Brevet FR2222117A1 — publié le 19741018

Le traitement de mélanges de liquides non miscibles, en vue de leur séparation, est un problème d'autant plus difficile à résoudre que, d'une part les constituants des mélanges ont une tendance réduite à se séparer naturellement, d'autre part les proportions des liquides dans le mélange présentent une différence élevée. C'est pourtant dans ces conditions que se présentent de nombreux mélanges utilisés dans l'industrie : un liquide est dispersé sous forme d'émulsion d'une certaine stabilité dans un autre liquide, à une concentration qui, bien que faible, est suffisante pour que le rejet pur et simple de cette émulsion ne puisse être envisagé, soit pour des raisons de pollution, soit pour des raisons d'économie de procédé industriel lorsque le produit à faible concentration est coûteux.Un traitement; pour retirer le liquide à faible concentration du liquide à forte concentration, s'impose donc. Si on considère, à titre d'exemple, le mélange appelé communément huile soluble constitué d'une émulsion stable d'huile dans beaucoup d'eau (OS % d'huile), on sait qu'il n'est pas possible de rejeter directement à l'égout une huile soluble usée car elle polluerait gravement le cours d'eau auquel aboutit l'égout. Il faut donc retirer l'huile pour pouvoir rejeter à l'égout l'eau épurée ; l'huile retirée est détruite, par incinération par exemple. Les procédés de traitement connus à ce jour, procédés dits de "cassage" des huiles solubles, cherchent à provoquer directement la séparation de l'eau et de l'huile. Cette séparation est extrêmement difficile, les installations nécessaires sont importantes car leur efficacité est limitée. Le procédé selon l'invention a par contre une efficacité plus étendue. Il présente la particularité que l'huile n'est pas séparée sous forme d'huile, mais mise sous forme d'une émulsion eau dans l'huile, très concentrée en huile, l'expérience montrant que cette émulsion présente une forte tendance à se séparer naturel- lement de l'eau, On obtient ainsi une eau pratiquement déshuilée, susceptible d'être rejetée directement à l'égout. L'émulsion concentrée en huile peut être détruite par incinération. Si l'on considère une huile soluble, on peut dire que sous sa forme normale d'utilisation, à savoir une émulsion stable d'huile dans l'eau (émulsion dite de forme droite), -elle est con stituée d'un faible volume huile dispersée en fines gouttelettes dans un fort volume d'eau : la concentration en huilé est celle du mélange. Le même mélange dans lequel l'huile a été rassemblée sous forme d'émulsion eau dans huile (émulsion dite de forme gauche, couramment appelée "mayonnaise"), est constitué en fait de deux mélanges : le premier est la mayonnaise, à forte concentration en huile, le second est un mélange plus ou moins émulsionné huile dans eau, à faible concentration en huile, beaucoup plus faible que celle du mélange initial et d'autant plus faible que la formation de la mayonnaise a été plus complète. Le- procédé selon l'invention vise à produire le rassemblement de l'huile sous forme de mayonnaise, par inversion de la forme de l'émulsion : passage de forme droite à forme gauche. On remarquera que dans les procédés classiques de traitement des huiles solubles on cherche selon une logique élémentaire à annuler l'effet des émulgateurs (maintenant la stabilité de l'é- mulsion huile dans eau). Dans le procédé selon l'invention, on cherche au contraire à créer un effet d'émulgation, mais agissant dans le sens eau dans huile. Il semble qu'on bénéficie en plus, par cette voie, d'un effet favorable, à savoir une certaine tendance naturelle de la mayonnaise à croître, ctest-à-dire à capter les gouttelettes d'huile dispersées dans l'eau. Dans la pratique, le procédé selon l'invention consiste à mettre en oeuvre des moyens produisant l'inversion de la forme de l'émulsion. Les moyens sont divers et doivent être adaptés à chaque cas, car les huiles solubles à traiter peuvent différer par leur composition d'origine, toujours complexe, notamment en ce qui concerne les additifs qu'elles contiennent, leur concentration par rapport à l'eau, les transformations qu'elles ont pu subir au niveau de leurs constituants au cours de leur ùtilisation, transformations qui sont couramment exprimées sous le terme global de "vieillissement". Les moyens employés sont essentiellement des moyens chimiques addition de sels, de modificateurs du PH, d'émulgateurs ou d'agents modifiant les additifs des huiles, et des moyens mécaniques d'agitation du milieu (agitateurs - pompes de brassage ou de circulation à travers un filtre - ultra-sons, etc). La séparation de la mayonnaise et de l'eau déshuilée peut être effectuée par décantation naturelle ; elle peut être accélérée par des techniques diverses (flottation par eau saturée d'air, électroflottation, centrifugation, coalescence, etcs. On