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Yolène FRANÇOIS : Ingénieur procédés Elf Atochem
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Lire l’articleINTRODUCTION
Mise à jour du texte de Georges SCHAAL paru en 1982 dans ce traité.
Le premier procédé industriel de production d’acroléine, mis au point par Degussa en 1942, était basé sur la condensation en phase vapeur de l’acétaldéhyde et du formaldéhyde. En 1959, Shell a été le premier à commercialiser le procédé d’oxydation en catalyse hétérogène du propylène en acroléine. Tous les procédés actuellement exploités sont basés sur l’oxydation du propylène et utilisent des catalyseurs contenant du bismuth et du molybdène.
Une grande évolution des catalyseurs a en effet permis d’augmenter les taux de conversion du propylène de 15 % à plus de 90 %. Les premiers catalyseurs étaient des oxydes de cuivre et de sélénium. Aujourd’hui, les plus efficaces sont des oxydes métalliques complexes composés de Bi, Mo, Fe, Ni et /ou Co, K ou encore P, B, W ou Sb.
Rappelons que l’acroléine peut être également récupérée en fin de la première étape d’oxydation catalytique du propylène en acide acrylique (Acide acrylique dans ce traité).
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1. Procédé Elf Atochem
1.1 Principe du procédé
L’acroléine est obtenue par oxydation ménagée à l’air du propylène, en présence de vapeur d’eau, selon la réaction :
La température de réaction est régulée entre 300 et 320 oC et les temps de contact sont de l’ordre de quelques secondes.
Le principal sous-produit est constitué par l’acide acrylique :
De faibles quantités d’acide acétique et d’acétaldéhyde sont également habituellement obtenues.
La principale matière première est le propylène de pureté supérieure à 94 %, en volume.
Le propylène de vapocraqueur de qualité chimique est habituellement satisfaisant pour autant qu’il soit sensiblement exempt d’acétyléniques.
HAUT DE PAGE1.2 Description de l’installation
Le schéma type d’une unité de production est présenté sur la figure 1.
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Réacteur
Celui-ci est du type multitubulaire en lit fixe. Le catalyseur est disposé à l’intérieur des tubes, la chaleur dégagée par la réaction étant extraite au moyen d’un mélange de sels fondus, permettant ainsi la génération de vapeur dans une chaudière-sel. Réacteur et chaudière-sel forment un ensemble compact, afin d’éviter le transfert des sels fondus dans des tuyauteries. La capacité d’un réacteur peut atteindre 30 000 t /an.
La réaction s’effectue en présence d’un excès d’oxygène ainsi que de vapeur d’eau. Cette dernière, bien que ne participant pas apparemment à la réaction, joue un rôle indispensable. Elle permet en outre d’éviter la zone explosive, tant en marche stable qu’à l’occasion...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SCHAAL (G.E.) - Make acrolein from propylene. (Faites de l’acroléine à partir de propyléne). - Hydrocarbon Processing (USA), p. 218-20, 1 schéma, 3 tabl., sept. 1973.
-
(2) - WEIGERT (W.M.), HASCHKE (H.) - Acrolein and derivatives. (L’acroléine et ses dérivés). - Encyclopedia of Chemical Processing and Design (USA). Marcel Dekker.
-
(3) - Acroléine. - Fiche toxicologique no 57, 6 p., INRS (1992).
-
(4) - Process Evaluation. - Research Planning. Report no 75-4, 236 p., (USA), Chem. Systems Inc (1976).
-
(5) - SMITH (C.W.) - Acrolein. - p. 9-14, Dr A. HÜTHIG Verlag Heidelberg (1975).
-
(6) - KIRK (D.S.), OTHMER (R.E.) - Encyclopedia of Chemical Technology. - 4e éd., p. 222-237 et 250-251. John Wiley and Sons (1971).
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