Brevet FR2002749A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne un procédé amélioré, et une composition pour le traitement de l'eau. . Dans le traitement des eaux de mer qui sont évaporées, par exemple dans des évaporateurs tubulaires chauffés à la vapeur, les 5 composés du calcium et du magnésium présents dans l'eau de mer se déposent dans les tubes sous forme de boue ou de tartre lorsque l'eau est évaporée. La formation des tartres ou des boues dans les tubes réduit la vitesse de transfert de la chaleur de la vapeur à l'eau qui est chauffée et tend aussi à boucher les tubes et à 10 empêcher ainsi l'écoulement libre de l'eau à travers ceux-ci. Il est par suite habituel d'ajouter des agents à l'eau, à évaporer pour essayer d'empêcher la formation des dépôts dans les évaporateurs. Un tel agent, largement utilisé, comprend un phosphate condensé, un sel sulfonate de lignine et un agent anti-moussant. Le sel sul-15 fonate de lignine préconisé pour l'utilisation dans une telle composition peut être le résidu brut obtenu à partir du lessivage au sulfite du bois dans une usine de pâte de bois. Les sulfonates de lignine bruts utilisés dans de telles compositions contiennent de 40 à 50% de sulfonate de lignine et une proportion importante d'im-20 puretés organiques, y compris du sucre. Les sulfonates de lignine, disponibles dans le commerce, qui ont été utilisés dans ces compositions contiennent environ 27$ de sucre, principalement du glucose, de l'arabinose, du zylose, du mannose et du galactose, calculés à partir de son pouvoir de réduction , en $ de glucose, par 25 rapport au poids total de sulfonate brut. On a maintenant trouvé qu'en utilisant un sulfonate de lignine, ayant une teneur en sucre réduite, par exemple qui contient environ 12$ de sucre, conjointement avec un inhibiteur de tartre qui comprend un phosphate condensé, la composition est beauc.oup plus effi-30 cace, pour empêcher la formation des dépôts dans les évaporateurs d'eau de mer, qu'une composition contenant tua sulfonate de lignine ayant une teneur en sucre normale et plus élevée. En conséquence, l'invention concerne -une composition destinée à être utilisée comme inhibiteur de tartre qui comprend un phos-35 phate condensé et un sel sulfonate de lignine contenant de 2 à 20$ de sucre, en poids, par rapport au poids total de sulfonate de lignine brut. Sous un autre aspect, l'invention a pour objet un procédé pour empêcher la formation des dépôts durant l'évaporation de l'eau de 40 mer, qui consiste à incorporer dans l'eau une composition suivant ,69 04539 2 2002749 l'invention. .. .• Les phosphates condensés en cause sont des sels d'ammonium ou de métal alcalin de phosphates déshydratés dans la molécule, qui ont des valeurs MgO/PgO^ de 1,7/1 à-0,9/1» spécialement des 5 tripolyphosphates cristallins ayant un rapport.MgO/P^P^ sensiblement égal 1,66/1. Il est préférable d'utiliser les sels de sodium. Les sulfonates de lignine.destinés à être utilisés dans les compositions selon l'invention sont ceux qui ont une teneur faible en sucre, comparée à celle des sulfonates de lignine bruts nor-1Q maux disponibles dans le commerce. On a.trouvé qu'une teneur en sucre inférieure à 18$, de préférence inférieure à 16$, le plus convenablement de 8 à 14$ (par exemple 12$) en poids par rapport au sulfonate de lignine,, est souhaitable dans les compositions selon l'invention. On a trouvé qu'une .nouvelle diminution de la te-15 neur en sucre, par exemple de 2 à 4$» n'apporte pas d'amélioration appréciable dans les propriétés inhibitrices. de dépôt des compositions selon l'invention. La teneur en sucre du sulfonate de lignine utilisé est déterminée par des considérations commerciales, puisque, tandis qu'il est techniquement avantageux d,utiliser un 20 sulfonate de lignine avec une teneur en sacre réduite à environ 12$, le prix d'un tel sulfonate de lignine augmente quand la teneur en sucre décroît. Les sulfonates de lignine sont normalement utilisés sous la forme de leurs sels de calcium, mais on peut aussi utiliser, si on 25 le désire, d'autres sels ou mélanges de sel. Les sulfonates de lignine utilisés peuvent contenir de petites quantités d'impuretés, les plus couramment trouvées étant des composés du magnésium, des composés du fer et de la cendre. .