Brevet FR2641982A1 — publié le 19900727

PROCEDE POUR L'ELIMINATION DES AGENTS TOXIQUES DU TRICHLOROTRIFLUOROETHANE La présente invention se rapporte, d'une façon générale, à l'élimination des contaminants d'un solvant de nettoyage et, plus particulièrement, à l'adsorption des agents inervants et vésicants dissous dans le trichlorotrifluoroéthane. Les agents inervants et vésicants du type qui se rencon- trent dans la guerre chimique peuvent être éliminés des arti- cles qu'ils ont contaminés à l'aide d'un solvant de nettoyage. Le trichlorotrifluoroéthane est un solvant de nettoyage qui peut être utilisé à cet effet. Les gaz tabun, sarin, soman, lewisite et moutarde sont tous des contaminants qui sont solubles dans le trichlorotrifluoroéthane. L'utilisation du trichlorotrifluoroéthane est ainsi efficace comme solvant pour éliminer ces contaminants d'un article contaminé. Cependant, après nettoyage de l'article contaminé, il reste un solvant contaminé qui ne peut pas être réutilisé du fait qu'il contient des contaminants qui se déposeraient à nouveau sur tous les articles que l'on soumettrait à un nettoyage si l'on réuti- lisait un tel solvant dans des opérations de nettoyage. L'éli- mination des contaminants contenus dans des solvants permet la réutilisation du trichlorotrifluoroéthane ou d'autres solvants. De plus, l'élimination minimise le volume de liquide contaminé dont il faudra se débarrasser ultérieurement. Elle augmente également l'économie de l'opération puisque se débarrasser des liquides contaminés conte cher. Une grande variété de procédés traitant de l'élimination d'un fluide à partir d'un autre par un procédé d'adsorption sont décrits dans l'art antérieur. Cependant, aucun ne concerne l'élimination des agents inervants et des agents vésicants du trichlorotrifluoroéthane comme c'est le cas de la présente invention. Pour cette raison, aucun procédé ne peut offrir l'un des avantages de la présente invention. Le brevet des Etats- Unis d'Amérique n 4 498 992 attribué à Garrett, Junior décrit l'art antérieur. Selon ce document, une méthode est proposée pour reconditionner et récupérer les huiles de matières isolantes utilisées dans les transformateurs. Garrett Junior utilise la terre de Fuller pour l'élimination des substances acides et oxydées que l'on trouve couramment dans les diélectriques utilisées. Il est évident que les substances acides et oxydées du brevet de Garrett Junior n'ont absolument aucun rapport avec les agents inervants et les agents vésicants tels qu'on les trouve dans la guerre chimique. Le document de Garrett Junior ne traite pas davantage de l'élimination de tels contaminants à partir d'une substance porteuse ou véhicule. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 053 571 attri- bué à Ebner et coll. enseigne un procédé pour purifier un électrolyte- utilisé dans les batteries consistant en hexa- fluoroarséniate de lithium. Dans le procédé de Ebner, on élimine les impuretés à l'aide d'un adsorbant, à savoir l'alu- mine activée, afin d'adsorber sélectivement les impuretés telles que LiAsF5, OH et H'. Il n'y a aucune relation entre ces procédés et la présente invention qui a trait à l'élimi- nation d'agents inervants et vésicants dont l'élément dissol- vant est le trichlorotrifluoroéthane. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 203 690 attri- bué à Malm et coll. a trait à un procédé dans lequel des contaminants hydrocarbonés et chlorés sont éliminés d'alcools et de cétones par adsorption à l'aide de charbon actif agis- sant comme adsorbant. Comme on l'a déjà dit à pror s des références de l'art antérieur signalées ci-dessus, la méthode de Malm et coll. n'apporte aucun élément utile pour l'élimi- nation des agents inervants et agents vésicants dissous dans le trichlorotrifluoroéthane. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n* 2 388 616 attri- bué à La Lande Junior a pour objet l'utilisation d'adsorbant tel que gel de silice, l'alumine activée, le charbon actif et la terre de Fuller comme agents de déshumidification. L'utili- sation de tels adsorbants pour éliminer l'humidité de fluides n'a absolument rien à voir avec l'adsorption d'agents iner- vants ou d'agents vésicants dissous dans le trichlorotri- fluoroéthane. En fait, il y a lieu de constater que l'élimina- tion de l'humidité consiste à éliminer une molécule de carac- tère polaire dissoute dans une substance, véhicule ou support, non polaire. Selon la présente invention, les agents inervants et les agents vésicants