Brevet FR2018315A1 — publié le 19700529

Cette invention concerne un procédé emloyent un épurateur à te on ti-e-courant continu solide-liquide, en vue de la séparation, sous une for,-e très pure, d'au moins un constituant d'un mélange complexe. A cet égard, on sait que, ci des points d'ébullitien voisins, ou l'ine 5 stabilité thermique de produits associés rendent très difficilé la séparation da ces derniers par distillation, il peut ?tre préférable d *c? voir recours aux procédés de cristallisation si les points de fusion de ces produits cont suffisamment espacés pour offrir un avantage. Une technologie élaborés a été aise au point avec une combinaison de 10 cristallisoiÉews et 6.Tépurateurs, et avec l,a-1ditio& facultative de .solvants, pour réussir des séparations de cette façon. On a eu reçoura à des tarais or écrans, à des pistons poreux, à l'action puisée, à toute u-ne gamme de systèmes d*acheminement des cristaux et- du liquide. Des progrès significatifs ont été réalisés par cette technologie. La divulga-15 initiale est celle de P.H. Arnold (Brevet américain 2.5^C«977j du 6 février 1951 ), suivie par des articles de revues tels que ceux de i-*clïay, D.L. et Gourd, Ko ".if. (Chemical Enrineering Progress, vol«61, n° 11, pp.99 à 1tA, 19^5); - KcKay, D.L», Dale, G.H. et Tobler, D.Co (Chemical Engineering Progress, vol.,62, nc 11, pp.10^-112, 1966)j - et de Player, 20 (Industrial & Engineering Chemistry, Process, Design and Development, vol.8, n° 2, avril 19595» Les spécialistes savent cependant que l'obtention d'Un produit pur à 99% • * est, le plus souvent, relativement siraple si on la compare à la compétence et à la peine que requiert l'obtention d'une pureté à 99%99% en exploi-25 tation commerciale sur des quantités rentables. Certes, dans la littérature intéressée, il y a un certain nombre de rapports montrant que l'escalade est loin d*itre aisée, du laboratoire aux installations-pilotes, et, Jusqu*ici, certains problèmes se sont révélés insurmontables® La présente invention offre un premier avantage; c*est qu,elle permet la 30 mise sur pied d'une exploitation économique fournissant des puretés qui dépassent 99t99%- Autre avantage de 1'inventionî elle fonctionne avec un haut rendement thermique et thermodynamique, nonobstant le fait que l'équipement est de construction relativement simple. On estime que cette haute pureté et ce 35 haut rendement proviennent des nouvelles caractéristiques du procédé, qie reflète le dessin de lfappareillage, lequel s'écarte nettement de ceux 1 BAD original té 31417 '! A 0 i.5.~XOK =11. "P Xi'irvsïitloa. c, encore «a autre avcr-tage: 1-; der*si 3 la j'.-asx^re acheminée, ou bien l'incorporation relativement sx'.r.ola as s8r.es À'absorption, de la surtension. Des changements importants requièrent use -odiflcatioa du dessin, ou un repositionnement de 15 l'équipage, lequel, toutefois, n'implique pas uns reconstruction esjeu~ re, corne on 1-5 constatera plus loin,, au cours de la discussion des forces constructxves>• susceptibles d*ttre employées conformément à l'inven^ tion. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'elle permet une Ï0 séparation complète de la matière â traiter, dans les limites fixées par les eutactiques, en une chasbre continue,totalement étanche, de l'appareil. Ceci est d'une importance extrtrae en présence de substances dangereuses ou toxiques, ou si l'on désire un travail -sous pression» Bien que cette invention soit décrite en principe pour la séparation de 25 mélanges de produits organiques, il est évident qu'elle peut Stre adaptée à des solutions ou la phase liquide d'équilibre discutée est remplacée par une solution saturée, terme qui peut désigner une solution a-queuse d'un sel inorganique pratiquement infusible. La présente invention offre un procédé de séparation, sous une forme 30 vraiment pure, d'au rsoins un constituant d'un mélange complexe, où ce Eélaçge est acheminé dans un épurateur â contre-courant continu solide-» liquide,comprenant une section d'épuration, une section d'affinage et uns section de récupération des cristaux en formation, en série à la l'onction (ou tout près) de la section de récupération et de la section 3 d'affinage, et caractérisé par: - le maintien d'un gradient drci-oissaat continu de lu température (en 4-*t- .-«t,? BAD ORIGINAL 69 31417 3 2018315 prolongement d'un gradient thermique dans la section d'épuration) depuis la jonction de la section d*affinage avec la section d'épuration, jusqu'à l'extrémité de la section de récupération éloignée de la sectiai d'épuration, par une soustraction thermique opérée sur toute la longueur 5 desdites sections d'affinage et de récupération} le maintien d'une vitesse de la phase liquide, en un point quelconque dans le sens opposé à celui de l'acheminement des cristaux, vitesse supérieure à la vitesse du contre-mélange du liquide au même point, sous l'influence de l'agitation, de l'acheminement des cristaux et de l'insta 10 bilité de la coçvectionj le chauffage, si c'est nécessaire pour prévenir la formation de cris», taux sur les surfaces non balayées, par un apport thermique positif fai-ble, mais suffisant; le fonctionnement adiabatique de la section d'épuration en reflux, 15 modifié seulement par un faible apport de chaleur sur toute sa longueur, de façon à au moins maintenir la température de la paroi et des agitateurs jusqte au-dessus du point de cristallisation du liquide immédiatement voisin; et le lent acheminement des cristaux, de la section de récupération, 20 où ils se forment, à travers la section d'affinage, jusqu'à la section 1 d'épuration, afin de maximaliser le contact équilibrant avec le contre-courant liquide, et de créer le taux de croissance requis des cristaux; on obtient ainsi la grosseur et la pureté recherchées des cristaux a-cheminés finalement dans la section d'épuration. 25 L'agencement en série d'une --section d'épuration, une section d'affinage et une section de récupération où se forment les cristaux, avec un point d'amenée à la jonction (ou tout près) des sections d'affinage et de récupération, une sortie du produit pur à l'extrémité de la section d'épuration éloignée de ce point d'amenée, une une seconde sortie - du produit 30 ou de la liqueur-mère - à l'extrémité de la section de récupération é-loignée dudit point d'amenée, représente une réalisation du type "à alimentation par le centre" de la colonne de cristallisation discutée en technique antérieure déjà évoquée. Sa structure et son fonctionnement offrent de nettes différences par rapport à la colonne de cristallisa-35 tion "alimentée en bout", qiii présente une section de formation des cristaux et une section d'épuration fonctionnant sans les limitations et les rigueurs du procSdé selon l'invention. Il fsut noter, en particulier, BA&ORKtNAt, 69 31417 2018315 que lés colonnes alimentées en bout discutées dans la technique antérieure emploient des refroidisseurs plats pour alimenter la section d'épuration; ces refroidisseurs ont une circulation de réfrigérant prévue de manière à ce qu'il y ait un gradient thermique positif depuis la jonc-5 tion du refroidisseur et. de la section d'épuration, jusqu'au point d'à— menée éloigné de celle-ci, c'est-à-dire que la colonne "alimentée en bout" travaille avec une alimentation à basse température, vers la section d'affinage» Un élément absolument essentiel de la présente invention, c'est que son 10 procédé fonctionne avec- un gradient thermique négatif continu (pas forcément linéaire) depuis la jonction de la section d'affinage et de la section d'épuration, jusqu'au point d'amenée, et continuant, à partir de ce point, sur toute la longueur de la section de récupération, jusqu'au point de décharge liquide à l'extrémité de la section de récupérais tion éloignée de la section d'épuration. En d'autres termes, 1'épurateur à contre-courant selon l'invention travaille