Brevet FR2549847A1 — publié le 19850201

La présente invention concerne un procédé de fabrication de granulés à partir d'au moins un solide liquéfié susceptible de passer par un état plastique au cours de sa solidification. Elle concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. A titre d'exemple, l'invention s'applique à la fabrication de granulés de bitumes ou d'asphalte et plus généralement de tout solide similaire ayant un point de ramollissement suffisamment bas. Dans la plupart des procédés connus de réalisation de blocs de bitume, du bitume liquéfié est introduit dans des bacs de refroidissement. On peut se reporter à la description du brevet français nO 2.118.535 : "Procédé de fabrication de blocs à partir de solides liquéfiés et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé" qui fait une étude détaillée de cet art antérieur. Ce même brevet français 2.118.535 prévoit plus precisement un procédé de fabrication de tronçons de bitumes, destinés à être pressés et enrobés. Selon ce procédé, le -bitume liquide est extrudé sous forme de cordons continus et distincts de faible diamètre. Chaque cordon est maintenu dans une chemise d'eau de refroidissement jusqu'à obtention d'un état plastique. Après étirage de leurs extrémités, les cordons sont divisés en petits tronçons et essorage. Le procédé selon ce brevet 2.118.535 est compliqué et nécessite une installation sophistiquée pour sa mise en oeuvre. En outre, il convient mal à une exploitation à grande échelle, comme c'est le cas, en raffinerie, pour le traitement d'asphalte provenant du désasphaltage des résidus de distillation, ou plus généralement, pour le conditionnement en vrac des asphaltes/bitumes. Le but de l'invention est donc un moyen très simple de fabrication de particules solides à partir d'au moins un solide liquéfié, ce moyen devant en outre autoriser un procédé continu de fabrication Le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on fait écouler le solide liquéfié sur un coussin d'eau froide s'écoulant à grande vitesse. De préférence, l'écoulement sur le coussin d'eau froide se fait dans au moins une goulotte ouverte et inclinée qui peut avoir toute section appropriée, par exemple un demi-cylindre ou un demi-tronc de cône. Cette goulotte, parcourue dans le sens de sa longueur par un courant d'eau froide de faible épaisseur assure essentiellement deux rôles. Dans sa première moitié ou premier tiers de sa longueur, il s'agit de refroidir d'abord la surface externe du filet d'asphalte qui en s'écoulant verticalement va entrer au contact du courant d'eau et ne pourra pas ainsi entrer en contact avec la paroi métallique. On notera que si un tel contact se produisait, il en résulterait une certaine agglomération du bitume ou de l'asphalte contre la paroi métallique, provoquant la formation d'agglomérats de formes diverses et de tailles nettement supérieures à celles des particules qui sont normalement fabriquées par le procédé, objet de la présente invention. C'est justement le but de cette dernière de réaliser un contact uniquement entre le filet d'asphalte et le courant d'eau permettant-de durcir par refroidissement très rapide la surface du filet et faire passer ainsi celui-ci très rapidement de l'état totalement liquide à un état de semi-rigidité dans lequel il va poursuivre son refroidissement total tout en conservant sa forme initiale. C'est justement pour que le refroidissement total puisse s'accomplir que la goulotte déjà citée à une longueur relativement importante. On pourra donc dire que ce refroidissement aussi complet que possible du fil rigide d'asphalte sera le but de la deuxième moitié ou des deux derniers tiers de la canalisation déjà citée. Le temps de séjour dans cette partie pourra être réglé par des injections latérales d'eau froide placées par exemple au point milieu de la canalisation ou au niveau de son premier tiers, tous les détails d'aménagement pouvant dépendre à la fois d'un type d'asphalte ou de bitume que l'on veut refroidir, et notamment de la densité, sa capacité calorifique, son point de ramollissement ou pénétration (caractérisé par le test décrit dans la Norme Française T 66008).D'autres paramètres pourront jouer aussi un rôle important, notamment le débit d'asphalte à mettre en forme solide, et la température de l'eau. I1 est à noter de plus que lors de la mise en forme du filet d'asphalte durci, c' est-à-dire lors de la mise en contact de l'asphalte chaud et du film d'eau froide, il ne se produit aucun dégagement de vapeur d'eau gênant pour l'environnement immédiat de l'installation, coûteux en frais de fonctionnement, ou dangereux pour le personnel travaillant dans l'atelier où l'appareillage se trouvera installé. Une fois parvenu au bout de la canalisation, l'ensemble eau + bitume (ou asphalte) refroidi et mis en forme de filament, va tomber dans une cuve où le refroidissement peut éventuellement s'achever, mais dont la fonction principale est de servir de volume d'aspiration à un système de séparation du mélange eau + granulés,qui dans l'exemple cité est une vis dlArchimède. Celui-ci peut également être un tapis roulant muni de paniers perforés, ou tout autre système mécanique fiable et à faible consommation d'énergie. La trémie d'aspiration solidaire de cette vis est immergée dans la cuve et reçoit le mélange eau + granulés. La vis animée par un moteur à vitesse réglable manuellement ou automatiquement permet à la fois d'égoutter l'asphalte ou le bitume mis en forme, ainsi que de régler la longueur des batonnets obtenus. L'eau rejetée par la vis d'Archimède coule à contre-courant du sens de l'élévation de l'asphalte. Au sommet de la vis, l'asphalte est obtenu égoutté et peut être éventuellement recueilli en l'état, par exemple dans les fûts ou containers divers.A ce stade, on peut également procéder à un séchage complet "en ligne" en installant à la suite de la vis un appareil de séchage utilisant une ventilation d'air tempéré traversé par convoyeur dont la vitesse de déroulement permet de régler le temps de