tels que ceux que l'on utilise dans la guerre chimique sont éliminés à partir d'un solvant de nettoyage tel que le trichlorotrifluoroéthane à l'aide d' une technique d'adsorption. Les gaz tabun, sarin ou soman sont tous des agents inervants, comme on l'a signalé ci-dessus, et ils sont tous solubles dans le trichlorotrifluoroéthane. Les gaz lewi- site et moutarde sont des agents vésicants qui également sont solubles dans le trichlorotrifluoroéthane. Tous ces contami- nants ont une configuration moléculaire non polaire. Le tri- chlorotrifluoroéthane est également non polaire, par nature. La présente invention a pu mettre en évidence le fait surpre- nant que de tels contaminants peuvent être adsorbés de façon préférentielle à partir du trichlorotrifluoroéthane malgré le fait que contaminants et solvants soient tous de caractère non polaire. De ce fait, un objet de la présente invention est de proposer une méthode et un appareil permettant l'élimination d'agents inervants tels que le tabun, le sarin et le soman d'un solvant de nettoyage à sec. Un autre objet de la présente invention est de procurer une méthode et -n appareil pour éliminer les agents chimiques vésicants tels que le gaz moutarde et la lewisite d'un solvant de nettoyage. Un autre objet de la présente invention est de proposer une méthode et un appareil pour éliminer les agents inervants et les agents vésicants à partir d'un solvant de nettoyage à sec à l'aide de phénomènes d'adsorption. Un autre objet de la présente invention est encore de proposer une méthode et un appareil pour éliminer les agents inervants et les agents vésicants à partir d'une solution de nettoyage à sec de ma- nière telle que la concentration résultante en contaminants dissous dans le solvant de nettoyage est inférieure à 1 ppm (partie par million), ce qui permet d'être certain que le solvant pourra être ultérieurement utilisé à des fins de nettoyage sans que l'on ne puisse craindre un danger pour la santé. De manière plus concise, les caractéristiques énumérées ci-dessus et d'autres qui apparaîtront ci-après, ainsi que les avantages et l'objet de la présente invention seront claire- ment évidents à la lecture de la description détaillée, des revendications et des dessins joints. Ces caractéristiques, objets et avantages sont obtenues grâce au phénomène d'adsorp- tion d'agents chimiques inervants et d'agents chimiques vési- cants à partir d'un solvant de nettoyage à sec, le trichlo- rotrifluoroéthane, de tels contaminants étant en solution dans l'agent de nettoyage à sec. Les adsorbants qui se sont révélés être les plus adéquats à réaliser l'opération sont la terre de Fuller, l'alumine activé, le charbon actif et le gel de silice. En tenant compte de ce que chacun des contaminants cités ci-dessus est soluble dans le trichlorotrifluoroéthane, et que tous ces contaminants de même que le trichlorotrifluoroéthane sont non polaires, il est particulièrement surprenant que de tels contaminants puissent être adsorbés de façon préféren- tielle hors du trichlorotrifluoroéthane. En fait, étant donné les caractères chimiques rappelés ci-dessus, tout portait à croire que la mise en oeuvre de l'adsorption ne pouvait pas être fructueuse. Il y a d'autres solvants non polaires pour lesquels l'élimination des contaminants qui viennent d'être énumérés se révèle efficace. De tels solvants non polaires nettoyables par adsorption consistent en: éthanol, méthanol, À alcool isopropylique, 35.chlorure de méthylène, acétone, nitrométhane FréonR 11 Cependant, le procédé selon la présente invention n'a pas été essayé avec de tels solvants. La présente invention se rapporte à des contaminants dont l'injection, l'inhalation, et l'adsorption par la peau présentent un caractère hautement toxique. La toxicité de ces contaminants est si grande qu'une exposition entrainant une concentration de quelques ppm (parties par million) peut être fatale. Dans ces circonstances, il est extrêmement important qu'au cas o l'on doive réutiliser le solvant de nettoyage dans des opérations de nettoyage, il soit effectivement décon- taminé à un niveau tel qu'il n'y ait plus ou presque plus de contaminants ou, au moins, que leur concentration soit infé- rieure à 1 ppm (partie par million) dans le solvant. L'adsorp- tion d'agents inervants et d'agents vésicants que l'on retire du trichlorotrifluoroéthane en utilisant la terre de Fuller, le charbon actif, l'alumine activée et/ou le gel de silice en tant qu'adsorbant permet de satisfaire à une telle exigence