sur une alimentation dont la température est pratiquement identique à celle qui règne dans l'appa*» reil à l'entrée voisine de la jonction des sections d'affinage et de récupération, température qui est intermédiaire entre celle de la décharge 20 à basse températire de l'extrémité des sections de récupération, et la température maximum dans la section d'affinage où pénètre le reflux en provenance de la section d*épuration® On doit aussi comprendre que ce gradient thermique négatif sur toute la. longueur des sections d'affinage et de récupération, lorsqu'il est asso— 25 cié au lent acheminement des cristaux et au contact maximisé d'équilibrage exigé par les autres éléments inventifs essentiels^ signifie que les cristaux acheminés à travers les sections précitées traversent successivement une série de phases d'équilibre caractérisées par une température croissante. Par conséquent, la longueur des sections d'affinage 30 et de récupération, et la différence des températures entre leurs extrémités éloignées peut déterminer le nombre de "plaques d'équivalence" utiles, dans ces sections, à l'épuration d'un mélange aux termes du diagramme de compensation liquide-solide. Dans la pratique conforme à l'invention, ce gradient thermique négatif 35 dans le sens du courant liquide à l'intérieur de 1'épurateur à contre-courant, exige que la circulation du réfrigérant se fasse dans le sens ^BAP QfWjlHAt . ' V ' . 69 31417 S 2018315 opposé à celui clu courant limide, avec cette conséquence heureuse d'un rendement thermodynamique et thermique accru. On peut utiliser un ou plusieurs circuits de réfrigérant » selon les exigences de la température requise et des charges thermiques® 5 le contrôle séparé du courant et de la température du réfrigérant s'é- coulant en contre-courant dans chacune des sections d'affinage et de récupération permet de commander le processus de changement de température dans chacune de ces sections» La présente invention exige aussi qu'au cours du fonctionner!3nt, la vi— 10 tesse de la phase liquide (soit à travers le lit de cristaux, soit dans une couche qui lux est superposée), sera dirigée à l'opposé du déplacement des cristaux, et d'une grandeur qui maintiendra ç son minimum le contre-mélange du liquide dÔ à l'inflence de l'agitation, à l'acheminement des cristaux et à l'instabilité de la convectioû. Beaucoup de disais positifs antérieurs emploient des agitateurs ou des éléments convoyeurs opérant à des vitesses relativement élevées. Il en résulte inévitablement une turbulence et un effet de contre-mélange tendant à contrarier la progression de l'épuration accomplie dans la phase cristàlline. A l'autre extrême, même si les éléments convoyeurs de l'appareil selon 20 l'invention travaillent à une vitesse périphérique comprise entre 0,6cm et 2cm à la seconde, selon la vitesse de la fluidisation naissante du lit de cristaux dans 2.'appareil, il y aura toujours un» tendance à un contre-mélange due à la traversée du mélange cristal-liquide par la palette balayeuse du convoyeur» 25 Sn outre, comme un. film liquide a toujours tendance à coller aux suafa-ces des cristaux, et à adhérer entre les surfaces adjacentes des cristaux agglomérés, de sorte qu'il est emmené avec les cristaux, à contresens du courant liquide environnant, il importe d'obtenir au maximum un "cisaillement" et un amincissement de ce film liquide. Les agitateurs 30 selon l'invention ont donc été dessinés pour faciliter cette opération» Dans certains systèmes, il est également possible qu'une liqueur-mère, dépouillée d'un constituant par cristallisation et réduction de la température, puisse avoir une densité plus élevée que celle de la solution primitive, ou d'une forme partiellement dépouillée de celle-ci. Cette 35 soî'te de liqueur-mère plus dense peut, grâce à certaines dispositions cte 69 31417 2018315 l'appareil, tinvdre è. évoluer de façor- indéalr~.bi-s des zones r.c.ut un produit relativement par. Le procédé selon 1*invention tend à vaincre et limiter efficacement chacune de ces tendances z.x contre—R.él-nge, et leur ensemble» Il y ?- cepen-5 dant une difficulté à faire en sorte que la vitesse de la phase liquide ptr r&.pi>ort à la vitesse de la phase cristalline, coit toujours supérieu re à un certain c&iffre minimum sur toute la longueur de 11 épurateur à contre-courant j le mélange cristal-liquide doit Stre débarrassé de son a» », cristal pour que le procédé puisse opérer, et la phase liquide doit t-10 tre continuellement réduite par dépSt de son cx-istal sous l'influence de le. tenpérattirs ^-lus basoe. Cn îifet donc en oeuvre le procédé selon l'invention en faisant en sorte que les vitesses désirées des phases cristal et liquide soient assurées à travers les sections d*affinage et de récupération; on y parvient en fabriquant ces sections d'affinage et 15 de récupération de façon à réduire la longueur de leur surface en section transversale d'écoulement, les extrémités à température élevée, associées à la présence d'un fort volume liquide-cristal, ayant une sec» t—oi": transversale supérieure a celle o.es e^ctrécrites cîe oasse temperatu— re associées à un Volume liquiie-cristal relativement noindre. HC Pour ls construction, on a estimé qu1 un a série de ciambres, rangées parallèlement et de section transversale décroissante, équivaudrait à une h seule cl.fcii.ore profilée en aminci. Il e t esE°vtiel, dans la présente invention, qus le degrj d * équilibrage soit poussé -?u t'^xiriuci. C'est pourquoi, eu sus du contrôle du contre-25 r'lange du liquide, on a prévu le contrôle de la phase cristalline. Si cette phase sédinente, c'est qu'il y a insuffisance d'échange et d'équilibrage avec la phase liquide. Si la phase cristal devient fluide, il y aura contre-nélange excessif des cristaux, et perte de rendement. On sait qu'il y a~un état des systèmes solide—liquide, intermédiaire entre 50 la sédimentation et la fluidisation, quund le lit de particules solides s'est étendu, mais les particules solides ne sont pas capables de traverser librement le lit solide étendu» L'invention vise donc à contrSler les moyens d'agitation et la vitesse du courant liquide dans chacune des sections de récupération, d'affina-35 et d'épuration ^ises en fonctionneront, selon le procédé, de façon que ls phase cristal soit maintenue comme un lit aobile 3r. suspension dans / « . . - BAD original 31417 2018315 la phase liquide et dans un état intermédiaire entre la sédimentation et la fluidisation. Conformément à cet objectif, un agitateur peut fonctionner à la faible Vitesse périphérique de palette, entre 30cm et 1£50 à la minute, en fort contraste avec les vitesses indiquées par 5 certaines techniques antérieures» ■ est Pans la section d'épuration, 1•agitateur/dessiné, et sa vitesse angulaire est choisie, pour assurer l'équilibrage dans n'importe quel plen horizontal, prévenir le fôcheux effet de la formation de veines liquides, réduire à leur minimum les effets du contre-mélange liquide/cris-10 tal, prévenir l'agglomération des cristaux, réduire d'épaisseur et perturber le film liquide adhérent à tout cristalo Une forme particulière de dépôts solides se rencontre quand les masses de cristaux s'accroissent sur des surfaces non balayées, comme les portées d'axes, des sections d'axes d'agitateurs, et les faces plates des 15 palettes balayeuses refroidies par la conduction thermique aux autres sections de basse température de celles-ci, ou encore de ces mêmes pa-lettegiéalayeuses par contacts mécaniques avec la surface refroidie des parois des chambres ou de la couche de solides qui s'y attache. Soutes ces accumulations entravent le bon fonctionnement de l'équipement selon 20 l'invention, et comme on a vu que les agitateurs se déplacent lentement, il est improbable que si de telles masses cristallines se dégageaient, elles soient brisées au point d'assurer l'équilibrage® ïïn cl'rent inventif essentiel et significatif, c'est donc l'obligation quê l'opération permette, si cela est nécessaire pour prévenir de tel-25 formations, de tels dépôts et une telle croissance des cristaux, la distribution éventuelle d'une faible quantité de chaleur à ces surfaces non balayées* Une circulation électrique alimentée par l'intermédiaire d'un axe d'à», gitateur est un moyen efficace d'obtention d'un tel apport thermique. 