- Les sulfonates de lignine à faible teneur en sucre destinés 50 à être utilisés dans les compositions selon l'invention peuvent être préparés de n'importe quelle façon convenable. Un moyen particulièrement approprié est de faire fermenter le sucre présent dans un échantillon disponible dans le commerce. Une telle fermentation est avantageusement réalisée en ajoutant une culture de le-35 vure de bière à l'échantillon et en .soumettant à l'incubation l'échantillon traité .en utilisant une technique de fermentation classique jusqu'à une durée telle que la teneur en sucre soit réduite à la valeur désirée* Le polyphosphate et les sulfonates de lignine sont présents 40 dans les compositions selon l'invention dans un rapport de poids 69 04539 3 2002749 polyph.osphate/sulfonate de lignine "brut compris entre environ 0,5/1 et environ 4/1. On préfère normalement utiliser un rapport polyphosphate/sulfonate de lignine d'environ 1,5/1 en poids. Cependant ce rapport peut varier dans une certaine limite qui dépend 5 du polyphosphate utilisé et de la source du sulfonate de lignine utilisé. Une détermination du rapport convenable dans chaque circonstance particulière peut être trouvée par de simples expériences. Il est souvent désiré d'introduire des agents anti-moussants 10 dans les compositions selon l'invention pour réduire la formation de mousse. On a aussi trouvé que l'introduction d'agents anti-moussant s conduit, d'une manière inattendue, à améliorer l'efficacité des compositions selon l'invention. De tels agents anti-moussants comprennent des silicones, comme 15 le diméthyl poly siloxane, des éthers et esters so lubie s dans l'eau de polyalcoylène glycols comme les esters.lauriqu.es et monoricino-léiques de polyéthylène glycols. Un tel composé qui est utilisé est l'ester monooléique d'un polyéthylène glycol ayant une masse moléculaire d'environ 400. De tels agents anti-moussants à base 20 d'ester de glycol peuvent convenablement être présents à raison de 1 à 5# en poids de la composition totale et sont de préférence présents à raison de 2 à 4$ en poids de la composition. Si l'on utilise un éther de polyalcoylène gLycol, on a alors trouvé qu'il en faut de plus grandes quantités, c'est-à-dire des quantités de 3 à 25 10 fois plus grandes que celles d'un ester selon les conditions, mais qu'ils ont moins tendance à se décomposer que les esters. Une composition qu'on a trouvé être particulièrement intéressante est celle qui contient 58$ de tripolyphosphate de sodium, 39% de sulfonate calcique de lignine, ayant une teneur en sucre de 30 12$ par rapport au poids d'un mélange de sulfonate de lignine et de sucre, et 3# d'un ester monooléique d'un polyéthylène glycol ayant une masse moléculaire de 400. En général, on notera qu'il est préférable d'ajouter ou de maintenir la composition dans l'eau de mer dans des proportions 35 permettant de donner une concentration de ladite composition de 3 à 50 parties par million, par exemple 10 ppm. A bord, l'utilisation d'un évaporateur à eau de mer est effectuées à environ 67# "d'évacuation", c'est-à-dire que pour trois tonnes d'eau de mer qui passent à travers l'évaporateur, une tonne 40 est évaporée et deux tonnes sont éliminées sous forme de résidu. 