Brevet FR2006968A1 — publié le 19700102

L'invention s'applique au cas où une lessive caustique salée, obtenue dans une cellule à diaphragme pour l'électrolyse d'une saumure de chlorure de sodium, constitue la seule source de sel dans la soudière ; elle s'applique également aux cas où la soudière utilise une telle lessive caustique salée conjointement avec une saumure normale, dQment épurée. On sait que les lessives caustiques salées produites dans les cellules d'électrolyse à diaphragme peuvent être utilisées en soudière comme source partielle ou comme source unique de chlorure de sodium. Dans le brevet français 1 364 282 du 14.6.1963, la demanderesse a décrit un procédé de fabrication de carbonate de sodium dans une soudière à l'ammoniaque dans laquelle le chlorure de sodium traité provient partiellement d'une saumure épurée et partiellement d'une lessive caustique salée telle qu'elle sort des cellules d'électrolyse à diaphragme, ladite lessive pouvant être précarbonatée au moyen de gaz résiduaires de la soudière contenant de l'anhydride carbonique. Dans ce procédé, la récupération de l'ammoniac à partir-du liquide des filtres est réalisée comme d'habitude par distillation à la chaux. Dans le brevet français 1 514 501 du l.3.l96, la demanderesse a décrit un autre cycle de fabrication de carbonate de sodium dans une soudière à l'ammoniaque utilisant des lessives caustiques salées obtenues dans des cellules d'électrolyse à diaphragme. Suivant ce brevet, la lessive caustique salée est partagée en deux fractions dont l'une subit une précarbonatation au moyen d'un gaz contenant de l'anhydride carbonique puis est employée dans une soudière, comme source unique de chlorure de sodium, au stade d'absorption de l'ammoniac précedant le stade de carbonatation, l'autre fraction de la lessive caustique salée étant utilisée au lieu de chaux pour la récupération de l'ammoniac à partir du liquide des filtres (distillation). La figure 1 en annexe illustre d'une manière simplifiée une forme de réalisation des secteurs d'absorption et de distillation de l'anreGniac dans les soudières. Dans ce schéma, 1 représente ltabsor- beur ou appareil d'ammoniation, 2 un réfrigérant ou échangeur gaz-eau pour le refroidissement du gaz introduit à l'absorbeur, 3 un réchauffeur-condenseur où le liquide introduit est chauffé et où le titre en anhydride carbonique est abaissé, 4 un réchauffeur et 5 un distilleur. Dans ce schéma, les liaisons, introductions et sorties représentées par une ligne continue se rapportent à des liquides, tandis que les lignes discontinues se rapportent à des gaz.En 6 et en 7 on introduit dans l'absorbeur la saumure épurée et/ou la lessive caustique salée préalablement carbonatée. En B on évacue le liquide de l'absorbeur vers les colonnes de carbonatation 9 et 10 indiquent les points d'entrée et de sortie de l'eau dans le refrigérant, 11 l'introduction du liquide des filtres et 12 la réunion de l'anhydride carbonique désorbé du liquide du réchauffeur-concle > seur aux gaz introduits au réfrigérant. 15 est l'évacuation vers les digues du résidu de la distillation. 16 représente l'introduction de chaux et 17 l'entrée de vapeur au distilleur.En 18 les gaz sortant du distilleur comprennent principalement de l'ammoniac et de la vapeur, en 19 de l'ammoniac, de l'anhydride carbonique et de la vapeur, en 20 et en 21 de l'ammoniac, de l'anhydride carbonique et une partie de la vapeur (l'autre partie ayant été arrêtée aux appareils 2 et 3). L'utilisation de lessive caustique salée précarbonatée ou non précarbonatée, en mélange ou non avec de la saumure épurée, dans le stade d'ammoniation des soudières, conduit à des teneurs fort élevées en ta alcalin et en C03 des liquides sortant de l'absorbeur, et ces teneurs peuvent provoquer des précipitations dans la zone d'absorption de l'ammoniac. Dans le brevet français 1 514 501 du 1.3.1967 précité, la demanderesse avait signalé que de telles précipitations peuvent être évitées en recyclant à l'absorbeur une portion du liquide des filtres, dont la température est très voisine de celle régnant en haut de l'absorbeur.Comme le liquide des filtres ontient du Na alcalin "négatif" sous forme de chlorure d'ammoniwn, son emploi en navette présente en outre l'avantage de ne nécessiter qu'un débit de navette relativement faible, de l'ordre de 15 à 20 % en poids du liquide des filtres. Néanmoins, ce procédé n'apporte qu'une solution partielle car il ne résout le problème causé par la teneur élevée en COg des liquides sortant de l'absorbeur que dans certaines limites des proportions relatives de saumure épurée et de lessive caustique salée précarbonatée mises en oeuvre.On peut remédier à cet inconvénient en réalisant ladite navette de liquide des filtres et en envoyant directement aux colonnes de carbonatation l'anhydride carbonique désorbé du liquide dans le réchauffeur-condenseur, au lieu d'introduire ce gaz dans le courant gazeux dirigé vers le réfrigerant. Cette modification du circuit gazeux est déjà réalisée dans de nombreuses soubières et