30 On sait créer un "reflux" dans une section verticale d'épuration, en appliquant de ls. chaleur à l'extrémité de décharge de cette section d'épuration pour provoquer ufce fusion, retirer une certaine proportion de cette fusion comme "produit" et renvoyer le reste de ce contre-courant de fusion à un lit descendant da cristaux, comme reflux. Certaines co-35 lonnes de cristallisation alimentées en bout de la technique antérieure BAD ORIGINAL 69 31417 ? 2018315 déchargent ce reflux en—dessous du sommet de la section dépuration, au moyen de tamis ou de pistons poreux. Selon la présente invention, l'on opère en renvoyant le reflux à la section d'affinage. Les colonnes de cristallisation alimentées en bout de là technique antérieure emploient 5 pour telle substance déterminée, une alimentation à la section d'épuration, rapidement formée et introduite à une température beaucoup plus basse que celle qui est requise selon l'invention. Cette dernière exige que les cristaux, et le liquide qui y adhère, amenés à la section dépuration, soient à une température plus élevée que celle qui est «tilt» 10 sée dans les colonnes de cristallisation alimentées en bout selon la technique antérieure, et soient formés dans les conditions du procédé que l'on peut obtenir dans les sections d'affinage et de récupération précédemment évoquées. Certaines colonnes de cristallisation alimentées -en bout selon la technique antérieure tassent le lit de cristaux de la 15 section d'épuration avec des pistons, et d'autres appliquent une agita» tion puisée. Le procédé selon l'invention fonctionne en maintenant an lit de cristaux, dans la section d'épuration, en un état intermédiaire entre la sédimentation et la fluidisation, permettant, de préférence, la formation et le progrès du lit de cristaux par gravité, à 1'encontre 20 du courant continu de reflux liquide (contre-courant), et permettant à ce lit de cristaux de se reformer après la faible turbulence créée par les organes agitateurs tournant à très faible vitesse. De plus, la section d'épuration devra travailler adiabatiquement, modifiée seulement par un faible apport de chaleur, au moins pour garder la tempéra* 25 ture de la paroi et des organes agitateurs au—dessus du point de cris* tallisation du liquide avoisinant. Ceci implique ia compensation de la perte de chaleur par conductivité le long de là paroi de la section d'éw puration et des organes agitateurs» La productivité d'une section d'épuration fonctionnant par gravité augm 30 mente avec la grosseur des cristaux. En général, de gros cristaux ne s'accroissent pas pas refroidissement de choc et gradients température/ temps de forte pente.(Pour une vitesse donnée d'acheminement des eris ÔAD ORfQtNAL j£ 69 31417 3 2018315 dient de température/temps. S'il le faut, les sections de récupération et/ou d'affinage sont dessinées pour être plus.longues, de façon à obtenir un contact d * équilibrage maximisé du cristal et du liquide à tra-* vers ces z8n.es de faible gradient température/temps. Les phases suivan-5 tes de fusion, de reformation et/ou de recristallisation, de refusion et de nouvelle recristallisation, assurent alors une alimentation en cristaux de la pureté et de la grosseur recherchées d'après l'invention, pour passer dans la chambre d*épuration» On savait, dans le passé, que des impuretés sont charriées à la surface 10 des cristaux, et l'un des objets de la présente invention est de préparer de gros cristaux ayant un rapport réduit surface/volume, si on le compare aux plus petits. On sait aussi que des ira puretés sont prisonnières dans certains défauts superficiels et dans des structures cristallines dentelées, et l'invention a aussi pour objet de prévoir un temps, un cisail-15 lage et une températire élevée dans le crààtal lui-mSae et la liqueur environnantes, pour éliminer ces impuretés. Le points optimum d'entrée pour le mélange complexe à traiter soit £tre déterminé d'après le fait que son admission dans le système de ievrait autoriser qu'une turbulence thermique nHrnnmni au cours du processus. Ceci 20, implique une comparaison entre les conditions de composition /température à l'intérieur de l'épurateur continu à contre-courant, et les conditions de composition/température dans la charge d'alimentation lorsqu'elle pénètre dans l'épurateur. Le choc thermique au système par entrée de la charge d'alimentation doit £tre réduit. 25 Les figures 1 et 2 montrent un montage de l'appareil selon l'inventions .Une section d'affinage 1 et une section de récupération 2, disposées bout-à-bout sur un axe sensiblement horizontal, sont couplées sur une section verticale d'épuration 3« Des convoyeurs à palettes hélicoïdaux 4 et 5, n'ayant» de préférence, qu'un faibli jeu, sont respectivement 30 prévus dans les sections de récupération et les sections d'affinage, qui tournent lentement pour aider au mouvement des cristaux précipités vers la section d'épuration, tout en ne créant qu'un contre-mélange minimum du liquide dans le sens opposé à la masse du courant liquide partant de la section d'épuration pour traverser la section d'affinage et, de con-35 serve avec la liqueur acheminée, la section de récupération 2. La section d'affinage 1 et la section de récupération 2 sont toutes les deux 69 31417 AO 10 représentées comme des cnambres en aminci uniforme régulier, de section transversale circulaire; riais, dans certains cas, un aminci nnn linéaire peut s'avérer nécessaire pour satisfaire aux exigences du procédé; néanmoins, dans l'un et l'autre- cas des variantes de forme, 5 cnaque chambre peut faire paetie d'une succession de vaisseaux cylin driques de diamètre décroissant, comme on l'a indiqué en trait mixte en 6, 7, & et Sa Des chetiisea de refroidissement 10 et 11 sont prévues pour la section d'affinage 1 et le., section de récupération 2, le réfrigérant entrant 10 en 12 dans la chemise 11, puis passant dans- la chemise 10 par le rac cordement en êtrier 13, ot quittant en 1 H- la chemise 10. Au lieu du raccordement 13, on peut £tre obligé de prévoir un contrôle séparé du débit du réfrigérant,et de la température à la chemise 10, selon le régime iu reflux, °.t d'autres données fonctionnelles®' 15 Les convoyeurs L palettes hélicoïdaux sont montés sur un axe 1? reposant dars des paliers 15 et 16 et articulé en 31» et l'on a prévu l'adduction d'un faible apport de chaleur à l'axe 17, aux palettes convoyeuses 4 et 5 et aux rajons 18,■afin de prévenir la formation de cristaux jur ces surfaces non balayées. 20 Le produit à traiter entre dans l'épurateur immédiatement en amont ou en aval de la discontinuité des diamètres marquant la jonction 19 de la section de récupération 2 et de la section d'affinage 1, au point d'entrée 20 où doit arriver la liqueur à traiter. Si une arrivée de criiit'u:. atteint l;o:itr-'e 20, ille pénètre dans l'extrémité de la sec— 25 tion d'affinage voisine de 19> st doi..t le dîaruotre doit Stre plus ~rartd que celui de l'extrémité voisine de la. section de récupération 2, selon la pureté du courant cristallin. Un produit liquide est déchargé en 21 , ;>3plv. • bacf-3 température atteinte au cours du fonctionnement de ■l'appareil» 30 La section d'épuration 3 fait corps avec l'êxtrémité la plus large de la section d'affinage 1 . Un déversoir 22, qui peut ?tre j.oté de moyens rte réglage de sa hauteur par rappet-t à "l'axe 17, sert à retenir dans la section d'affinage 1 une masse de cristaux qui sont lentement acheminas vers la section d'épuratior. 