'obtenir les procédés et appareils de la technique antérieure.
En conséquence, la présente invention a essentiellement pour objet un procédé et un appareil pour la mise en oeuvre du procédé, permettant d'amélio- rer la fabrication d'adiponitrile et dans lesquels la vaporisation de l'acide adipique et sa réaction avec l'ammoniac pour former de l'adiponitrile s'effectue dans une enceinte unique, ce procédé et cet appareil permettant en outre la préparation d'adiponitrile à partir d'acide adipique et d'ammoniac avec des rendements élevés et avec une formation minimale de produits de dégradation, d'une façon rapide, efficace et économique.
Le nouvel appareil pour la mise en oeuvre du procédé présente de plus une surface minimum de vaporisation de l'acide adipique et, selon le nouveau procédé, le laps de temps qui s'écoule entre le moment où l'acide adipique et l'ammoniac viennent initialement en contact l'un de l'autre, et le moment où iIs viennent en contact avec le catalyseur déshydratant est réduit au minimum.
Le procédé de production de l'adiponitrile est donc caractérisé en ce que l'on coule un courant fondu d'acide adipique, à travers une petite ouver ture, axialement, dans une zone annulaire, établit un courant d'ammoniac surchauffé en déplaçant dans le même sens et concentriquement par rapport au cou
rant d'acide adipique, détend et chauffe les courants concentriques d'acide adipique et d'ammoniac pour vaporiser l'acide adipique, fait passer la matière ainsi détendue sur un catalyseur déshydratant à une température relativement élevée, afin de transformer l'acide adipique et l'ammoniac en adiponitrile, et condense l'adiponitrile ainsi produit.
Selon des modes de mise en oeuvre préférés de l'invention, le procédé consiste à établir un courant d'acide adipique fondu à travers une petite ouver turc -et à le décharger dans une zone annulaire ayant, de préférence, une forme tronconique. Dans un mode de réalisation particulier, on décharge ce courant
banalement dans ladite zone en un point proche de la plus petite extrémité de celle-ci. On envoie un courant d'ammoniac surchauffé dans cette zone, de manière que l'ammoniac s'écoule dans le même sens que le courant d'acide adipique fondu et concentriquement à celui-ci. On envoie les courants concentriques d'acide et d'ammoniac ainsi obtenus dans une zone de détente pour vaporiser l'acide adipique.
Cette zone de détente constitue avantageusement un second tronc de cône, les deux troncs de cônes étant reliés à leurs petites bases par une zone de raccordement cylindrique. La matière ainsi détendue passe directement sur un lit de catalyseur à une température élevée pour transformer l'acide adipique en adiponitrile.
Finalement on condense l'adiponitrile ainsi produit et on le recueille. Selon une particularité préférée de l'invention, le courant d'ammoniac surchauffé pénètre tangentiellement dans la première zone annulaire au voisinage de la plus grande extrémité de celle-ci.
En outre, on peut envoyer, simultanément avec l'ammoniac surchauffé, un courant de vapeur d'eau surchauffée dans cette zone. Suivant un aspect de l'in invention, un courant d'ammoniac surchauffé et un courant de vapeur surchauffé sont admis dans la pre mière zone annulaire tangentiellement au voisinage de la plus grande extrémité de la zone, en des points espacés d'environ 1800 C.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une vue verticale avec coupe par tielle, de l'appareil de transformation d'acide adipique selon l'invention, l'appareillage associé étant représenté schématiquement aux fins d'illustrations.
La fig. 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe à plus grande échelle du bloc d'ajutages représenté schématiquement à la fig. 1.
Sur la fig. 1, une enceinte 10 supportée de façon appropriée, renferme quatre éléments tubulaires 12 contenant le catalyseur 13. Le niveau auquel les tubes doivent être remplis dépend de la dimension des tubes eux-mêmes, du débit des réactifs à travers le lit catalytique, etc. Bien qu'un seul tube puisse être utilisé, il est préférable d'en prévoir plusieurs. A leurs extrémités supérieures, les tubes 12 communiquent avec un compartiment 14 délimité par une paroi 15.