69 04539 4 2002749 Dans ces conditons, l'addition de la composition de traitement selon l'invention avec des quantités aussi faibles que cinq parties par million a une influence importante. Dans certains cas, on peut juger désirable d'opérer avec une 5 évacuation moindre; on doit alors augmenter les concentrations. Pour une évacuation de 50#, on. a trouvé qu'une concentration de 15 parties par million est désirable et pour une évacuation de 25# la concentration peut être aussi élevée que 30 parties par million. Il est clair cependant que la marge économique est très petite et 10 que le prix global du composé utilisé est un facteur matériel dans la détermination des conditions opératoires. Bien que l'utilisation de la composition de l'invention soit décrite seulement par rapport à l'évaporation de l'eau de mer, on peut aussi l'utiliser dans les procédés dans lesquels on récupère 15 de l'eau potable par évaporation à partir d'autres sources comme des lacs salés et quelques forages artésiens. De telles eaux qui sont rendues potables par distillation sont appelées "eaux non mobiles". 20 objet un procédé pour rendre potable de l'eau non potable par addition à celle-ci de 3 à 50 parties par million de la composition de l'invention et en soumettant ensuite l'eau à une opération de distillation pour évaporer et recondenser au moins une partie de celle-ci. 25 L'utilisation des compositions de l'invention est illustrée par les exemples suivants : De l'eau de mer est introduite dans un évaporateur qui fonctionne de façon à distiller un tiers de l'eau introduite en vue de la condensation et à rejeter le reste. Dans l'alimentation, on in-30 troduit 5 ppm. d'un mélange de 60# en poids de tripolyphosphate de sodium et de 40# de sulfonate de lignine. On réalise trois essais en utilisant un sulfonate de lignine ayant des teneurs en sucre de 27,12 et 4# en poids de sulfonate de lignine brut. On trouve qu'après chaque essai, le rapport en poids de tartre dans l'évaporation 35 est le suivant : Teneur en sucre du sulfonate Tartre dans l'évaporation en de lignine ( # en poids) parties en poids En conséquence, d'un autre point de vue, l'invention a pour 27 12 4 1-1 y2 0,63 0,69 69 04539 5 2002749 REYEHBICAII .0 N S 1. Une composition destinée à être utilisée pour empêcher la formation de tartre et comprenant un phosphate condensé et un sel sulfonate de lignine qui contient de 2 à 20# en poids de su- 5 cres, par rapport au poids de sulfonate de lignine brut. 2. Une composition selon la revendication 1, dans laquelle le sel sulfonate de lignine contient moins de 16# en poids de sucres, par rapport au poids de sulfonate de lignine brut. 3. Une composition selon, l'une des revendications 1 et 2 10 dans laquelle le sel sulfonate de lignine contient au moins 456 en poids de sucres. 4. Une composition selon, l'une des revendications 2 et 3 dans laquelle le sel sulfonate de lignine contient de 8 à 14# en poids de sucre par rapport au poids de sulfonate de lignine brut. 15 5. Une composition selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle le phosphate condensé est un phosphate de métal alcalin ayant tua rapport MgO/PgO^ compris entre 1,7/1 et 0,9/1. 6. Une composition selon la revendication 5 dans laquelle le phosphate condensé est du tripolyphosphate de sodium. 20 7* Une composition selon l'une des revendications 1 à 6 qui contient aussi un agent anti-moussant. 8. Une composition selon, la revendication 7 dans laquelle l'agent anti-moussant est un ester ou un éther d'un polyalcoylène gLycol. 25 9. Un procédé pour distiller de l'eau non potable et pour la rendre potable caractérisé en ce qu'on ajoute à l'eau une composition telle qu'elle est revendiquée dans l'une des revendications 1 à 8 à raison de 3 à 50 parties par million puisqu'on la soumet à une opération de distillation pour évaporer et reconden- 30 ser au moins une partie de celle-ci. 10. L'eau obtenue par le procédé selon la revendication 9.