3, car le convoyeur à palettes 5, tournant dans le sens des aiguillas d'une montre (cf-fig.2), fait non-ter les cristaux jusqu'au bord du déversoir 22, par-dessus lequel tTk tombent dans la section d'épuration. 3» eoff 69 31417 2018315 La section d'épuration est équipée d'un agitateur tournant 23 monté sur un axe 2k soutenu et aligné entre des portées 26 et 2", et portant lui-Ei$i;e des rayons 25 dessinés pour prévenir la formation de veines de reflux et l'agglomération d'un lit de cristaux en forination dans le corps 5 de la section dépuration 3, en réduisant 1?- turbulence et le contre- mélange. La paroi isolée 28 comporte des éléments chauffants fournissant un faible apport thermique juste suffisant, au moins, -pour maintenir la température de chaque point de la paroi, au-de-ssus du point de fusion des cristaux accumulés contre elle, en effet- compensateur pour la conduction 10 de la chaleur vers le haut, à travers 1= :paroi de la chambre, vers l'extrémité la plus froide 26 de la section dépuration, et compensant les . pertes thermiques à travers l'isolation extérieure. De ia9mes des moyens sont incorporés par le truchement de l'axe 2kt pour fournir à celui—ci un faible apport de chaleur, ainsi qu'aux ra-Î5 yons 25 de l'agitateur 23, et aux mêmes finso Un ou plusieurs hublots d'inspection. 32 complètent avantageusement la structure de la section d*épuration» Un élément chauffant 29 est prévu à la base de la section d'épuration 3 pour fournir la chaleur de fusion de la masse des cristaux qui attei-20 gnent continuellement la base de la section d'épuration; cet élément chauffant 29 est conçu pour ne ps.s augmenter, en quelque point que ce soit, la vitesse relative de la masse descendante des cristaux et du courant ascendant de reflux, afin de permettre le retrait du courant de produit sans traverser le lit de cristaux et pour réduire le surchauf— 25 ' fage de la liqueur en reflux. Une partie de la matière fondue peut §- M • - - * tre retirée par la sortie 30, le reste en étant repoussé vers le haut, à traTers la section d'épuration 3, par la masse descendante des cristaux de densité supérieure à celle de la matière fondue. L'appareil ainsi monté selon l'invention fonctionne comme suit; 30 Un réfrigérant, de température appropriée et en quantité appropriée, est amené à travers-er la système de chemises 12-11-13-10-14. La matière complexe à traiter entre en 20 dans la section de récupération 2 et, dans les conditions de 1 équilibrage, il est préférable que cette matière à traiter se trouve à son point de cristallisation, ou, si elle 35 est'-cristalline,. à son point de fusion, dont la température doit approcher étroitement de la température du mélange solide/liquide à l'iniés V 69 31417 2018315 térieur de l'épurateur voisin du point d'entrée 20. Cette disposition, préviendra toute fusion partielle des cristaux déjà formés et l'enrichissement correspondant du courant d'alimentation, évitant ainsi un refroi« dissement brutal et une nucléation excessivement fine au point d'entrée. 5 La matière en traitement tend initialement à se diriger vers l'extrémité 15 de 1& section de récupération et, vu le gradient de la température, elle déposera une quantité croissante de cristaux solides, qui sera convoyée à contre-courant vers la section d'affinage en laissant un volume réduit se diriger vers le point de décharge 21® 10 Pour chaque système complexe amené dans un tel appareil, il y aura une interrelation optimale du transfert thermique et de la,grosseur relative des cristaux par rapport à la vitesse du liquide, au temps de résidence des cristaux, au taux volumétrique liquide/solide et à l'amincissement de la section de récupération» 15 La section d*affinage 1 reçoit les cristaux déposés dans la section de récupération 2 en raison de la rotation du convoyeur à palettes k» La section d'affinage reçoit aussi un constituant liquide de pureté élevée revenant de la section d'épuration 3, par-dessus le déversoir 22. Le gra" 20 19 à 15 oblige les cristaux acheminés par les convoyeurs h et 5 à subir une fusion parfois partielle, et oblige en m&ne temps le constituant liquide revenant de la section d'épuration 3, par—dessus le déversoir 22, dans la section d'affinage î, à précipiter une substance solide ayant une plus forte proportion du constituant de point de fusion le plus élew 25 vé du complexe traité, vers l'épurateur à contre-courant» Finalement, le gradient thermique de la section d'affinage, en m§me temps que le reflux dans la section d'affinage à partir de la section d*épura» tion, se combinent pour produire un gradient de qualité dans la section d'affinage» 30 II faut noter, au surplus, que le montage décrit, où le réfrigérant pass® en contre-courant du liquide qui traverse les sections d'affinage et de récupération, permet un haut rendement thermique et, dans la pratiqué, est à l'opposé de la plupart des systèmes présentés dans la technique antérieure. BAD ORIGINAL 69 31417 2018315 Les cristaux que le convoyeur à palettes 5 soulève- par-dessus le déversoir 22, tombent par graîité dans la section d*épuration 3,dans le cas de la plupart des systèmes liquide-solide, et les rayons 5 cLe l'agitateur sont profilés pour imprimer un lent mouvement radial et axial au 5 lit de cristaux non agglomérés sur toute la hauteur de ladite section 3, le niveau du lit de cristaux étant maintenu juste au-dessus du déversoir 22o Pour les systèmes liquide-solide où le solide a un poids spécifique inférieur' à celui du liquide, c'est-à-dire où le solide flotte dans le li-10 quide, il suffira d'apporter quelques modifications mineures à l'adaptation dae principes qui viennent d'ttre exposés» La section d* épuration s'élèvera au-dessus de la section d'affinage, les déversoirs contrôleront un lit de cristaux flottant sur le liquide (ceci reviendrait virtuellement à inverser les figures 1 â 5)• 15 Les figures 3 et 4 montrent un montage en cascade, variante du montage bout-à-bout des sections d'affinage et de récupération» Dans ce montage, la section d'affinage est constituée par la succession de trois sylindres chemisés de diamètre décroissant 1a, 1b et 1c, et la section de récupération est constituée par trois cylindres chemisés 2a, 2b et 2c. La figu-20 re 4 représente une section transversale en plan de la ligne 41 -4-2 de la fig.3, montrant la liaison entre les cylindres 1b et 1a. Le convoyeur à palettes 4-3 fait monter les cristaux du cj^lindre 16, par-dessus le déversoir réglable 4*5, d'où ils tombent dans le cylindre 1a pour être acheminés par le convoyeur à palettes 44 vers la section d'épuration. 47. Il 23 y a un hublot de surveillance 46» L'entrée de la matière à traiter ect placée à la jonction (ou à proximité) de la section d'affinage 1e et de la cection de récupération 2a. Le point de décharge 4-9 du liquide ect prévu .