A leurs extrémités inférieures, les tubes 12 communiquent avec un compartiment 16 délimité par une paroi 17. Un tamis 18 ayant une ouverture de mailles appropriée ou une plaque de matière poreuse équivalente, sert à supporter la matière catalytique 13 dans les tubes.
Un récipient 20, en forme de cloche ou de gobelet évasé renversé, monté sur le rebord supérieur de la paroi 15, définit une chambre de détente 22.
On remarquera que cette chambre de détente est disposée au-dessus et à proximité immédiate des quatre tubes 12.
Le rebord supérieur du récipient 20 porte un bloc d'ajutages 24 qui n'est représenté que schématiquement et sera décrit en détails en regard de la fig. 3. Une chemise chauffante 26 entourant le bloc 24 et le récipient 20 doit, normalement, être remplie d'un fluide de chauffage convenable, tel que les vapeurs de Dowtherm ou une substance similaire.
Cette chemise chauffante pourrait tout aussi bien être remplacée par un autre dispositif de chauffage usuel, I'objectif à atteindre étant le maintien du bloc 24 et du récipient 20 à une température suffisamment éle vée pour assurer la vaporisation rapide et efficace de l'acide adipique.
Pour assurer la transmission de chaleur aux tubes 12 et à la masse de réaction passant en phase gazeuse à travers ces tubes en contact avec la matière catalytique 13, l'agencement représenté comprend une enceinte 29 avantageusement recouverte d'une matière calorifuge 30 et destinée à contenir un fluide de chauffage 32, par exemple un liquide ayant un point d'ébullition élevé. De préférence, le fluide de chauffage remplit l'enceinte jusqu'au niveau indiqué et il entoure les tubes 12 pour assurer l'échange de chaleur voulu avec eux. Une chicane 34 est installée de façon convenable dans l'enceinte 29 afin de séparer la zone dans laquelle sont placés les tubes de la zone résiduaire dans laquelle la chaleur est fournie au fluide de chauffage.
Bien que l'apport de chaleur au fluide puisse être effectué par d'autres moyens usuels, il s'est révélé commode d'installer un dispositif de chauffage 36 à l'intérieur r de la zone de chauffage. Ce dispositif de chauffage est constitué de préférence par un élément t de chauffage électrique interne ali- menté par des conducteurs 38 connectés à une source d'énergie électrique appropriée. Le dispositif de chauffage traverse le fond de l'enceinte 29 et débouche dans le haut au sein du fluide chauffant 32 dans l'enceinte, en vue de maintenir celle-ci à la température élevée désirée. Afin d'assurer une circulation efficace du fluide, un agitateur 40 du type à hélice est monté fixe sur un arbre 42 actionné par un moteur 44.
Le pas des pales de l'hélice est déterminé de facon à permettre au fluide de descendre à travers la zone de chauffage et à remonter ensuite à travers la région servant à loger les tubes 12.
Un conduit 46 relie le compartiment inférieur 16 à une chambre de condensation 46a, dans laquelle le produit de réaction sortant du compartiment infé- rieur 16 subit un refroidissement suffisant pour condenser l'adiponitrille produit. Un collecteur 49 est relié à une conduite 48 et sert à recueillir la matière condensée ; cette matière peut alors être envoyée à un autre stade de traitement tel que la purification ou l'hydrogénation. Le collecteur peut comporter un conduit 50, pour l'échappement des gaz, en vue de chasser l'ammoniac et autres gaz résiduels.
Dans l'appareil représenté à la fig. 1, les dispositions suivantes ont été prises pour l'alimentation en matières pour la réaction: on a représenté schémati quement un conduit d'arrivée 52 pour l'acide adipique, débouchant en un point voisin du centre du bloc d'ajutages 24. Ce conduit, de même d'aIlleurs que les autres conduits d'alimentation, peut être entouré par des éléments chauffants et être muni i d'une che- mise calorifuge afin que l'acide adipique pénètre dans le bloc à l'état fondu. Un conduit 54 d'arrivée d'ammoniac traverse un surchauffeur 55 avant d'aboutir dans le bloc 24, en sorte que l'ammoniac soit porté à une température sensiblement élevée préalablement à sa mise en contact avec l'acide adipique.
