Brevet FR2007717A1 — publié le 19700109

L'invention concerne un procédé pour la séparation en continu de dispersions. L'expression dispersions comprend ici aussi bien des émulsions, c'est à dire le mélange d'un liquide sous la forme de gouttelettes fines dans un autre liquide, que les suspensions c'est à dire le mélange d'un corps solide sous forme de particules fines dans un liquide. En technique on est en présence de dispersions les plus diverses dans lesquelles il est nécessaire de procéder par séparation pour amener vers l'étape supérieure un ou plusieurs des composants de la dispersion. L'invention a pour but de réaliser un procédé à l'aide duquel on peut réaliser rapidement et économiquement la séparation de dispersions en ses composants. L'invention est caractérisée par ce qu'on créé dans la dispersion des bulles de gaz et des particules très fines d'hydroxyde métallique, simultanément, par voie électrolytique à l'aide d'électrodes en métal non précieux. Suivant un mode d'application du procédé on utilise pour le fonctionnement en courant continu, comme matériau pour les anodes, de l'aluminium, du fer, du magnésium, ou du zinc et comme matériau pour les cathodes de l'aluminiumvdu fer ou'des aciers spéciaux. Un métal non précieux réagit lors de la mise sous tension avec la phase aqueuse de la dispersion et se consomme. On aide à la réalisation de cette séparation de la dispersion par la formation d'un hydroxyde métallique solide, qui constitue une suspension en particules très fines. Le procédé permet aussi l'utilisation de courant alternatif. On utilise alors comme matériau pour les anodes et les cathodes, de façon avantageuse, l'aluminium. Pour certains métaux et en particulier le fer, l'hydro- xyde qui se forme, se fixe et se développe dans certains cas jusqu'à former une couche épaisse. Ces effets défavorables peuvent autre évités par le fait que les électrodes sont constamment déplacées lorsqu'elles sont en fonctionnement. Il est ainsi également possible de libérer les surfaces supérieures des électrodes, au cours du fonctionnement, par un raclage mécanique de l'hydroxyde. La vitesse avec laquelle l'hydroxyde constituant la suspension se sépare de la matière de l'électrode, est fonction de la charge spécifique et de la matière des électrodes, alors que la création de bulles gazeuses ne dépend que de la charge spécifique en courant. lilisi on peut régler la vitesse avec laquelle se forme l'hydroxyde2 par le choix de la matière de l'électrode. Le choix de la matière s'effectue en fonction de la position qu'occupe la matière correapondant dans la classification par tension électochimique. Il est possible de réunir les électrodes en paquets, constitués par des bandes de tole verticales. Les électrodes sont montées au voisinage du fond de la chambre dans laquelle on réalise le procédé ; elles occupent si possible l'ensemble de la section de la chambre. l'hydroxyde ne possbde qu'une flottabilité limitée. Afin d'éviter qu'en cours de fonctionnement l'hydroxyde ne descende au fond, on recouvre conformément à l'invention la dispersion à traiter d'une couche de pétrole, d'un condensat de gaz naturel ou d'un hydrocarbure liquide. L'hydroxyde se rassemble à la séparation entre le liquide à traiter et la couche d'hydrocarbure, sous la forme d'une couche intermédiaire en forme de membrane, sous laquelle on emmagasine du gaz libre. Ce gaz se nettoie et constitue des bulles toujours plus grandes, qui traversent la couche d'hydroxyde par suite de leur force ascensionnelle. De cette façon, la bulle de gaz s'entoure d'hydroxyde et ces bulles consti tuéee de cette façon, s'élèvent pour ressortir par la face supérieure de la couche d'hydrocarbure.A cet endroit elle constitue une mousse stable, que l'on élimine par des moyens connus, ou qui est évacuée avec l'hydrocarbure constituant le liquide capteur. La couche d'hydrocarbure remplit ainsi le r#le d'une couche de capteur. L'hydroxyde qui a ainsi une fois pénétré dans la couche, ne peut pas retomber dans le liquide de traitement. La couche intermédiaire qui a été traversée par les bulles d'hydroxyde montantes, est refermée par l'hydroxyde qui suit passant en continu, si bien que l'opération de la séparation de l'hydroxyde s'effectue en continu. Conformément à l'invention, la séparation de dispersion est accélérée si les bulles de gaz sont formées sur la surface supérieure d'électrodes en matière poreuse, telle qu'un métal fritté. Il est ainsi avantageux d'utiliser un corps en titane fritté, qui est recouvert de fer, et comme cathode, un corps en acier fritté qui est recouvert à sa surface supérieure d'aluminium. Les corps frittés peuvent titre utilisés simultanément comme filtres, au travers desquels on évacue le liquide purifié. La zone de pH dans laquelle on réalise le procédé dépend du matériau, constituant les électrodes. Ainsi la valeur du pH est située entre 7 et 9 pour des électrodes en aluminium et entre 7 et 14 pour des électrodes en fer. De façon on obtient les meilleurs résultats avec un pH de l'ordre de 7,5. L'invention s'étend également à une installation pour l'application du procédé. ci-dessus ou similaire. Un exemple d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé a été représenté schématiquement dans la figure. L'installation est constituée d'un récipient de traitement 1 muni de trois chambres de séparation 2 disposées l'une à la