séjour nécessaire au séchage total. Mais les avantages et les autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous, faite d'une manière nullement limitative en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure 1 est une vue générale d'une installation selon 1' invention, - la figure 2 est une vue de dessus des goulottes, - la figure 3 est une vue de côté des goulottes, - la figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 3, - la figure 5 représente une variante de réalisation des goulottes. L'installation représentée figure 1 comporte un ensemble (2) de quatre goulottes (3), (4),(5) et (6) disposées sur un bati (7). L'ensemble est incliné vers l'extrémité inférieure (10). Cette extrémité (10) est située au-dessus de la cuve (11) qui constitue un volume d'aspiration pour la vis d'Archimède (12). La vis (12) est entraînée en rotation par le moteur (13). L'installation représentée comporte une installation (14) de séchage comportant un convoyeur (15) traversant une zone (16) de ventilation d'air tempéré pulsé par la pompe (17). Les granulés sont récupérés dans le bac (18). L'introduction du solide liquéfié se fait en partie haute (20) des goulottes (2) par un système d'injection (21) comportant quatre buses (22) munies chacune d'une vanne (23) L'introduction d'eau dans l'installation se fait en partie haute (20) par quatre buses (24) et leurs vannes (25) correspondante. L'installation comporte aussi une injection (26) complémentaire d'eau froide qui est située environ au milieu de l'ensemble (2) et munie d'une vanne (27). L'installation décrite a été.utilisée pour la mise en forme d'un asphalte provenant du désasphaltage au solvant lourd d'un résidu de distillation sous-vide d'un brut arabe. Le résidu de distillation sous vide de ce brut présente les varactéristiques suivantes Masse volumique à 150C = 1,02 kg/m3 Viscosité à 1500C = 1130 Centistoke Rendementsur brut initial= 18,6 % en poids Le procédé de désasphaltage au solvant lourd (pentane) de cette charge est réalisé dans une installation semblable à celle qui est décrite dans le brevet européen nO 0053535. Il en résulte la production d'un asphalte qui peut correspondre au rendement sur brut de 6 % environ et dont les propriétés physiques sont les suivantes Masse volumique à 150C = 1,272 Point de ramollissement = 1500C "Méthode Bille et Anneau" (Norme N.F. T 66008) Cet asphalte subit dans l'installation de désasphaltage un "stripping" à la vapeur nécessaire pour éliminer les traces de pentane qui pourraient s'y trouver encore, puis s'écoule dans des tuyauteries maintenues à 3000C environ jusqu'à un point d'utilisation. C'est précisément en ce point que peut être installé l'appareillage objet de la présente invention et décrit ci-dessus. L'asphalte est produit à un débit de 600 kg/h et son flux est divisé en quatre débits de 150 kg/h, chacun au moyen d'une rampe de distribution. En ce qui concerne cette rampe de distribution et plus particulièrement le choix des vannes qui l'équipent, on aura intérêt à faire appel à des vannes permettant de régler avec le maximum de finesse le fil d'asphalte qui va s'écouler. Un choix judicieux sera celui de vannes à pointeau réglable, type "STRAHMAN", bien connues dans toute l'industrie de fabrication de bitume. Les quatre filets d'asphalte sortant de l'unité à 3000C coulent verticalement sur un film d'eau qui tapisse l'intérieur des goulottes (3), (4), t5) ét (6). En se référant plus précisément à la figure 2, on remarque que les goulottes (3), (4), (5) et (6) constituant l'ensemble (2) sont convergentes vers leur extrémité inférieure (10), ce qui permet d'accélérer l'évacuation du produit et aussi de diminuer le volume de la cuve (11). On a représenté sur la figure 4 une coupe selon IV-IV de l'ensemble (2) et sur la figure 5, une variante de réalisation de cet ensemble selon laquelle chaque goulotte (6), (5), (4) et (3) est semi-circulaire dans sa section par le plan IV-IV de sorte que chaque goulotte est semi-cylindrique. Mais l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication continue de granulés à partir d'au moins un solide liquéfié caractérisé en ce que l'on fait écouler ledit solide liquéfié sur un coussin d'eau froide s'écoulant à grande vitesse. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écoulement a lieu dans au moins une goulotte inclinée dont la longueur est suffisante pour obtenir la solidifi cation dudit solide liquéfié. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on injecte de l'eau froide audit coussin d'eau froide. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, après la solidification, le mélange de solide et d'eau est recueilli dans un bac où le solide se présente essentiellement sous forme de granulés. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le solide est séparé de l'eau. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le solide est séché. 7 - Dispositif de fabrication continue de granulés à partir d'au moins un solide liquéfié caractérisé en ce qu'il comprend au moins une goulotte pour la circulation d'un coussin d'eau froide. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite goulotte est inclinée vers une extrémité inférieure. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite extrémité inférieure de la goulotte est située en vis-à-vis d'une cuve constituant un volume d'aspira tion pour un système permettant la séparation d'un mélange d'eau et de granulés. 10 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la goulotte comporte une extrémité supérieure munie d'un dispositif d'alimentation en eau froide. 11 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la goulotte comporte une extrémité supérieure munie d'un dispositif d'injection du solide liquéfié. 12 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de séparation de mélange d'eau et de granulés débouche, en partie supérieure, dans une installation de séchage des granulés. 13 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque goulotte est convergente vers son extrémité inférieure.