à l'extr'rité de 1^ section de récupération Ce, Le réfrigérant circule entre son admission pQ et sa 30 nortie 31, dans le seiis indiqué par les flèches reli?nt les différentes cher:ises» Bes dispositions équivalentes soat prises pour le faible apport de chaleur aux surfaces non balayées, et pour compenser les pertes par conduction dars la section d'épuration, corime ou 1*? décrit pour le pre-35 mier montage, représenté aux fig. 1 et 2„ Un léger apport thermique, uniformément distribué, est nécessaire aux surfaces non balayées des p3£i3a0es entre las cylindres» BAD ORIGINAL 69 31417 2018315 Un trois5 ièr.o avantage est représenté par la figure 5: la section d'affinage 61 , la section de récupération 62 et la section d'épuration 6j sont assemblées en ligne sur un axa vertical. Le point d'entrée de la matière à traiter est en 64, et 1» décharge du "produit" fondu en 67} 5 en-dessous de l'élément chauffant 68. Corme les cristaux" précipités sont acheminés, par gravité, à partit- de le section de récupération, à travers la section dîaffinage, vers la section d'épuration, on a prévu un systèire à palettes modifié 69, 70 pour maintenir l'échange thermique à travers les parois des sections de 10 récupération et d'affinage. I!n vue de faciliter l'asser.blage, l'axe commun 71 entraînant les palettes 69 et 70 et l'agitateur 73 est gmévu d'un-articulation 7^» Un courant réfrigérant entre en 74 dans la chemise de la section de récupération, passe à la chemise de ls. section d*affinage par le raccorde-» 15 rent en étrier 75 et sort en 76. Cn pourra contrôler séparément le débiî et la température du réfrigérant à la che-nise de la section d,affinage. Cette forme verticale de l'appareil selon la. présente invention fonction ne avec un lit de cristaux pratiquement continu, s'étendant d*un hiveau proche de l'élément chauffant 68 de la section d'épuration, jusque, vers 20 le haut, à travers la section dîaffinage 61, dans la section de récupération 62; le niveau supérieur du lit de cristaux est déterminé par les variations de l'apport ou du retrait thermique, ce même niveau supérieur étant maintenu entre les regards ou autres noyens de surveillance associes aux hublots 77 et 78. 25 Un autre montage est évidemment possible, qui emploierait une section do récupération horizontale combinée avec des sections d'affinage et d'épuration verticales. Dans les montages ci-dessus, de l'appareil selon l'invention, la masse des cristaux atteignant la base de la section d'épuration est fondue 30 par l'élérnent chauffant prévu dans cette base, de f^.çon à prenettre de retirer une partie de cette fusion à titre de produit. Alors eue les figures 1, 3 et 5, telles qu'elles se présentent, montrent des sections de récupération et d*affinage de longueurs à peu près égales, ce rapport changera dans la pratique. Une natière à traiter ri-35 che en constituant fondant supérieur recherché, demandera généralement ime section d'affinage raccourcie et une section de r^cu'o^rstion r,lus f;y. BAD ORIGINAL 69 31417 2018315 longue; une matière pauvre de ce constituant demandera une section de récupération plus courte et une section d'affinage plus longue; une matière à traiter cristalline pourra demander une section de récupération de formation de-s cristaux qui ait une section transversale minimum. $uand 5 le constituent liquide de la matière à traiter devient faible en constituant fondant supérieur désiré, la section de récupération est raccourcie jusqu'à ce que, lorsque le constituant liquide atteint une composition eu-tectique, la section de x-écupération disparaisse pour êtrs remplacée par quelque moyen auxiliaire de formation des cristaux» Un important élément 10 inventif, c'est que l'unité peut être dessinée pour accepter une adduction de n'importe quelle concentration dans les limites fixées par le diagram» me des phases, sous la forme liquide, cristalline ou en bouillie; elle pourra effectuer une séparation©axomplète à l'intérieur des mêmes limites. Une variante applicable à âdmporte lequel de ces trois montages est re~ Î5 présentée pur le diagramme schématisé de la figure 6. A partir de la base de la section d'épuration 80, le cristal est retiré par une vanne rotati» re 81 ou son équivalent, et passe à un séparateur 82 servant à séparer le cristal 83 du liquide qui y adhère 84. La masse cristalline est transe-formée par un diviseur 85, en un produit cristallin 86, qui est retiré, 20 et une fraction de renvoi 87» Cette dernière passe dans un échangeur thermique 88 à élément chauffant 89, et fonda Le liquide résultant, avec le courant liquide 84, passe dans un conduit de retour 90 jusque dans la base de la section d'épuration, où il est distribué par un jet en collier ou son équivalent, pour constituer le courant liquide de reflux traver— 25 sant en contre-courant la masse cristalline dans la section d'épuration. La figure 7 montre une forme verticale de l'appareil, semblable à celle de la figure 5} mais avec cette disposition supplémentaire que des chi»« canes fixes centripètes 92 ont été ajoutées pour maintenir un mouvement horizontal relatif entre la masse cristalline agitée et l'agitateur. Ces 30 chicanes fixes seraient nécessaires dans les cas où, sans elles, la masse cristalline tendrait à tourner avec l'agitateur, en sorte que la vitesse horizontale relative serait faible; les chicanes fixes empêchent la rctation Les chemises des sections d'affinage et de récupération doivent être sec-35 tionnées de façon à ne pas s'étendre en travers de la zône de la section où se trouvent les chicanes, ceci pour prévenir le refroidissement des L. surfaces non balayées de ces chicanes, qui doivent être maintenues à une bad qwôinal 69 31417 2018315 température légèrement supérieure à celle de la liqueur environnante, de manière à^permettre aucun bloquage par adhérence des cristaux» La figure 8 est un plan montrant les chicanes fixes dirigées radialemont vers l'intérieur de leur chambre, de manière à permettre aux palettes de 5 l'agitateur de passer entre elles lors de l'assemblage. Dans les cas où l'instabilité de la convection est excessive du fait d'une grande différence de densité dans le touraant de liqueur-mère, selon la tesipérature, les éléments en cascade des sections d'affinage et de récupération peuvent ftre montés comme le montre la figure 9« 10 ^ur ce schéma, les éléments 93» 9k et 95 cle la section d'affinage sont montés de façon que la section ?k se trouve plus bas que la section 93, et la section 95 plus bas que la section 9^. Les cristaux passant pardessus le déversoir 96 de l'élément 95 seront élevés par une »is d'Archi-mède 97 ou un système élévateur équivalent, jusqu'à la section 9k située g 15 au-dessus. La liqueur-mère passant de la section 9k à la section 95 fera de mime par la sortie 9& de la section 94, à laquelle fait suite le con*» duit 99» I>es cristaux seront élevés de l'élément 9^ vers l'élément 93» et la liqueur—mère repassera en 9k par des voies analogues. XI est possible d'utiliser ce procédé en employant des bacs ouverts plu— 20 t8t que les éléments noyés décrits ciwdessus, bien que beaucoup d'avantages du montage précédent s'en trouvent perdus; il y aura une z8ne plus é-tendue de surfaces non balayées et une z&ne plus étendue sujette aux pertes ou aux gains de chaleur. La figure 10 montre les éléments 101, 102 et 103 de la section d'affinage sous forme de bacs ouverts. Ces éléments 25 sont montés comme le montre la figure Î0, et des fis d'Archimède ou des éléments ascenseurs équivalents 10k sont employés pour élever les eris» taux des sections 10J en 102 et de 102 en 101. La liqueur—mère passant de 102 én 103 fera la même chose par la sortie 105, le conduit 106 et !•*entrée Î07 de l'élément 103. 