suite de l'autre, ainsi que d'une chambre collectrice 3 ou chambre d'alimentation pour le liquide capteur ainsi qu'une chambre 4 pour recevoir le produit séparé. Les chambres de séparation comportent une hauteur relativement grande par rapport à leur surface de base. A proximité du fond de chaque chambre de séparation se trouvent des électrodes 5. Des raclettes 10 entrainées par un moteur raclent les particules en suspension qui se forment lors du fonctionnement des électrodes. Il est prévu une électrode filtrante 6 à la sortie de la chambre de séparation se trouvant dans l'extrémité droite du dessin. Entre les chambres de séparation sont prévus des déversoirs de surface 7. La dispersion à traiter est envoyée par une pompe 8 au travers du déversoir 9 dans la chambre de séparation 2 se trouvant dans la partie la pluciLg;uxohe de la figure. Cette dispersion traverse cette chambre ainsi que les suivantes, par courant forcé, de la partie supérieure vers la partie inférieure de la chambre, car la dispersion arrive chaque fois dans les chambres suivantes par l'intermédiaire d'un déversoir 7. La dispersion séparée, et les dispersions produites par les électrodes se rassemblent comme produits séparés 11 sur un facteur 12 ayant la forme d'une couche continue, constituée par du pétrole ou tout autre hydrocarbure liquide approprié. Le liquide capteur est maintenu en circulation grace à une pompe 13 et d'un distributeur 14. En fonctionnement, le liquide capteur s'écoule ainsi continuellement de la chambre de séparation se trouvant à l'extrémité droite des dessins, vers la gauche. Le produit séparé, qui passe au travers de la couche de capteur arrive ainsi vers un déversoir 15. Si cela est nécessaire le produit séparé est poussé par une aube 16 sur un déversoir 17 mlemi d'ouvertures. Le produit séparé arrive ainsi dans la chambre 4 alors que le liquide capteur s'écoule dans la chambre 3.L'inclinaison du déversoir 17 est de l'ordre de 20 à SOC par rapport à 11horizontale suivant le type et la quantité de produits séparés. Pour des dispersfons comportant une grande partie de corps troubles il est avantageux de monter dans la première chambre de séparation des électrodes en métal précieux ou des électrodes au travers desquelles on envoie un gaz auxiliaire dans le liquide à traiter. La limite de la couche 18 entre la dispersion et le liquide capteur 12 adpte un profil en escalier, dans le fluide capteur, par suite de la pente de l'écoulement et de chambre à chambre et de l'écoulement. Un régulateur de couches séparatrices 19 situé dans la chambre se trouvant à 1' extrémité gauche, permet d'optez que le liquide capteur ait au moins une épaisseur minimale. Le produit séparé est extrait de temps en temps par une pompe 20 et est par exemple amené à un four de combustion d'huile usagée pour u autre brald. Lors du fonctionnement en courant continu on alimente les électrodes 5 au travers d'un redresseur 21. Les intensités aux diverses électrodes sont réglées à l'aide de transducteurs 22. Si la dispersion doit titre conditionnée entre deux étapes de traitement, par exemple si on veut établir un certain pH on ne laisse pas s'écouler cette dispersion directement à travers le déversoir 7 dans la chambre de séparation suivante, mais on I' am#ne - par un chemin 23 dans le quel l'agent de conditionnement est mélangé à la dispersion. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E#V E N I > I C A T I O N S 10 - Procédé pour la séparation en continu de dispersions, caractérisé par ce qu'on créé dans la dispersion des bulles de gaz et des particules très fines d'hydroxyde métallique, simultanément, par voie électrolytique à l'aide d'électrodes en métal non précieux, procédé rapide et économique. 20 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par ce qu'on utilise pour le- fonctionnement en courant continu, comme matériau pour les anodes, de l'aluminium, du fers du magnésium, ou du zinc et comme matériau pour les cathodes de l'alam minium du fer ou des aciers spéciaux. 30 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par ce que, en fonctionnement en courant alternatif, on utilise comme matériau pour les anodes et les cathodes de l'aluminium. 40 - Procédé selon les revendications I à 3 caractérisé par ce quton déplace continuellement les électrodes pour aider à l'snlèvement de l'hydroxyde créé en cours de fonctionnement. 50 - Procédé selon les revendications 1 à 3 earac- térisé par ce que la surface supérieure des électrodes, est libérée en fonctionnement, constamment par le raclage mécanique de 1 'hydroxyde. 60 - Procédé selon les revendications 1 à 5 caractérisé par ce qu'on recouvre les dispersions à traiter d'une couche de pétrole d'un condensat de gaz naturel, ou d'un hydrocarbure liquide. 70 - Procédé selon les revendications 1 à 6, earacv térisé par ce qu'on utilise des électrodes en matière poreuse telle que du métal fritté. 80 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé par ce qu'on utilise comme anode un corps en titane fritté, qui est rev#tu superficiellement de fer, et comme cathode un corps d'acier fritté qui est revêtu sur sa surface extérieure d'aluminium. 90 - Procédé selon les revendications 7 et 8, caractérisé par ce qu'on utilise, comme filtres, des corps frittés, au travers desquels on élimine le liquide pur. 100 - Installation pour l'application du procédé ci-dessus ou similaire.