Brevet FR2297902A1 — publié le 19760813

La production d'aoide phosphorique selon le procédé humide comprend fondamentalament la mise en centact d'une roche phosphorique ou de phosphorite avec un acide minéral, réaction dans laquelle il se produit un dégagement de gaz carbonique qui est l'agent générateur de mousse, en raison des carbonates m@néraux normalement présents dans la roche phosphorique. Pour cette raison, il est nécessaire d'utiliser un anti-moussant convenable pour stopper la génération de la mousse, ce qui permet d'utiliser la capacité maximale des réservoirs. Afin de résoudre le prohlème de la mousse recontré antérieurement à la présente invention, on a utilisé quelques agents anti-moussants qui ont présenté les inconvénients suivants : un coût élevé et une efficacité réduite. L'un de ceux-ci a été la résine liquide sulfonée neutralisée avec de la soude qui est généralement utilisée sous une concentration de 50%. On a aussi utilisé avec un succès relatif, une résine liquide éthoxylée fabriquée par la Société nord américaine ARIZONA CHEMICAL CO. Ces composés se sont avérés être des agents anti-moussants efficaces mais leur coût respectif, comparé à celui de la composition de la présente invention, est deux ou trois fois plus élevé, ce qui les rend d'un usage prohibitif dans les pays où lesdites huiles anti-moussantes ne sont pas disponibles ou bien où il est difficile de les obtenir. Auss@, a-t-on utilisé l'scide oléiqué pur comme agent antimoussant spécialement dans les pays où il y en a beaucoup à un coût peu élevé, néanmoins, la composition de la présente invention est beaucoup plus efficace st beaueoup plus économique. De plus, l'augmentation du coût de la composition de la présente invention, en fonction de son utilisation dans la production d'acide phosphorique selon le procédé humide, paut être ramarquablement rédeuite puisque la compositton améli@rée (ou la charge de savon elle-même) peut être diluée dans l'eau sous une concentration pour laquelle elle est efficece comme agent anti-moussant en fourmissant une efficacité similatre à celle de la formule non diluée. Les inconvénients des compositions antérieures, plus partioulièrement en ce qui concerne leur coût êlevé et à un certain degré leur efficacité comme agente anti-moussants sont sur montés avec un avantage important par l'utilisation de la composition améliorée objet de la présente invention puisque, d'autre part, celle-ci est utilisée sous des concentrations très basses qui sont approximativement comprises dans une gamme de 1,5 à 3 litres par tonne de P205 et il ntest pas usuel d'utiliser le produit sous une concentration inférieure à 0,5 litre par tonne ou supérieure à 10 litres par tonne. il a été mentionné que le produit peut être dilué avec de l'eau et ceci peut entre effectué sous un rapport en volume de 50/50 puisque liteau elle-meme est un agent anti-moussant. Un des buts de la présente invention est de fournir une composition anti-moussante améliorée pour accroltre l'efficacité de la production d'acide phosphorique par le procédé humide, plus particulièrement à partir de roche phosphorique ou de phosphorite, et d'un acide minéral, habituellement l'acide sulfurique. Un autre but de la présente invention est de fournir une composition améliorée, comme dà définie, bon marché et facile à former avec des matériaux faciles à trouver et qui, lorsqu'elle est utilisée en pratique assure une efficacité.non encore connue dans le domaine des matériaux anti-moussants pour la production d'acide phosphorique par le procédé humide. Un autre but de la présente invention se réfère à une comv position constituée de plusieurs matériaux dont chacun produit un certain effet synergétique, ce qui assure à la composition améliorée des propriétés intrinsèques remarquables. Les buts ci-dessus mentionnés de la présente invention ainsi que d'autres, apparaitront lors du développement de la présente invention la composition en cause comprend essentiellement les composés suivants : a) ] Natibre première pour savon, b) Potasse caustique, c) Alcool isopropyliaue, d) Formaldéhyde, e) Furfural, f) Eau. lies ingrédients ci-dessus mentionnés peuvent être utilisés selon une très large gamme de pourcentages, mais il a été trouvé, en particulier, que des rapports spécifiques entre ceux-ci apportaient des résultats meilleurs en ce qui concerne les buts de la présente invention. Toutefois, il est possible de remplacer certains des ingrédients mentionnés, les substituts étant déterminés en fonction des conditions du procédé de production d'acide phos phoriaue et en fonction des matibres premières et de l'équipement disponibles. En ce qui concerne la fonction spécifique que présentent les ingrédients de la composition améliorée, il faut signaler que la matière première pour savon qui est, de préférence, un sousproduit provenant du raffinement des