30 Des bacs ouverts peuvent également être montés comme le montre la figure 11, où l'élément 109 est monté a.u—dessus de l'élément 108, et l'élément 1*0 au-dessus de l'élément 109» Dans ce casn la bouillie cristalline s'écoulera par gravité par-dessus le déversoir 111 et passera, par le conduit 112, dans l'élément 109, puis, de la m§me façon, de l'élément 109 35 dans l'élément 108. La liqueur-mère,s'écoulant de l'unité 108 vers l'unité' 109, ira, par l'abducteur 165, à une pompe ou un élément ascenseur 2'. «£»*** ^ BAt> ORIGINAL 69 31417 2018315 113 qui la fera monter rers l'entrée 114 de l'élément 109* C'est de la mine manière que le liquide débordant de l'élément 10S sera élevé jusqu'en 110. La figure 12 schématise un diagramme d'écoulement d'un produit pour un 5 système eutectique fonctionnant dans un appareil schématisé figure 13» Le courant d'alimentation 115» dont la largeur repréâente son débit de masse, comprend un constituant de production 116 et un constituant àtrc gggàtmsdriww résiduel 117. Comme l'alimentation se fait de son point d'entrée 126 (figo13) vers la sortie 127, la portion récupérable du courant 10 116 est retirée par cristallisation, seulement jusqu'à ce que le courant eutectique 125 quitte l'appareil par la sortie 12?. Le courant eutectique est composé su courant 117» plus la portion non récupérée 118 du courant 116„ Les cristaux du constituant de production gagnent l'extrémité épurante 15 de l'appareil: c'est le courant 119, rejoint par le courant cristallin 120 créé dans la section d'affinage par la recristallisation du courant liquide de reflux 122. Le courant cristallin 119+120 descend à la sec-tiond*épuration en contre-courant du courant liquide de reflux du constituant de production 122, et il est fondu pour former le courant de pro— 20 duit pur 121 et le courant de reflux 122. On comprend que, s'il n'y a pas besoin d'un produit pur, une partie du courant 117 traversera 1 et 3 pour s'en aller comme produit avec le courant 121. D'ailleurs, la valeur maximum de: courant 116, moins courant 118, et du courant 121, sont identiques 25 En n'importe quelle section transversale de ls. section de récupération 2 (figol3), le flot commun des cristaux et de la liqueurs dans l'un ou l'autre sens,'est indiqué par la lergeur des courants 117, 116 et 11S immédiatement au-dessus de cette section (fig.12). La variation de la largeur de ces courants indique schénatiquenent le besoin de variation 30 des surfaces de section transversale de 2 et 1, pour maintenir pratiquement égales les vitesses d'écoulement des cristaux et de la liqueur» A partir du schéma d'écoulement coeeiui et du gradient thermique décroissant qui lui est associé, on peut calculer l'enthalpis danh les courants à chaque aoction transversale, de sorte que la chaleur à retirer dans 35 une unité de longueur de l'appareil xeut aussi Stre calculée, et rue l'on pevt ainâi déterminer la rapport de la valorisation d1enthalpie avec la BAD Of*5lNAL 69 31417 " 2018315 longueur en u'in^ort.? quelle section de l'appareil, enfin le rapport de la varia.tior du débit et de la température du réfrigérant pour maintenir dans l'appareil le gradient thermique négatif désiré. La figi frigérart, et c'est là un nouvel élément inventif revendiqué ici, rer, .lu possible par son potentiel élevé pour le rendement thermodynamique se dégageant de l'extraction thermique continue imposée à la liqueur traversant les sections 1 et 2, et l'absorption continue de chaleur sensible par les cristaux qui s'y déplacent en contre-courant. 10 L'écoulement du réfrigérant à travers n'importe quelle section transversale des chemises de 1 et 2 (fig.13) est représenté quantitativement par la largeur des débits Qt , t*2, Q3 et Q4 indiqués respectivement et schématique*ent juste en—dessous de cette section transversale, figure î 4» t5 La figure 15 montre un circuit de refroidissement typique. Le réfrigérant est mis en circulation par une pompe 128, en circuit fermé, chauffé par de la chaleur soustraite aux chemises 10, 132 et 134 des sections d*affinage et de récupération 1 et 2, et refroidi par des refroidisseurs 129s 130 et 131 = 20 Le d°bit Q4, à température tt, entre en 21 dans la chemise 132 de la section de récupération 2, et se dirige vers la sortie 133, porté à la température t2 par la chaleur soustraite A la chemise 132. Le débit Q3, à température t2, entre en 135 dans 1"* chemise 134 de la section de récupération 2, où il est rejoint par -le débit Q4, et se dirige vers la 25 sortie 120, porté à une température t3 par la chaleur soustraite à la chemise tj>4. Si la section d'affinage t erige un débit de réfrigérant moindre que celui" de 1^ section de récupération 2, le débit 02, à température t3» faisant partie du débit C^3+'44) s'en allant prr la sortie 120, est di-3C rigé ver~ l'admission de la ponpe 12c. Le reste ^,1 du dé'bit (^3+ ^4) entra 13 dans la chemise *C de 1-:. section d'affinage et s'écoule vers 1:- sortie 1 f, porté à 1: température t4 par la chaleur soustraite à la surface refroidie de 1? section d'affinage» Le débit Q1 est -.lors refroidi de la température t4 à la température t3 dans 1 ® éc'.angeur ther-35 mique 12$, après cuoi il prr.«-tre dans la pompe 128 avec, le débit 42, qui est aussi à la température t3> Le débit (£1+Q2) traverse l'éch?n- - •** BAD ORIGINAL 69 31417 13 2018315 geur thermique 130, étant refroidi de la température t3 à la température t2. Le débit $4, qui égale le débit (Q1+Q2-Q3) traverse alors l'échangeur thermique 131, étant refroidi à la tesipérature t1 . La chaleur enlevée 5 par l'échangeur thermique 129 est égale à celle qui a été soustraite à la chemise 13^, et la chaleur enlevée par l'échangeur 131 »st cgale à celle qui a été soustraite à la chemise 132» Le réfrigérant traversant le refroidisseur 131 sera refroidi par un réfrigérant extérieur de débit Q5 et de température t5 lorsqu'il est au 10 contact de la surface de refroidissement 136 de l'échangeur 131 • Le réfrigérant traversant l'échangeur 130 sera refroidi par un réfrigérant extérieur de débit Ç6 et de température t6 lorsqu'il vient au contact de la surface de refroidissement 137 de 130; enfin le réfrigérant traversant l'échangeur 129 sera refroidi par un réfrigérant extérieur de 15 débit Q7 et de température t7 lorsqu'il vient au contact de la surface de refroidissement 138 de 129» Aux applications de basse température, telles celles exigeant une réfrigération, le coGt d'une soustraction de chaleur en 131 sera supérieur à celui d'une soustraction de chaleur en 129 et 130, parce que, 20 du fait des basses températures en 131, t5 sera inférieur à i6 ou t?» Du fait de la température plus basse en 130, le coût d'une soustraction de chaleur en ce point sera plus élevé que celui d'une soustraction en 129. La présente invention est telle que, si le coftt unitaire de soustrac-25 tion de chaleur est plus grand en 131, il n'y a pas besoin de refroidir H - une quantité autre que le minimum de réfrigérant Qk. Ainsi l'invention offre-t-elle une approximation mécanique Vers une solution idéale quant à la thermodynamique, où les chocs thermiques sont évités et où prévaut le principe de "réversibilité" en débit thermique. La solution thermo-30 dynamiquement "parfaite" requerrait un nombre infini de rrefroidisseurs en cascadeo D'autres avantages pratiqv.es de l'invention sor«.t que, dans certains cas, 0,7 pourrait ttre un débit d'eau de refroidissement utilisable à meilleur compte, si les débits *i5 et Qô demandent à être réfrigérés. Dans les ap~ 35 plications à température élevée, la chaleur soustraite en 129 pourrait l'Stre à une température suffisamment élevée pour avoir une certaine va» BADQftNHAL 69 31417 ZO 2018315 leur dans quelque utilisation postérieure. On peut soustraire de la chaleur du réfrigérant en un point approprié du circuit de celui-ci, par échange thermique avec le produit résiduel quand ce dernier quitte l'appareil à l'extrémité de basse température. 5 Pour des raisons de brièveté, cette disposition n'a pas été comprise dans la figure 15« Le circuit de refroidissement de la figure 15 est représenté sur la figure 14, où les valeurs relatives de ^1, 13, ce débit étant repïésenté par la largeur"du courant de réfrigérant, sur la figure 14, en un point situé immédiatement en-dessous de cette section transversale. Si le débit de réfrigérant demandé par la section d'affinage excède ce-15 lui qui est demandé par la section, de récupération, le schéma du débit de réfrigérant sera celui qui est représenté figure 16. Le débit, à partir de la chemise 134, augmentera de Q2 en entrant dans la chemise 10« Sur les figures 15 et 16, on a indiqué en RI ,H2, IÇ et R4 des lecteurs de débit, et en 01, 02, 03 et 04,des contrôles du débit. 