son association à un recyclage à l'absorbeur d'une partie du liquide des filtres permet d'éviter très efficacement les précipitations dans l'absorbeur dans les cas où les liquides sortant de cet appareil ont des teneurs intermédiaires en Na alcalin et en C02 ; elle peut même permettre d'utiliser la technique du recyclage de liquide des filtres à l'absorbeur dans les cas où les teneurs en Na alcalin et en C02 sont très élevées, si les conditions de l'exploi- tation autorisent une certaine sursaturation. La figure 2 en annexe représente cette solution ; dans cette figure, les chiffres ont la même signification que dans la figure 1, 22 indiquant en outre la navette du liquide des filtres et 23 l'envoi direct vers les colonnes de carbonatation de l'anhydride carbonique désorbé du liquide au réchauffeur-condenseur 3. La demanderesse propose à présent une solution plus sarde au point de vue des risques de précipitation, solution qui consiste à appliquer la modification du circuit gazeux indiquée ci-dessus et à l'associer à l'envoi dans l'appareil d'ammoniation d'une navette de liquide recyclé plus pauvre en C07 que le liquide des filtres, mais également pauvre en Na alcalin. La présente invention concerne donc un procédé pour éviter les précipitations dans les appareils d'ammoniation des soudières utilisant des lessives caustiques salées caractérisé en ce qu'on recycle à l'appareil d'ammoniation une portion du liquide sortant du réchauffeur-condenseur faisant partie des appareils de traitement du liquide des filtres et en ce qu'on envoie directement aux colonnes de carbonatation l'anhydride carbonique désorbé du liquide dans ce même réchauffeur-condenseur. L'importance de la navette à réaliser dépend de plusieurs facteurs dont les principaux sont le rapport des débits de lessive caustique salée précarbonatée ou non précarbonatée et de saumure épurée introduites dans l'appareil d'ammoniation, et également les sursaturations admises. La demanderesse a constaté que la portion de liquide sortant du réchauffeur-condenseur qui est recyclée à l'appareil d'ammoniation représente au maximum 30 % du poids total de saumure épurée et de lessive caustique salée précarbonatée ou non précarbonatée introduit dans l'appareil d'ammoniation. Comme la température du liquide à la sortie du réchauffeurcondenseur (par exemple 50-700C) est plus élevée que celle du haut de l'appareil d'ammoniation (par exemple 400 C), il est utile que le liquide sortant du réchauffeur-condenseur soit refroidi avant d'être recyclé dans l'appareil d'ammoniation. La figure 3 en annexe donne le schéma de la solution proposée par la présente invention. Dans cette figure, les chiffres ont la même signification que dans les figures 1 et 2, mais 24 représente en outre la navette du liquide sortant du réchauffeur-condenseur et dirigé vers l'absorbeur, tandis que 25 indique un réfrigérant. L'invention est expliquée à l'exemple suivant. Celui-ci est donné à titre illustratif, mais ne limite en rien la portée de l'invention. Exemple On utilise une lessive caustique salée contenant, par m3, 124 Kg de NaOH et 182 Kg de NaCl, ce qui correspond à un taux de 50 ffi pour la décomposition du NaCl à l'électrolyse en cellule à diaphragme. On admet que le rendement d'utilisation en soudière du NaCl contenu dans la lessive caustique salée est de 57 %, et que le NaOH de ladite lessive est transformé à 100 % en NaHCO3. Cette lessive caustique salée est entièrement monocarbonatée, puis elle est introduite dans l'absorbeur. On introduit aussi dans l'absorbeur de la saumure épurée titrant 304 Kg NaCl/m3. Ce NaCi a un rendement d'utilisation estimé à 74 %. Les débits de lessive caustique salée précarbonatée et de saUmu- re épurée sont dans le rapport volumétrique de 2/1. On trouve dans ces conditions, en n'admettant aucune sursaturation en Na alcalin ni en C02, qu'il faut,pour éviter les précipitations, une navette de liquide sortant du réchauffeur-condenseur, et allant vers l'absorbeur, représentant environ 23 % du ddbit total de saumure épurée et de lessive caustique salée précarbonatée. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour éviter les précipitations dans les appareils d'ammoniation des soudières utilisant des lessives caustiques salées, caractérisé en ce qu'on recycle à l'appareil d'ammoniation une portion du liquide sortant du réchauffeur-condenseur faisant partie des appareils de traitement du liquide des filtres et en ce qu'on envoie directement aux colonnes de carbonatation l'anhydride carbonique désorbé du liquide dans ce même réchauffeur-condenseur. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de liquide sortant du réchauffeur-condenseur qui est recyclée à l'appareil d'ammoniation représente au maximum 30 ffi du poids total de saumure épurée et de lessive caustique salée précarbonatée ou non précarbonatée introduit dans l'appareil d'ammoniation. 3 - Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide sortant du réchauffeur-condenseur est refroidi avant d'être recyclé dans l'appareil d'ammoniation.