huiles végétales composé d'acides gras à haut poids moléculaire; partiellement saponifiés, ap proximativement en C16 - C18 est l'ingrédient de base avec des propriétés anti-moussantes importantes et elle est d'un prix beaucoup plus bas que les acides gras purifiés ou raffinés qui, d'un autre côté, sont d'un prix élevé. La potasse est utilisée pour neutraliser les acides gras en les rendant plus solubles que dans le cas de l'utilisation de soude. L'alcool isopropylique est utilisé dans la formule comme solvant et il est aussi en lui-même un agent anti-moussant quoi qu'il n'ait pas un effet durable. Le formaldéhyde est utilisé comme anti-oxydant ou contre le rancissement afin d'éviter la décomposition de l'acide gras. Le furfural est utilisé comme co-solvant parce que parfois la matière première pour savon comporte de faibles pourcenteges d'huile végétale et le furfural aide à rendre la matière première pour savon soluble. Les pourcentages des composés de la composition amd1torde peuvent présenter différents rapports puisque le type de matière première pour savon utilisé peut provenir de différents matériaux tels que le soja, le coton, le safran et autres produits et il est important que cette matière première présente une viscosité qui permette une manipulation et une extraction faciles lorsque cela est nécessaire. De meme, lesdits composés peuvent être reniplacés par divers composés de la manière suivante : (a) La matière première pour savon : Elle peut être rempla- cée par du suif, de l'acide oléique , de la résine liquide ou des acides résinéiques, de la colophane, en bref par tout acide gras d'origine animale ou végétale comprenant une chaîne carbonée qui peut être en C8 - l8 La matière première pour savon peut être utilisée seule c'est-à-dire etre pure ou sans raffinage ou sulfonée ou nitrée, etc. avec ou sans glycérides, (b) la potasse : il est possible d'utiliser la soude, l'am moniaque, la triéthanolamine, etc. et elle englobe tout alcalin qui peut neutraliser l'acide gras. (c) L'alcool isopropylique : A la place de ce produit, il est possible d'utiliser le méthanol, l'alcool de canne à sucre, en bref tout alcool qui a un poids moléculaire bas et spécialement s'il a des propriétés anti-moussantes et de solvant. (d) Le formaldehyde : On peut le remplacer par tout composé ayant des propriétés anti-oxydantes ou contre le rancissement, utilisé pour éviter la décomposition de l'acide gras. (e) Le furfural : On peut le remplacer par tout co-solvant qui aide à solubiliser les huiles animales et/ou végétales. Quoique tous les ingrédients mentionnés puissent être remplacés comme spécifié ci-dessus, d'autres ingrédients ont aussi été expérimentés et peuvent être utilisés mais ils ne le sont pas couramment à cause de leur coût élevé. Cependant, on considérera que ces substituants potentiels rentrent également dans le cadre de la présente invention en raison de leur activité correspondant bien aux buts de la présente invention. Ces substituants sont les suivants l es huiles sulfonées. 2.- Les acides gras animaux ou végétaux éthoxylés- (produits d'addition dloxyde de propylène ou d'éthylène). 3.- Tes silicones. 4.- De petits pourcentages des acides gras ou des produits ci-dessus mentionnés comme additifs. 5.- Les agents mouillants; phénols alcoylés propoxyéthylê- niques, glycols, polyols, alcoyles ou alcoylaryles sulfonés ou sulfoniques, alcools polyoxyéthylés à channe droite ou à chaîne ramifiée en C1 - C18. 6.- Acides gras d'origine végétale et animale, par exemple, résine liquide sulfonée et neutralisée. Ayant décrit les ingrédients qui rentrent dans le cadre de l'invention et les substituants qui sont en pratique efficaces, il est possible de mentionner que les pourcentages utilisés varient selon les nécessités particulières du procédé mais comme exemple, on mentionnera une composition qui a donné la presse de ses oropribtés anti-moussantes éminentes et qui est la suivante 24 - 28% de matière première pour savon 1 - 3% de potasse caustique 1 - 50 d'alcool isopropylique 0,01 - 0,1 de formaldéhyde 3 - 50 de furfural. le reste - eau I1 a été mentionné que la compositiön améliorée de la présente invention peut être utilisée dans différents stades du procédé de production de l'acide phosphorique, quoique l'utilisation la plus efficace prenne place au premier stade dudit procédé, c'est-à-dire lorsque la roche phosphorique ou la phosphorite sont en contact avec l'acide minéral. Ta composition anti-moussante améliorée agit pour réduire la mousse de sorte que la réaction peut être effectuée sous des conditions contrlables afin d'éviter le maximum de perte inutile des matières premières et des produits. Quand la composition améliorée agit dans un ou plusieurs des réservoirs réactionnel, elle produit un effet anti-moussant immédiat qui subsiste pendant un certain temps pendant que le proc se développe. Cette