20 La figure 17 est un schéma de débit commun pour un système à point de fusion insolite. Ce schéma est analogue à celui de la figure 12, et lee courants décrits de m&me sont références de mfa« sur chaque schéma. Cependant, la figure 17 comporte deux courants de plus,. A savoir: le c«u— rant 123, qui est celui du constituant résiduel passant en solution eo— 25 lide avec le courant cristallin 119» et le courant 124, qui est le courant liquide du constituant résiduel regagnant la section de récupération à partir de la section d'affinage, avec le courant de reflux liquide 122. Le débit commun dans les contre-courants 123 et 124 sera égal de l'un à l'autre à chaque section transversale. Le rapport des courants 122 et 30 124 entrant dans les sections de récupération sera égal approximativement à celui des courants 116 et 117 entrant de mSme dans la section de récupération. Ls. figure 18 est un schéma de débit commun pour un système à solution solide. Ce schéma est semblable à ceux des figures 12 et 17, et les cou-35 raiîts décrits de façon similaire portent des références homologues. Ce BAD ORIGINAL 69 31417 ZI 2018315 schéma montre l'utilisation d'un reflux de constituant résiduel scus la force cristalline pour augmenter la pureté du courant résiduel, car les courants 123 et 124 s'étendent jusqu'à 1'extrémité froide, au-delà du courant 119. On pourrait aussi utiliser un reflux pour s'assurer que les cou-5 rants eutectisues 113 et 125 des figurée 12- et 17 contiennent un minimum du constituant de production. La figure 19 montre, de façon plus détaillée, une forme constractive de l'élément chauffant 29 de la figure 2. Ce réchauffeur est un nouveau poste de la présente invention en ce que le liquide de production par fusion 10 n'a pas besoin de traverser la masse cristalline, alors qu'il s'écoule vers la sortie de production 30 par l'anneau 139 de chaque élément chauffé 140, qui retient les cristaux en cours de fusion, et le tube 141 chauffé à la vapeur de l'élément chauffant 147 et, de là, par le compartiment 142, vers le compartiment annulaire 143, entre l'écran circulaire chauf-15 fé 144 et la coquille extérieure 145 du réchauffeur. L'élément chauffant présente un prolongement de grande surface 146 qui entoure directement les éléments chauffants de façon que la surface de section transversale occupée par les éléments chauffants ne diminue pas la surface nette utile au mouvement de descente des cristaux, à travers le liquide de reflux ascen-20 dant. Comme le volume des cristaux et du reflux est réduit'par la fusion de certains des cristaux et le retour d'une partie du reflux, on peut faire occuper plus de la surface de section transversale par! des éléments chauffants supplémentaires 148 de moindre langueur. Les éléments chauffante comprennent une large surface chauffante fournie par les écrans chauffés 25 des éléments 14? et 148 pour garantir que le reflux retournant à travers le lit de cristaux contianne un" minimum de surchauffe, en sorte-qu'il n'y ait pas réduction de la grosseur des cristaux tombant à travers la liqueur de contre—courant, ni de le. vitesse de dép8t correspondante» La figure 20 montre une section transversale d'éléments chauffants 147 eje 30 148, et indique les moyens de chauffer les écrans 140 par des ailettes 149 partant des tubes chauffés 141 et auxquelles les écrans sont liés, ou obligés par ailleurs à rester en cont-ct nécanique étroitavec elles. Ces ailettes 149 divisent l'anneau 139 en u.ie série de conduits parallèles en bas desquels le produit fondu s'écoule vers la sertie. Exemple 1 « Un montage 'le l'appareil selon l'invention, soun la forme représentée et bad original 9 31417 Zi 2018315 décrite par rapport aux figures 3 et 4, a été utilisé pour préparer du paradichlorobenzène à partir d'un produit à traiter consistant en un mélange de dichlorobenzènes contenant 75>i de para-isomère, L'alimentation progressait à raison, de 1]VL. par heure, et le rapport 5 reflux/groduit é£ait mainte-nu à 0,5:1 ■> Un trop-plein d'extr'mité froide, contenant 75/^ d'orthodichlorobenzène fut retiré, à raison de (^û 1. par heure» Une production de paradichlorobenaène très pur, titrant 99j99%f fut retirée à raison de 1. par heure» 10 En appliquant les principes de profilage décrits ci-dessus, des gradients de température et de qualité furent établis de telle sorte qu's.u-cune section de l'ensemble ne soumit le liquide à un refroidissement de tau:; excédant par heure. 3n réglant les déversoirs, on réglait le temps de rétention des cris-15 taux acheminés dans 1er sections d'affinage et de récupération, en con« tre-courant du liquide, de sorte que leur température augmentait approximativement du taux de _?°C par heure® P&r ces -oyei»s, o:1 produif.it des cristaux d'un» grosseur et d'une qualité telles qu'un taux de production de /J6d à 4«S" litres par heure et 20 pour une surface transversale de débit dépuration de 930cm*^ put §tre main-tenu en conséquence pondant cette production d'un corps de la pureté fixée et -iu taux de reflux fixé, et le gradient de -tempérâttire moyenne et de qualité dans la section d'épuration étant de 0,6°C pour environ 30c».i àc hauteur. Sur nn-; base exponentielle, la teneur en impu— 25 . rttés du courant cristallin était réduite de 50"/■> pour chaque hauteur de 50 cm de la section d'épuration. Une liait Si tion pratique di la basse température dans l'appareil à réfrigérant setil e..:p§ch?it le retrait complet de paradichlo:robenzène jusqu'à l'^utectique. 3C Du lait de lr triô f-.-ible vitesse de~ convoyeurs à palettes dans les section*. û'af fin:-a-s et de récupération, lr- consommation de puissance dans l'appareil est entremirent basse, la puissance branchée étant de 15hp pour uno proiuctior. annuelle d'environ cinq cents tonnes, en y comprenant la puissance nécessaire à la ponpe d'alimentation et à la -35 por;pe de circulation du réfrigérant. Hais cela ne comprend pas la puisBAD ORIGINAL j 31417 W 2018315 sance associée à l'amenée de réfrigérant pour refroidir celui qui est en circulation. Sur une base théorique, la chaleur d'utilité H nécessaire à l'accomplissement de cette séparation presque complète dans les limites fixées par 5 l'eutectique (15% de paradichlorobenzène et d'orthochlorobensène) est celle qu'il faut pour assurer la chaleur latente fondant le produit et ls reflux, si l'on retire un produit fondu. La charge théorique totale Q en réfrigérant est alors fournie par la sob-me de la chaleur d'utilité H, plus la différence entre l'enthalpie du 10 courant d'alimentation par rapport au liquide à la température du trop-plein à l'extrémité froide, et l'enthalpie du produit liquide à la température du trop-plein à l'extrémité froide. Dans la pratique, il faut un appoint de chaleur pour maintenir la température de toutes les surfaces intérieures et extérieures juste au-dessus 15 de celle du point de cristallisation de la liqueur environnante. Un refroidissement spécial est nécessaire pour retirer cet appoint de chaleur. Un ehauffage et un refroidissement spéciaux sont aussi nécessaires pour compenser les pertes ou gains thermiques normaux à travers l'isolation externe# 20 Un indice du rendement du réfrigérant peut alors ?tre tiré de la division de la charge théorique Q, en- réfrigérant actuellement employée■> Dans l'opération industrielle ci-dessus, on a obtenu un indice de 60j£ de rendement du réfrigérant. Exemple 2 25 L'installation utilisée dans le premier exemple fut amenée à fonctionner sous différents régimes d'alimentation et de retrait da produit. 1 o 2e Régime d'alimentation , ,, „ ,0 _ ,, 3 M-û l/heure 1/ heure Régime de produit £5-0 l/heure X^i/l/heure Taux de reflux C,25 à 1 0,25 à 1 30 Point fixé du produit 53,1°C 53,0°C iualité du produit 99,.! Les résultats ont indiqué que la qualité comuençait à Stre sacrifiée pour fournir la production obtenue» "1 sad original 31417 2018315 10 15 Pendant une courte période, l'installation fonctionna avec un taux de reflux, ie 2 à 1 , avec un régime d*alimentation de l/heure. Gans atteindre des conditions d*état stable, la qualité du produit, aux temps indiqués, fut la suivante; 1/2 heure 95,938# 1 1/2 h.. 99,995*. 