peut opérer en continu et il n'est pas nécessaire de chauffer. Le procédé selon l'invention peut être appliqué à d'autres mélanges que les huiles solubles, notamment en vue de la récupération d'un liquide constituant la partie faible concentration d'un mélange. On concentre ce produit à l'état- de constituant principal d'une émulsion mayonnaise. Ou bien les liquides du mélange à traiter sont eux mêmes aptes à être les constituants de cette émulsion mayonnaise, ou bien on ajoute au mélange un corps ayant une affinité sélective pour le constituant à- retirer et susceptible de donner une mayonnaise avec l'autre constituant. La description qui va suivre, donnée sous forme d'exemples d'application non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre, les particularités ressortant de cette description faisant bien entendu partie de ladite invention. Exemple n0 1 : une huile soluble neuve (commercialisée sous la dénommination ESSO EZL 341) est diluée à 5 ea dans de l'eau de manière à obtenir une émulsion dont on se propose de séparer les constituants. Cette émulsion dont le pH est de 8,5 est additionnée de 3 gr/l de chlorure de calcium. 30 1 d'un mélange ainsi formé sont placés dans un bac et agités au moyen d'une pompe (600 l/h) qui envoie le liquide à travers un filtre de 30 microns dont le rôle éventuel est de provoquer une agitation interne au niveau des fins canaux qui le composent. Les constituants huile et eau traversent ce filtre et retournent dans le bac d'où ils sont repris par la pompe. Après 15 minutes d'agitation en circuit fermé, on observe la formation de billes huileuses qui grossissent (ce phénomène est perceptible à l'oeil à travers une paroi transparente). Ces gouttes, constituées par une émulsion eau dans huile, remontent dans le bac, l'agitation étant moins intense à cet endroit. Après 1/2 heure, l'agitation est arrêtée et le contenu du bac est en oyé à travers un filtre de carton de porosité 5 microns (coales- ceur). On recueille à la base de ce filtre une eau parfaitement Claire contenant moins de 15 ppm (parts par millionrdthuile, tandis que de l'huile pratiquement pure est évacuée au sommet de ce séparateur. Exemple n 7 : un mélange d'huiles solubles usées (commer cialisées sous la dénomination MOTUL - COUPEX PN et PNC3 - LABO SB 223), de concentration voisine de 4 % en huile, est traité selon la technique précédemment décrite. Le PH est légèrement abaissé à 9 par un apport de soude, avant de commencer l'agitation. Au cours de l'agitation, ce PH peut être ramené à 7,5. L'eau épurée obtenue contient 20 ppm d'huile. Exemple n0 3 : une huile soluble (commercialisée sous la dénomination ESSO EZL 341), usée par une utilisation Je plusieurs mois, est traitée selon le procédé décrit dans l T exemple n0 1. L'addition d'un émulgateur eau dans huile (produit commercialisé sous la dénommination CEPRETOL MO par la Société Rhône Progil) a été rendue nécessaire avant l'introduction de chlorure de calcium par suite du fort vieillissement de ces huiles, correspondant probablement à des modifications des additifs qu'elles contiennent, notamment des émulgateurs. Le PH porté à 9 comme dans l'exemple n0 2 est ramené à 7,5 au cours de l'agitation. Là encore on observe un bon rendement de séparation puisque l'eau déshuilée contient moins de 24 ppm d'huile. L'usage de chlorure de calcium et plus généralement d'un sel alcalino-terreux apporte l'avantage d'éviter la formation de boues d'hydroxyde au moment où l'on ramène le à un niveau voisin de la neutralité. Il va de soi qu'il est possible, sans sortir du cadre de la présente invention, de remplacer les moyens techniques décrits par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1 - Procédé de séparation des constituants d'un mélange de-deux liquides de concentrations différentes, le liquide à moindre concentration étant dispersé sous forme d'émulsion dans l'autre liquide (émulsion dite de forme droite), procédé caractérisé en ce qu'on provoque au sein du mélange la formation d'une émulsion du liquide le plus concentré dans le liquide le moins concentré (émulsion dite de forme gauche). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la formation de l'émulsion de forme gauche est obtenue par des actions chimiques créant des conditions favorables à l'équilibre de l'é- mulsion de forme gauche combinées à une action mécanique d'agitation. 3 - Procédé selon la revendication 2, appliqué aux huiles solubles (émulsion stable huile dans eau de forme droite) caractérisé en ce que les actions chimiques déplaçant les conditions d'équilibre de l'émulsion de la forme droite vers la forme gauche sont celles de sels,de modificateurs du PH, d'émulgateurs ou d'agents modifiant les additifs des huiles. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sels sont des sels de métaux di ou trivalents