Il en est de même pour un conduit 56 d'alimentation en vapeur, qui traverse également un surchauffeur 57 avant d'arriver au bloc 24, si bien que la vapeur est portée à la température appropriée avant son contact avec l'acide adipique.
Les sources de provenance des trois ingrédients de la réaction n'ont pas été représentées sur les dessins et sont constituées par des dispositifs d'alimentation usuels. Ainsi par exemple, une cuve de fusion pour l'acide adipique fondu peut être prévue et une pompe peut amener l'acide au bloc 24. L'ammoniac peut être envoyé au surohauffeur à pantir d'un cylindre usuel sous pression.
La structure particulière du bloc d'ajutages 24 est représentée sur 4a fig. 3. Dans le mode de réalisation représenté, ce bloc 24 contient trois ajutages d'alimentation, à savoir: un ajutage 58 pour l'ammoniac, un ajutage 60 pour l'acide adipique et un ajutage 62 pour la vapeur, tous trous vissés dans le bloc 24. Les références 64, 66 et 68 désignent des thermocouples qui pénètrent dans les ajutages respectifs et sont reliés à des moyens (non représentés) pour gréer les températures des surchauffeurs et de 'la cuve de fusion de l'acide adipique, à la demande, en réponse aux variations de température dans les ajutages.
L'ajutage d'alimentation 60 se termine en une buse convergente 70, de préférence conique, débouchant dans une zone annulaire 72 de forme tronconique. L'extrémité de la buse 70 se prolonge jusqu'en un point proche de la petite extrémité de la zone annulaire tronconique. Des canaux ou orifioes 74 et 76 communiquent avec la zone 72 pour l'alimenter en ammoniac et en vapeur surchauffée, respectivement. Selon un mode de réalisation de rinvention, ces canaux sont disposés de façon à assurer une admission tangentielle de l'ammoniac et de la vapeur dans la zone 72. Une portion cylindrique 80 raccorde la petite extrémité de la zone 72 à une seconde zone annulaire tronconique 78. Cette zone 78 constitue une sortie évasée commode, par laquelle l'acide adipique et les autres gaz se détendent et passent dans la chambre de détente 22.
En fonctionnement, on remplit les tubes 12 d'un catalyseur déshydratant et t on porte le fluide entou- rant ces tubes aux températures de formation d'adiponitrile. On porte le bloc 24 et la chambre 22 aux températures désirées de façon à assurer une vaporisation rapide de 4'acide adipique. On refoule l'acide adipique fondu dans l'ajutage 60, de haut en bas, de sorte que l'acide sorte par la buse de l'ajutage dans la zone annulaire 72 sous forme d'un jet finement pulvérisé.
En même temps on envoie de l'ammoniac surchauffé par l'ajutage 58 d'où il passe par l'orifice 74 dans la zone 72 en un point voisin de la partie supérieure de cette zone. Comme on le voit sur le dessin, l'ammoniac vient heurter la buse 70 qui le dirige de haut en bas, suivant un courant concentrique et de même sens que celui d'acide adipique sortant de cette buse. Si l'orifice 74 est constitué par un canal d'alimentation tangentiel, un mouvement giratoire ou de cyclone de l'ammoniac s'établit dans la zone 72 en réalisant ainsi un contact plus intime entre l'acide adipique et l'ammoniac. En même temps, on peut fournir de la vapeur surchauffée par l'ajutage 62, et cette vapeur pénètre, par l'orifice 76, dans la zone 72, en un point voisin de la partie supérieure de celle-ci.
La vapeur est envoyée de haut en bas, de la même facon que l'ammoniac, c'est-à-dire en un courant concentrique et de même sens que celui d'acide adipique. Dans ce cas également, l'orifice 76 peut être constitué par un canal tangentiel assurant l'établissement d'un mouvement tourbillonnaire du mélange ammoniac-vapeur dans la zone. Dans certains cas il est préférable que l'orifice d'admission tangentielle de l'ammoniac soit angulairement espacée de 1800 C environ de l'orifice d'entrée tangentielle de la vapeur. Les courants concentriques ainsi formés descendent à travers la portion cylindrique 80 reliant la première zone tronconique 72 à la première zone tronconique 78, ces courants traversent la seconde zone pour se détendre et provoquer la vaporisation de l'acide adipique.
