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WO2013050367A3 - Procédé de production d'acide formique par réaction de dioxyde de carbone avec de l'hydrogène - Google Patents

Procédé de production d'acide formique par réaction de dioxyde de carbone avec de l'hydrogène Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation d'acide formique, comportant les étapes: (a) réaction catalysée de façon homogène d'un mélange de réaction (Rg) contenant du dioxyde de carbone, de l'hydrogène, au moins un solvant polaire choisi dans le groupe composé de méthanol, d'éthanol, de 1-propanol, de 2-propanol, de 1-butanol, de 2-butanol, de 2-méthyl-1-propanol et d'eau et au moins une amine tertiaire représentée par la formule générale (A1) NR1R2R3, dans laquelle R1, R2, R3 représentent indépendamment les uns des autres un reste aliphatique, araliphatique ou aromatique, ramifié ou linéaire, acyclique ou cyclique, comprenant respectivement 1 à 16 atomes de carbone, des atomes de carbone individuels pouvant être substitués indépendamment les uns des autres par un hétérogroupe choisi dans les groupes -O- et >N-, deux restes ou les trois restes pouvant être reliés mutuellement de manière à former une chaîne comportant respectivement au moins quatre atomes, en présence d'au moins un catalyseur complexe contenant au moins un élément choisi dans les groupes 8, 9 et 10 du tableau périodique, dans un réacteur d'hydrogénation de manière à obtenir, éventuellement après addition d'eau, un mélange d'hydrogénation biphase (H) contenant une phase supérieure (O1) qui renferme le au moins un catalyseur complexe et la au moins une amine tertiaire (A1), et une phase inférieure (U1) qui renferme le au moins un solvant polaire, des restes du au moins un catalyseur complexe ainsi qu'au moins un produit d'addition d'acide formique-amine représenté par la formule générale (A2) NR1R2R3 * xi HCOOH, dans laquelle xi est compris entre 0,4 et 5 et R1, R2, R3 ont les significations indiquées plus haut; (b) traitement du mélange d'hydrogénation (H) obtenu à l'étape (a) selon une des étapes suivantes (b1) séparation de phase du mélange d'hydrogénation (H) obtenu à l'étape (a) dans un premier dispositif de séparation de phase, en la phase supérieure (O1) et la phase inférieure (U1), ou (b2) extraction du au moins un catalyseur complexe contenu dans le mélange d'hydrogénation (H) obtenu à l'étape (a) dans une unité d'extraction contenant un agent d'extraction qui renferme la au moins une amine tertiaire (A1) de manière à obtenir un raffinat (R1) contenant le au moins un produit d'addition d'acide formique-amine (A2) et le au moins un solvant polaire, et un extrait (E1) contenant la au moins une amine tertiaire (A1) et le au moins un catalyseur complexe, ou (b3) séparation de phase du mélange d'hydrogénation (H) obtenu à l'étape (a) dans un premier dispositif de séparation de phase, en la phase supérieure (O1) et la phase inférieure (U1), et extraction des restes du au moins un catalyseur complexe contenus dans la phase inférieure (U1) dans une unité d'extraction au moyen d'un agent d'extraction contenant la au moins une amine tertiaire (A1) de manière à obtenir un raffinat (R2) contenant le au moins un produit d'addition d'acide formique-amine (A2) et le au moins un solvant polaire, et un extrait (E2) contenant la au moins une amine tertiaire (A1) et les restes du au moins un catalyseur complexe; (c) séparation du au moins un solvant polaire issu de la phase inférieure (U1), du raffinat (R1) ou du raffinat (R2) dans un premier dispositif de distillation de manière à obtenir un distillat (D1) contenant le au moins un solvant polaire qui est ramené vers le réacteur d'hydrogénation à l'étape (a), et un mélange de résidus de distillation (S1) contenant une phase supérieure (O2) qui renferme la au moins une amine tertiaire (A1), et une phase inférieure (U2) qui renferme le au moins un produit d'addition d'acide formique-amine (A2); (d) éventuellement traitement du mélange de résidus de distillation (S1) obtenu à l'étape (c) par séparation de phase dans un second dispositif de séparation de phase, en la phase supérieure (O2) et la phase inférieure (U2); (e) fractionnement du au moins un produit d'addition d'acide formique-amine (A2) contenu dans le mélange de résidus de distillation (S1) ou dans la phase inférieure (U2), dans une unité de fractionnement thermique de manière à obtenir la au moins une amine tertiaire (A1) qui est ramenée vers le réacteur d'hydrogénation à l'étape (a), et de l'acide formique extrait de l'unité de fractionnement thermique, directement avant et/ou pendant l'étape (c), du dioxyde de carbone étant additionné à la phase inférieure (U1), au raffinat (R1) ou au raffinat (R2), et/ou directement avant et/ou pendant l'étape (e), du dioxyde de carbone étant additionné au mélange de résidus de distillation (S1) ou à la phase inférieure (U2).
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