2 1/2 h. 99,997/é 11Î3C v. ... ulb' y o Un passade d'essai préliminaire fut entrepris- avec le système en solution solide paradibromobenzène—paradichlorobenzène, en utilisant un type d'appareil à sections de récupération et d'affinage raccourcies. En reflux total, des conditions d'état stable furent obtenues en onze heures» Des îuir.lyen d' échantillons ont montré que la teneur en paradibromobenzène se situait connue suit; Fin d'alimentation, section d'affinage Fin de décharge, section d'affinage Base, section d'épuration Exemple 40 64,4% poids 71,^ » 97,6 « 20 25 Des passages d'essai furent entrepris avec le système suivant, utilisant un type dTappareil à sections de récupération et d'affinage raccourcies® Des tests furent faits en reflux total. Les déterminations chromatiques notées s'obtiennent en multipliant la densité optique à 500 millimicrons par le facteur 100. Système Analyses Fin d'alimentation Base section d,affinage sect* épur« Huile de naphtalène Naphtalène.Basse 83,2% poids 98,8%p. de four à coke ébullition » - 16,0 1,0 (Eutectique simple) 2-méthyl-naphtalène 0,4 0,03 1-méthyl-naphtalène 0,2 0,1 Couleur 84,0 12,5 Alpha-naphtol/ itlpha-naphtol 78,2 99,85 naphtalène (Eutectique Couleur 226 '18,5. simple) / Alphci.-naph.tol/ Alpha—naphtol . - .96,0 99,-4 beta-naphtol (Eutectique simple) 30 COF* 69 31417 2018315 BÊta-napht ol/ alpha-naph toi (Eutectique simple) Bêta-naphtol Couleur r-ïO ry f 107 92,5 46 3êta-naphtnl/ 3£t -naphtol 52,3 80,9 naphtalène ' • (Solution solide) Para— et ortlio-dichlorobenzène Faradichlorobenzène 7M 99,99 oooooccooooo ooooooooooo Au cours du fonctionnement de 1'installation industrielle décrite aux 10 exemples 1 et 2, on a trouTé qu'un léger courant de purge prélevé à la jonction des sections d'épuration et d'affinage montrait une accumulation de méta-dichlorobenzène et la manifestation de bromo-benzènes sous forme de traces d'impuretés qui n'avaient pas trouvé assez vite la sortie à l'une ou l'autre extrémité de l'épurateur à contre-courant. 15 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la séparation, sous forme très pure, d'au moins un consti tuant d'un mélange complexe, où ce mélange est amené dans .un épurateur à contre-courant solide-liquide continu, comprenant une section d'épuration, une section d'affinage et une section de récupération par cristàl-20 lisation en série en un point voisin de la jonction de la section de récupération et- de la section d'affinage, et caractérisé pari l'aménagement d'un gradient thermique décroissant continu (prolongement d'un gradient thermique de la seBfciion d'épuration) depuis la jonction de la section d'affinage avec la section d'épuration, jusqu'à l*e::-25 trémité de la section de récupération éloignée de la section d'épuration, par sousstrac-tion thermique continue'tout au long de ces sections d'affinage et de récupération; le maintien d'une vitesse de la phase liquide en tout point dans le sens opposé à C3lui du déplacement des cristaux, vitesse supérieure à la 30 vitesse de contre-mélange du liquide au r-ene point, sous l'influence de l'agitation, de 1 'acheminement des cristaux et de l'instabilité de la confection; COPY 69 31417 2018315 le maintien de 1- phs.se cristalline en suspension dans la phase liquide dans chacune des sections précitées de récupération, d'affinage et d'épuration, dans un état intermédiaire entre 1;. sédirentation et la Iluidisation, par le contr8le strict des éléments agitateurs et de la vi~ 5 tesse ùu débit liquide; le- chauffage, s'il s'avère nécessaire pour prévenir la formation de cristaux sur les surfaces non balayées des sections de récupération et d'affinée, de toutes ces surfaces non balayées par un faible apport thermique positif; 10 le fonctionnement-adiabatique de la section d'épuration à reflux, modifié seulement par un faible apport thermique sur toute sa longueur, de façon d. maintenir la température de la paroi et des éléments agitateurs au moins juste au—dessus du point de cristallisation du liquide immédiatement voisin; 15 et le lent acheminement des cristaux, de la section de récupération où ils se forment, par la section d'affinage, jusqu'à la section d*é* puration, pour pousser au maximum le contact d'équilibrage avec le débit contre-courant du liquide, et pour créer la vitesse de croissance cristalline recherchée afin d'obtenir la grosseur et la pureté recherchées 20 des cridtaux amenés finalement dans la section d'épuration» 2, Procédé selon la revendication 1, où le gradient thermique continu décroissant à travers les sections d'affinage et de réttfyératioA est ©bf tenu par un débit réfrigérant traversant des chemises ou des éléments équivalents de soustraction de chaleur entourant les sections précitées 25 dans un sens généralement contraire au débit de la phase liquide dans les mSmes sections* , 3* Procédé selon la revendication 2, où le débit de réfrigérant générale* ment en contre-courant au sens du débit de la phase liquide dans les seen-tions précitées d'affinage et de récupération est divisé et soumis à un 30 échange thermique à des niveaux de température différents, pratiquement comme on l'a décrit en référence aux figures 14, 15 et 16. s Procédé selon la revendication 1, où la vitesse de la phase liquide dans le sens opposé à celui de l'acheminement des cristaux, est maintenue dans les sections précitées d*affinage et de récupération en opérant 35 dans des chambres de profil en aminci. bad original 4 ■i- . - - 69 31417 2018315 5» Procédé selon la revendication 1, où la vitesse précitée de la phase liquide dans le sens opposé à celui de l'acheminement des cristaux est maintenue dans les mêmes sections d'affinage et de récupération en opérant dans des chantres forcées par des c8nes tronqués» 5 6. Procédé selon la revendication 1 , où la vitesse de la phase liquide dans le sens opposé à celui de l'acheminement des cristaux est maintenue dans au Loins une série de chambres de section transversale décroissant en succession. 7» Procédé selon la revendication 1 , ai13 en oeuvre dans un appareil tel 10 qu'au moins l'une des sections d'affinage et de récupération fonctionne verticalements 8. Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre dans un appareil tel qu'au moins l'une des sections d'épuration, d'affinage et de récupération, lorsqu'elle fonctionne verticalerent, est dotée de chicanes telles 15 qu'elles sont décrites en référence aux figures ? et 8» 9- Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre dans un appareil te2, qu'au moins l'une des sections précitées d'affinage et de récupération travaille horizontalement. 10» Procédé selon la revendication 9» mis en oeuvre dans un appareil tel 20 qu'une section travaillant horizontalement est faite d'une série de cham-» bres se section transversale décroissant en succession, disposées en cascade» 11» Procédé selon la revendication 1, mis en oeuvre dans un appareil tel que le maintien de la vitesse de la suspension de la phase cristalline, 25 . et du débit liquide, est assuré par des déversoirs tels que ceux qui sont décrits et représentés» 12» Procède selon 1^ revendication 1^ où la section verticale d'épuration à reflux travaille par gravité» 13» Procédé selon la revendication 1, où la section verticale d'épura-» 30 tion à reflux est dotée d'un élément chauffant pour engendrer le produit liquide et le reflux, pratiquement comme décrit en référence aux figures 19 et 20o 14. Procédé selon la revendication 1, où au r-oins un constituant d'un mélange complexe est séparé sous uns forme très pure, caractérisé en ce 35 que le fonctionnement de cet épurateur à contre-courant continu solide-liquide est une opération noyée® BAD ORIGINAL 69 31417 z> 2018315 \3« Procédé selon la revendication; 1.4, où ls fonctionnement noyé de cet épurateur à contre-courant' con-Sinu;solide-liquide est caractérisé par une pression interne exsédant la pression atmosphérique» % BAD ORIGINAL