Après cela, la matière ainsi détendue s'écoule vers le bas sur le catalyseur déshydratant placé dans les tubes 12, à température élevée, afin d'assurer la transformation de l'acide adipique et de l'ammoniac en adiponitrile de qualité élevée. On sépare l'adiponitrile ainsi produit du catalyseur et on le condense.
Les catalyseurs déshydratants que l'on peut utiliser pour la transformation des mélanges d'ammoniac et d'acide adipique en adiponitrile sont bien connus des spécialistes et on peut mentionner par exemple les oxydes déshydratants d'aluminium, de silicium, de tungstène, de titane, de molybdène, etc. Un catalyseur donnant d'excellents résultats est un mélange aggloméré d'acides borique et phosphorique.
Pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, il semble exister un certain nombre de variables en rapport les unes avec les autres et qu'on doit maintenir entre des limites bien déterminées pour l'obtention des meilleurs résultats, c'est-à-dire pour atteindre un rendement maximum d'adiponitrile, une formation minimale de produits de dégradation, et une vie aussi longue que possible du catalyseur. Ces variables sont: 1 - Le rapport de l'ammoniac à l'acide adipique.
2 - Le rapport de la vapeur à l'acide adipique.
3 - La vitesse spatiale (VSH).
4-Le rapport entre la surface d'évaporation et la
la surface du catalyseur.
5 - La température de transformation.
6 - La température de vaporisation.
En ce qui concerne le rapport ammoniac: acide adipique, on a trouvé qu'on obtenait les meilleurs résultats en utilisant un rapport d'écoulement t com- pris entre 0,65 et 1,5, en poids, la valeur préférée étant comprise entre 0,8 et 1,3. Avec des rapports inférieurs à 0,65, on a constaté que le taux de réaction devenait sensiblement plus lent, et d'autre part, aucun avantage ne découle de l'utilisation d'ammo- niac en excès sur 1,5.
L'utilisation de la vapeur n'est t pas essentielle pour le présent procédé, mais on a cependant trouvé que l'utilisation de la vapeur diminuait notablement la dégradation des matières de réaction et prolongeait la vie du catalyseur. Cependant, on a constaté que les rendements en adiponitrile diminuaient nettement lorsque le rapport entre la vapeur et l'acide adipique dépassait sensiblement 0,2 en poids. En conséquence ce rapport doit être maintenu à environ 0,2 ou moins.
La variable No 3 c'est-à-dire la vitesse spatiale
VSH, est le rapport entre le volume total des réactifs passant dans le système, calculé en phase vapeur à 00 C et sous une pression absolue de 760mm de mercure, et le volume total apparent du catalyseur (c'est-à-dire le volume du récipient dans lequel le catalyseur est placé). Deux variables non indépendantes et qui n'ont pas été énumérées cidessus, puisqu'elles sont en relation directe avec le rapport entre la température et la pression et le VSH, sont (1) la durée de contact des réactifs avec le catalyseur, et (2) la durée de séjour des réactifs dans la zone de vaporisation de l'appareil.
On doit maintenir la valeur du VSH suffisamment t basse pour assurer une bonne durée de contact t avec le catalyseur et pour assurer que la réaction soit complète mais d'autre part, cette valeur ne doit pas être suffisamment basse pour se traduire par une durée de séjour trop prolongée dans la zone de vaporisation de l'appareil, car la dégrada tion de l'acide adipique serait alors plus importante.
En général on obtient des résultats satisfaisants avec des valeurs de VSH comprises entre 300 et 600, et de préférence entre 350 et 500. Si l'on utilise ces valeurs, on trouve que la durée de séjour dans la section d'évaporation peut atteindre 5 secondes ou da vantage bien que les rendements les 3} plus élevés soient t obtenus avec une durée de séjour inférieure à une seconde. On pense que l'écoulement rapide des réactifs et, donc une durée de séjour peu prolongée dans la section d'évaporation, de même que la diminution de la surface de contact dans cette section, donnent une dégradation beaucoup moins importante que celle qui se produisait dans les chambres d'évaporation de capacité élevée, qu'on utilisait précédemment.