impérative. La figure 1 est une vue en coupe verticale d'un appareil selon la présente invention. La figure 1 montre une section droite d'un appareil pour réaliser l'adsorption, à l'aide de trichlorotrifluoroéthane, d'un agent inervant et d'un agent vésicant, l'appareil étant contenu dans une boîte cylindrique 10. La boite cylindrique 10 comporte une extrémité 12 fermée et une extrémité ouverte 14. L'extrémité ouverte 14 est filetée pour recevoir un couver- cle 16. Le tube d'entrée 18 passe à travers le couvercle 16, le long de l'axe du cylindre de la boîte 10. Le tube d'en- trée 18 s'étend & l'intérieur de la boîte 10, de façon telle que son extrémité distale 20 soit en contact étroit avec l'extrémité fermée 12 de la boite 10. La partie du tube d'entrée 18 qui est proche de l'extré- mité distale 20 a des trous ou perforations 22 le long de sa hauteur dans le but de permettre au solvant contaminé de s'écouler du tube d'entrée 18 dans la boîte 10. A l'intérieur de la boite 10, se trouvent 3 couches d'adsorbant 24, 26 et 28. Les couches 24 et 28 sont des tamis moléculaires de 4 A. Les couches adsorbantes 24 et 28 agissent de manière à éliminer toute humidité qui pourrait être pré- sente dans le solvant contaminé et qui pourrait protéger la couche adsorbante 26 lorsqu'elle est exposée à l'humidité. La couche adsorbante est, de préférence, une couche de gel de silice spécialement traitée par revêtement d'un sel métallique tel que le sulfate de cuivre, le chlorure de cuivre, le sul- fate de fer ou le chlorure de fer. L'alumine activé, le char- bon actif et/ou la terre de Fuller peuvent également servir d'agents constitutifs de la couche adsorbante 26. Les couches adsorbantes 24 et 28 ne sont pas indispensables lorsque du gel de silice traité est utilisé dans la couche adsorbante 26. Si la couche adsorbante comporte du gel de silice, on préfère que la grosseur des grains de ce dernier soit comprise entre 6 et 16 mesh. De plus, pour renforcer les caractéristi- ques d'adsorption de ce composé, il est nécessaire de tremper le gel de silice dans une solution aqueuse saturée par un sel métallique tel que le sulfate de cuivre, le chlorure de cui- vre, le sulfate de fer ecu le chlorure de fer, trempage qui s'effectuera pendant au moins une heure. Le gel de silice ainsi traité sera ensuite séché pendant 12 à 24 heures à C. Quand cette opération de séchage est terminée, il est nécessaire de protéger le gel de silice de l'exposition à l'humidité, y compris de l'humidité atmosphérique. Le gel de silice a une haute affinité pour l'humidité, ce qui dégrade- rait son efficacité. Si la couche d'adsorbant est composée de terre de Fuller, ce composé aura, de préférence, une grosseur de grains compri- se entre 40 et 60 mesh. De plus, il est recommandable de pré-sécher l'agent d'adsorption avant de le placer dans la boite 10. Le chauffage de la terre de Fuller à 100 C durant une période d'une heure permettra de réaliser-le séchage. Il est nécessaire de protéger la terre de Fuller de l'exposition à une humidité excessive parce que, lorsque le contenu en humidité de la terre de Fuller augmente, cette dernière perd ses propriétés d'adsorption. Les couches adsorbantes 24 et 28 fournissent, pour la terre de Fuller, une telle protection contre l'humidité. La partie du tube d'entrée 18 qui contient des trous ou des perforations 22 est recouverte d'un tissu filtrant 30 en nylon d'un micron d'épaisseur pour éviter que le tamis molé- culaire de la couche d'adsorbant 24 n'obture les trous ou les perforations 22. L'anneau 32 est situé approximativement sur la face intérieure de la couche d'adsorbant 24 et de la couche d'adsorbant 26. L'anneau 32 est une rondelle et est fixé au tube d'entrée 18 le long de sa circonférence. L'anneau 32 permet d'éviter de court-circuiter le solvant contaminé vers la boîte 10, le long de la surface extérieure du tube d'en- trée 18. Le tube de sortie 34 s'étend également à travers le couvercle 16, sensiblement parallèlement au tube d'entrée 18. La partie du tube d'entrée 34 qui se trouve dans la boite 10 est complètement immergée dans la couche d'adsorbant 28. Comme pour le tube d'entrée 18, le tube de sortie 34 situé dans la boîte 10 est complètement immergé à l'intérieur de la couche d'adsorbant 28. De même que le tube d'entrée 18, le tube de sortie 34 comporte des trous et des perforations 36. La partie du tube de sortie 34 qui est perforée et qui comporte des trous est recouverte également avec un revêtement filtre en nylon d'un micron