propriété persistante de l'activité antimoussante de la composition améliorée a été Rénommée "puissance résiduelle" et en raison de celle-ci, l'action anti-moussante se poursuit sur plusieurs stades supplémentaires tels que 1'évapora- tion. Quelquefois, il n'eat pas nécessaire d'ajouter une grande quantité de la composition anti-moussante dans les stades suivant le premier stade en raison de la puissance résiduelle. Cette action persistante assure une économie additionnelle quand on emploie la composition. La composition amélioráe de la présente invention a une consistance savonneuse à cause de la matière première pour savon présente dans la composition qui a une solubilité limitée dans l'eau. Pour cette raison, lorsque l'on dilue la composition amS- liorée de 11 invention pour l'utiliser dans le procédé, il est nécessaire d'assurer une bonne dilution. il est important de noter que la composition améliorée est utilisée à l'état dans lequel elle se trouve dans l'emballage coEr.ercial mais pour assurer une économie plus importante, il est possible de la diluer avec de liteau. La matière première pour savon constituant un ingrédient de la composition est diluée avec de l'eau selon un pourcentage convenable, puisque sous une concentration de 15 à 20% elle fournit une pâte visqueuse et se solidifie sous une concentration plus élevée. Pour cette raison, la composition comprend de l'alcool isopropylique et de la potasse caustique ingrédients qui accrois- sent la solubilité dans la matière première pour savon. La concentration idéale serait au minimum de 40% mais cela n1 est pas possible puisqu1 on obtiendrait un gel qui est très difficile à transnorter et à manipuler. La dilution sous laquelle la matière pre- mièvre pour savon est utilisée dépend de son origine puisque les graines végétales qui la fournissent peuvent avoir des pourcentages différents et variables d'acides gras a savoir, les acides oléiques, linoléiques et linoléniques qui, lorsqatils sont saponifies, assurent une solubilité et une viscosité plus élevé ou plus basse à la composition. Ites modes de réalisation préférentiels de l'invention et leurs variantes selon la description ci-dessus rentrent dans le cadre de la présente invention, et en conséquence tout autre mode de réalisation développé sur la base de ce qui est décrit, est englobé dans l'invention. R B V E N i C A T ION S 1.- Une cor.cosntnon chimie anti-noussante améliorée utilisée dans la production d'acide phosphorique selon le procédé par voie himide caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement une matière première pour savon, de la potasse caustique, de l'alcool isopropylique, du formaldéhyde, du furfural et de l'eau. 2.- Une composition chimique améliorée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière première pour savon est remplacée par du suif, de l'acide oléique, de l'huile de castor, de 11 acide de résine ou un acide gras animal ou végétal en G8 C18 pur ou sans affinage ou sulfoné, nitré et avec ou sans glycérides. 3.- Une composition chimique améliorée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la potasse caustique est remplacée par de la soude, de l'ammoniaque, de la triéthanolamine ou un alcalin avec lequel l'acide gras peut être neutralias. 4.- Une composition chimique améliorée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alcool isopropylique est rempla- cé par un alcool de poids moléculaire bas tel que le méthanol ou l'alcool de canne à sucre. 5.- Une composition chimique améliorée selon la revendication 1 caractérisée en ce que le formaldéhyde est remplacé par un anti-oxydant qui empêche la décomposition des acides gras. 6.- Une composition chimique améliorée selon la revendication 1 caractérisée en ce que le furfural est remplacé par un solvant qui aide à solubiliser les huiles végétales et/ou animales. 7.- Une composition chimique améliorée selon l'une quelconque des revendications I à 6 caractérisée en ce qu'elle comporte les substituants spécifiques suivants : des huiles sulfonées; des acides gras animaux ou végétaux éthoxylés (produits d'addition d'oxyde d'éthylène ou de propylène); des silicones; de petits pourcentages d'acides gras ou des produits mentionnés ci-dessus comme additifs; des agents mouillants tels que les phénols alcoolés propoxyéthyléniques, les glycols, les polyols, les alcoyles ou alcoylaryles sulfonés ou sulfoniques, les alcools po lyoxyéthylés à channe droite ou à chaine ramifiée en Cl - G18, les acides gras d'origine végétale et animale tels que la résine liquide sulfonée et neutralisée. 8.- Une composition chimique améliorée selon l'une quel conque des revendications I à 7 caractérisée en ce qu'elle comprend essentiellement 24 à 28% de matière première pour savon 1 à 3% de potasse caustique 1 à 5% d'alcool isopropylique 0,01 à 0,1% de formaldéhyde 3 à 5% de furfural le reste étant de l'eau.