En ce qui concerne les variables Nos 5 et 6, on a trouvé qu'il y avait intérêt à maintenir les températures dans la section de transformation et dans la section de vaporisation sensiblement dans les mêmes intervalles. On obtient les meilleurs résultats avec des températures comprises entre 330 et 4100 C, et particulièrement en maintenant la température dans la section de transformation entre e 370 et 4100 C et dans la section de vaporisation entre 345 et 4000 C.
Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en oeuvre; dans tous les exemples les parties et les pourcentages sont donnés en poids, sauf indication contraire.
Exemple J :
En utilisant l'appareil représenté sur le dessin, on porte et on maintient la température du catalyseur à 3900 C, tandis qu'on maintient la température de la section de vaporisation à 3350 C. On envoie de l'acide adipique fondu, à 198 + 20 C :, à travers la tête de l'ajutage sous un débit de 7,62 kg/heure, et on le met en contact avec l'ammoniac surchauffé à une température de 450 + 20 C sous un débit de 5,4 kg/heure. On n'envoie pas de vapeur. Le rapport de l'ammoniac à l'acide adipique est de 0,71 et le
VSH est de 420. Le catalyseur déshydratant est un mélange aggloméré d'acides borique et phosphorique.
On arrête la réaction au bout d'une période légères ment inférieure à 4 heures, après qu'un total de 30,34 kg d'acide adipique a été envoyé dans l'appareil. On soumet le produit brut condensé en continu, à une distillation fractionnée. Le rendement en adi ponitrile est de 93,20 /o du rendement théorique.
Exemple 2:
Les températures du catalyseur et de la section de vaporisation sont les mêmes qu'à l'exemple 1. On envoie dans le réacteur de l'ammoniac surchauffé à 450 + 10 C et de l'acide adipique fondu à 1800 + 60C sous des débits respectifs de 5,03 et 4,67 kg/heure, jusqu'à ce que le total de l'acide adipique atteigne 19,6 kg. On maintient le rapport de l'ammoniac à l'acide adipique à 1,08. Le VSH est de 373. On utilise le même catalyseur qu'à l'exemple 1. On récupère un total de 18,27 kg d'adiponitrile, ce qui repré sente un rendement de 93,24 O/o du rendement t théo- rique.
Exemple 3:
On envoie de l'ammoniac surchauffé à 451+50 C, sous un débit de 5,53 kg/heure, au bloc d'ajutages, et cet ammoniac rencontre des courants d'acide adipique à 4700 + 80 C sous un débit de 0,9 kg (eau) à l'heure. On fait réagir un total de 17,85 kg d'acide adipique. Les quantités ci-dessus donnent un rapport ammoniac: acide adipique de 1,20 et un rapport vapeur: acide adipique de 0,19. Le VSH est de 463, la température de vaporisation est de 3350 C et celle du catalyseur est maintenue à 3900 C. On utilise le même catalyseur qu'à l'exemple 1. Le rendement en adiponitrile est de 94,85 O/o du rendement théorique.
Les exemples suivants sont donnés pour montrer que les rendements élevés en adiponitrile qui ont été obtenus Idans les trois exemples précédents n'ont été possibaes que grâce à l'utilisation d'une section de va porisation compacte, qui constitue une des caractéristiques de l'invention, et que de tels rendements ne peuvent être obtenus avec un appareil dans lequel le volume et la superficie de la section de vaporisation sont sensiblement plus importants. Les deux appa reils de vaporisation n utilisés dans les exemples sui- vants ont le même type d'alimentation par pulvérisa tion des réactifs. Le réacteur de plus petites dimensions utilisé avec ces appareils ne permet que des débits d'alimentation moins importants.