d'épaisseur qui évite que la couche d'adsor- bant 28 n'obture les trous et les perforations 36 ou ne coule à travers les trous et les perforations 36 pour quitter la boite 10. Le couvercle 16 est également muni d'embouchures de remplissage qui sont obturées par des fiches filetées 42. Dans le but de placer les couches d'adsorbant 24, 26 et 28 à l'intérieur de la boite 10, il est évidemment nécessaire de renverser l'appareil et de le tenir dans une autre position que celle représentée à la figure 1. Le bouchon fileté 42 est retiré de l'orifice d'entrée 40. On verse, ensuite, les diffé- rentes quantités en adsorbant pour les couches 24, 26 et 28 à travers l'orifice d'entrée 40. Les versements s'effectuent successivement. L'emplacement du tube d'entrée 18 est tel qu'il s'étend vers le haut dans la couche d'adsorbant 24. De la sorte, il évite l'écoulement de solvant contaminé à travers les trous et perforations 22 et il évite la détérioration de la couche d'adsorbant 24. Sans cette action, il se pourrait qu'un écou- lement de solvant contaminé aille directement dans la couche d'adsorbant 26. Si le tube d'entrée 18 était mis dans la boîte à travers l'extrémité fermée 12 et s'il n'existait aucune perforation ou trou 28, il est très probable que la force exercée vers le bas par le flux de solvant contaminé viendrait éroder et flétrir la couche d'adsorbant 24 de manière telle que cette couche d'adsorbant 24 serait tout à fait inefficace pour protéger la couche d'adsorbant 26 de toute invasion d'humidité. En cours de fonctionnement, le solvant contaminé s'écou- le à travers le conduit d'entrée 18. Il quitte le conduit d'entrée 18, via les trous et les perforations 22. L'humidité que contient le solvant contaminé est retirée grâce au tamis moléculaire de la couche d'adsorbant 24. Au fur et à mesure que le solvant contaminé s'écoule à travers la couche d'ad- sorbant 26, les agents inervants et les agents vésicants sont adsorbés de façon préférentielle par ces couches. De cette façon, c'est du solvant effectivement pur qui entrera dans la couche d'adsorbant 28 et qui quittera la boîte 10, via le tube de sortie 34. Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'adsorption préférentielle de tabun ((CH3)2NP(O)(C2H50)(CN)), soman ((CH3)3CCH(CH3)OPF(O)CH3) et sarin ((CH3) 2CHO)(CH3)FPO) est tout à fait inattendu et constitue un résultat bénéfique. On peut également de façon inattendue retirer du trichlorotrifluoroéthane grâce à une adsorption différentielle, le gaz moutarde (sulfure de dichlo- rodiéthyle) et le gaz lewisite (béta-chloro-vinyldichloro- arsine). Tous les contaminants de ce type sont solubles dans le tricF!orotrifluoroéthane; ils sont tous non polaires tout comme le trichlorotrifluoroéthane. A partir de ce qui précède, on se rendra compte que cette invention est très bien adaptée pour réaliser tous les buts et objectifs qui ont été fixés ci-dessus. D'autres avan- tages sont également évidents et sont inhérents à l'appareil et à la méthode. Il y a lieu de comprendre que certains caractères et combinaisons supplémentaires peuvent être utiles et peuvent être employées en se référant aux caractéristiques et aux combinaisons évoquées ci-dessus. Tous ces résultats font partie du domaine couvert par l'invention. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'élimination des agents inervants et des agents chimiques vésicants à partir d'un solvant de confi- guration non polaire, procédé comprenant les étapes suivantes: on fait passer un solvant de caractère non polaire, pollué par des agents inervants et par des agents chimiques vésicants de configuration chimique non polaire et qui sont dissous dans le solvant, à travers un adsorbant qui adsorbe de façon préféren- tielle les agents inervants et les agents vésicants. 2.- Procédé pcur l'élimination des agents inervants et/ou des agents chimiques vésicants à partir d'un solvant de caractère non polaire selon la revendication 1, dans lequel R ledit solvant est du Fréon. 3.- Procédé pour l'élimination des agents inervants et/ou des agents chimiques vésicants à partir du trichloro- trifiuoroéthane, comprenant les étapes suivantes: (a) on fait passer du trichlorotrifluoroéthane dans lequel sont dissous des agents chimiques inervants et des agents vésicants à travers un adsorbant, ledit adsorbant adsorbant préférentiellement les agents inervants et les agents chimiques vésicants; (b) on récolte, après son passage dans ledit adsorbant, ledit trichlorotrifluoroéthane, qui présente alors une concentration moindre en agents chimiques inervants et en agents chimiques vésicants inférieure à 1 ppm (partie par million). 