Exemple 4:
On utilise un appareil de vaporisation présentant 2,5 fois le volume et 4,2 fois la surface de 1'appareil décrit plus haut, on porte la température du réacteur à 3900 C et on la
Exemple 6:
On utilise le même appareil de vaporisation, le même catalyseur, et les mêmes températures de va vaporisation et de transformation qu'à l'exemple 4. On envoie de l'ammoniac surchauffé et de l'acide adipique fondu sous des débits respectifs de 1,52 et 1,30kg/heure, sans addition de vapeur. Le rapport ammoniac: acide adipique est de 1,13 et le VSH est de 446. Le rendement représente 80,4 o/o du rende ment théorique; on recueille 3,1 kg d'adiponitrile à partir de 5,20 kg d'acide adipique utilisé.
Exemple 7:
On utilise un appareil de vaporisation de grandes dimensions ayant 178 fois le volume et 43,6 fois la superficie de l'appareil de l'invention, et on maintient les températures des deux sections à 3500 C. On envoie de l'ammoniac surchauffé à 4500 C sous un débit de 1,12 kg/heure; de la vapeur surchauffée à 5500 C sous un débit de 1,03 kg/heure et de l'acide adipique fondu à 2760 C sous un débit de 1,15 kg/ heure. On utilise le même catalyseur à base d'acides borique et phosphorique que précédemment. Le VSH est de 790. On recueille 2,19 kg d'adiponitrile à partir de 4,62 kg d'acide adipique utilisé, ce qui correspond à un rendement de 64,2 O/o du rendement théorique.
Exemple 8:
On utilise le même appareil de vaporisation, le même catalyseur, et la même température qu'à l'exemple 7. On envoie de l'ammoniac surchauffé à 4550 C et de l'acide adipique fondu à 2500 C à l'évaporateur, sous des débits respectifs de 1,40 et 0,52 kg/heure. On n'envoie pas de vapeur. Le rapport ammoniac: acide adipique est de 2,7 et le VSH est de 518. On envoie un total de 4,14kg d'acide adipique et on recueille 1,89 kg d'adiponitrile, oe qui cor respond à un rendement t de 61,8 o/o du rendement théorique.
Exemple 9:
On maintient la température dans le même appareil de vaporisation qu'à l'exemple 7 à 3300 C. On maintient la température du réacteur contenant le même catalyseur, à 3500 C.On envoie de l'ammoniac surchauffé à 4500 C sous un débit de 1,54 kg/heure, et de l'acide adipique fondu à 2250 C sous 0,64 kg/ heure, pour donner un rapport ammoniac: acide adipique de 2,30 et un VSH de 573. On n'envoie pas de vapeur, on récupère 2,21 kg d'adiponitrile à partir de 5,14 kg d'acide adipique, ce qui correspond à un rendement de 58,3 O/o du rendement théorique.
Dans les exemples 1 à 3, on constate que les rendements sont sensiblement plus élevés qu'il n'avait été possible de l'obtenir jusqu'à présent. La perte de rendement peut être attribuée principalement à (1) la perte mécanique de produit pendant les opérations de transfert de distillation, (2) les erreurs d'échelle, et (3) aux fuites d'acide adipique dans le système avant la réaction. Une faible partie seulement de la perte de rendement est t due à la décomposition de l'acide adipique ou aux dépôts de goudrons provenant des produits de réaction sur le catalyseur ou dans les autres parties du système. En outre la vie du catalyseur est notablement prolongée.
Dans les exemples 4 à 9, la perte de rendement est due principalement à la décomposition des réac tifs dans la section. On n observe la formation et le dé- pôt de goudrons sur le catalyseur, en sorte que la vie utile du catalyseur est sensiblement abrégée.
I1 va de soi que des modifications, peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS
I. Procédé de production de l'adiponitrile, caractérisé en ce que l'on coule un courant fondu d'acide adipique à travers une petite ouverture, axialement, dans une zone annulaire, établit un courant d'ammoniac surchauffé se déplaçant dans le même sens et concentriquement par rapport au courant d'acide adipique, détend et chauffe les courants cencentriques d'acide adipique et d'ammoniac pour vaporiser l'acide adipique, fait passer la matière ainsi détendue sur un catalyseur déshydratant à une température relativement élevée, afin de transformer l'acide adipique et l'ammoniac en adiponitrile, et condense l'adiponitrile ainsi produit.