4.- Procédé pour l'élimination des agents inervants et/ou des agents chimiques vésicants à partir du trichloro- trifluoroéthane selon la revendication 3, procédé dans lequel ledit adsorbant est la terre de Fuller. 5.- Procédé pour éliminer les agents inervants et/ou agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluoro- éthane selon la revendication 3, dans lequel ledit adsorbant est du charbon actif. 6.- Procédé pour éliminer les agents inervants et/ou agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluoro- éthane selon la revendication 3, dans lequel ledit adsorbant est une alumine activée. 7.- Procédé pour éliminer les agents inervants et/ou agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluoro- éthane selon la revendication 3, dans lequel ledit adsorbant est un gel de silice activé. 8.- Procédé pour éliminer les agents inervants et/ou agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluoro- éthane selon la revendication 3, dans lequel ledit adsorbant est un gel de silice revêtu d'un sel métallique. 9.- Procédé pour éliminer des agents chimiques inervants et/ou des agents chimiques vésicants à partir du trichloro- trifluoroéthane selon la revendication 3, dans lequel ledit adsorbant est une terre de Fuller que l'on a pré-séchée et dont la granulométrie varie de 40 à 60 mesh. 10.- Procédé pour la décontamination du trichlorotrifluo- roéthane dans lequel sont dissous des agents chimiques iner- vants et des agents chimiques vésicants, procédé qui comprend les étapes suivantes: on fait passer le trichlorotrifluoro- éthane contaminé à travers un adsorbant, ledit adsorbant ayant la caractéristique d'adsorber, de façon préférentielle, les agents chimiques inervants et les agents chimiques vésicants dissous dans ledit trichlorotrifluoroéthane contaminé, ce qui permet de réaliser à la sortie de l'adsorbant, un écoulement d'un liquide effectivement libre de tout agent de contamina- tion inervant et d'agent vésicant. 11.- Procédé pour éliminer les agents chimiques inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichloro- trifluoroéthane selon la revendication 3, dans lequel lesdits agents chimiques inervants sont le tabun, le sarin et/ou le soman; lesdits agents vésicants sont la lewisite et/ou le gaz moutarde. 12.- Procédé pour éliminer les agents chimiques inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichloro- trifluoroéthane selon la revendication 3, comprenant de plus les étapes suivantes: on réalise une circulation dudit tri- chlorotrifluoroéthane à travers des moyens formant tamis - moléculaire pour éliminer l'humidité avant de mettre en oeuvre l'étape d'écoulement dans la couche d'adsorbant, ce qui permet d'éviter que de l'humidité atteigne ladite couche d'adsorbant. 13.- Un appareil pour éliminer les agents inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluo- roéthane, comprenant: (a) une botte (10), (b) un tube d'entrée (18) pour le passage du liquide 'dans ledit container, (c) un tube de sortie (34) pour réaliser la sortie de li- quide hors de ladite boîte, (d) un adsorbant mis à l'intérieur de ladite boîte, qui adsorbe de façon préférentielle les agents inervants et les agents vésicants qui se trouvent dissous dans le trichlorotrifluoroéthane. 14.- Un appareil pour éliminer les agents inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluo- roéthane, selon la revendication 13, comprenant de plus: des moyens formant tamis moléculaires (24, 28) pour éliminer l'humidité présente dans ledit trichlorotrifluoroéthane, lesdits tamis moléculaires étant mis à l'intérieur de ladite botte, de façon telle que ledit trichlorotrifluoroéthane pénétrant dans ledit container, doive obligatoirement passer à travers lesdits moyens formant tamis moléculaire avant de s'écouler à travers ledit adsorbant. 15.- Un appareil pour éliminer les agents inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluo- roéthane, selon la revendication 13, dans lequel ledit adsor- bant fait partie du groupe suivant: (a) terre de Fuller, (b) charbon actif, (c) alumine activée, (d) gel de silice. 16.- Un appareil pour éliminer les agents inervants et/ou les agents chimiques vésicants à partir du trichlorotrifluoro- éthane, selon la revendication 13, dans lequel ledit adsorbant est un gel de silice revêtu d'un sel métallique tel que le sulfate de cuivre, le chlorure de cuivre ou le chlorure de fer.