Brevet FR2668946A1 — publié le 19920515

L'invention a trait à un dispositif pour la purification de tout produit cristallisable, organique, minéral ou autre, comportant un raffineur se présentant sous forme d'un contenant renfermant un circuit de transfert et de diffusion de chaleur formé par des éléments de transfert, tels que des faisceaux de tube et traversé par un fluide caloporteur. La présente invention concerne, plus particulièrement, les industries du génie chimique. La purification par cristallisation est un procédé qui, à l'heure actuelle, connaît un regain d'intérêt en raison du degré de pureté qu'il est généralement possible d'atteindre par ce moyen tout en restant, énergétiquement parlant, dans un rapport intéressant en comparaison à des moyens plus classiques tels que les procédés de traitement par distillation ou par extraction. La cristalllsation apporte également une solution au problème que posent les produits thermosensibles, ainsi que la séparation de composés comportant des points d'ébullition rapprochés rendant la distillation difficile puisque nécessitant des colonnes particulièrement importantes, à consommation énergique considérable en raison d'un taux de reflux élevé imposé dans de telles conditions. Plus précisément, la cristallisation consiste à refroidir progressivement le produit à purifier de manière à obtenir la formation d'un taux déterminé de cristaux. La phase liquide restante renferme, alors, une quantité importante d'impuretés et elle correspond, de ce fait, au rejet. On procède, ensuite à la fonte des cristaux. Celle-ci peut être fractionnée et/ou entrecoupée par une ou plusieurs séances de lavage de ces cristaux ce qui permet d'obtenir, progressivement, un produit de plus en plus pur. A noter que le liquide recueilli au cours des différentes étapes de lavage est généralement recyclé au niveau de l'installation. Par ailleurs, cette cristallisation peut elle-même s'effectuer en plusieurs étapes. Le produit est dans ces conditions refroidi et réchauffé à plusieurs reprises de manière à dégager un produit dont le degré de pureté est de plus en plus élevé. Un tel dispositif pour la purification d'un produit cristallisable comporte, essentiellement, un raffineur se présentant sous forme d'un contenant renfermant un circuit de transfert et de diffusion de chaleur, généralement, formé par un nombre important d'éléments de transfert tels que des faisceaux de tubes et traversé par un fluide caloporteur. A ce contenant, arrive, en outre, une conduite d'alimentation en produits à purifier. Par ailleurs, une conduite d'évacuation, qui peut, éventuellement, être la même que la conduite d'alimentation permet de recueillir les phases liquides obtenues au travers des différentes étapes du procédé et, notamment, le produit final, après purification. L'inconvénient rencontré au niveau de ce type de raffineur connu consiste, principalement, en ce que le circuit de transfert et de diffusion de chaleur, forme, par exemple, par des faisceaux de tube ou analogues, se présente en un seul tenant. Or, sachant que dans certaines installations le nombre de ces tubes ou équivalents, disposés dans un raffineur, peut être particulièrement important et si, par malheur, l'un d'entre eux est défaillant, par exemple, présente une fuite au bout d'un certain temps de fonctionnement, on ne pourra pas accéder à ce tube afin de le réparer. Dans ces conditions, il convient d'arrêter toute l'installation et de procéder au remplacement du raffineur. En effet, cette solution est dans de nombreux cas, plus intéressante d'un point de vue économique à celle correspondant à un démontage du raffineur. En fait, la présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités en autorisant, notamment, une intervention, locale, sur le circuit de transfert et de diffusion de chaleur en cas de panne. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour la purification de tout produit cristallisable, organique, minéral ou autre comportant un raffineur se présentant sous forme d'un contenant renfermant un circuit de transfert et de diffusion de chaleur formé par des éléments de transfert, tels que des faisceaux de tube ou analogues, traversés par un fluide caloporteur, caractérisé par le fait que le circuit de transfert et de diffusion de chaleur est de type modulable, chaque module comportant un nombre restreint d'éléments de transfert et étant relié, de manière démontable, à des moyens d'alimentation et des moyens d'évacuation du fluide caloporteur. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent, essentiellement, en ce que chaque module du circuit de transfert et de diffusion de chaleur peut être retiré, individuellement, du contenant formant le raffineur de sorte qu'il est possible d'interchanger ou de réparer l'un de ces modules en cas de panne. Il en résulte, bien évidemment, une économie non négligeable au niveau de ce type d'installation grâce à une longévité considérable accrue. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Cette description ne se rapporte qu'à un exemple de réalisation qui n'est donné qu'à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints en annexe et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématisée et en élévation d'un raffineur, conforme à l'invention exécuté selon un premier mode de réalisation - la figure 2 est une vue schématisée et de dessus du raffineur tel que représenté dans la figure 1, le couvercle amovible ayant été retiré en partie - la figure 3 est une vue schématisée et en coupe selon III-III de la figure 1 - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 et correspondant à un raffineur exécuté selon un second mode de réalisation. La présente invention est relative, telle que représentée dans les figures 1 à 4, à un dispositif 1 destiné, plus particulièrement, à la purification de tout produit cristallisable, notamment, organique, minéral ou autre. Ainsi, ce dispositif sera en mesure de purifier des produits tels que le naphtalène, les phénols, le benzène. Il trouvera un intérêt tout particulier pour les produits de type thermosensibles ou, encore lorsque les composants à séparer comportent un point d'ébullition très proche l'un de l'autre. Plus particulièrement, ce dispositif 1 comporte un raffineur 2, celui-ci se présentant sous forme d'un contenant 3, préférentiellement, analogue à une caisse dont les dimensions sont déterminées en fonction des paramètres du traitement envisagé tel que la quantité de produit à purifier par unité de temps, le degré de pureté à obtenir, etc Ce raffineur 2 comporte, en outre, une conduite 4 servant à la fois, à l'alimentation et à l'évacuation, respectivement, du produit à purifier et des différentes phases liquides obtenues au cours du procédé de cristallisation. Cette conduite 4 est raccordée, préférentiellement, à la base 5 du contenant 3. Par ailleurs, celui-ci renferme un circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6 composé d'une série importante d'éléments de transfert 7 tels que des faisceaux de tubes ou analogues, traversés par un fluide caloporteur. Selon une caractéristique de la présente invention, ce circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6 est de type modulable, chaque module 9, 10, 11 comportant un nombre limité d'éléments de transfert , et étant raccordés, de manière individuelle et démontable, à des moyens d'alimentation 12 et des moyens d'évacuation 13 du fluide caloporteur. Selon un premier mode de réalisation illustré dans les figures 1 à 3, lesdits moyens d'alimentation 12 et les moyens d'évacuation 13 se situent, préférentiellement dans la partie supérieure 14 des panneaux latéraux 16, 16 du contenant 3 et se présentent sous forme d'une rampe d'alimentation 17, respectivement, d'un collecteur d'évacuation 18. De plus, cette rampe d'alimentation 17 et ce collecteur d'évacuation 18 sont raccordés à une tubulure, respectivement, d'arrivée 19 et de départ 20 du fluide caloporteur destiné, selon le cas, à refroidir ou à réchauffer l'enceinte du raffineur 2. Aussi, ces tubulures d'arrivée et de départ 19, 20 du fluide caloporteur sont reliées à une station thermique (non représentée) dotée de moyens nécessaires au chauffage et au refroidissement dudit fluide. Par ailleurs et conformément à l'invention, chaque module 9 10, 11 du circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6 comporte deux embouts de raccordement 21, 22, dont l'un 21 vient à être connecté sur la rampe d'alimentation 17 tandis que l'embout de raccordement 22 est relié au collecteur d'évacuation 18. A noter que de manière à autoriser le démontage d'un module 9, 10, 11, ladite rampe d'alimentation 17 et le collecteur d'évacuation 18 sont munis d'autant de brides de raccordement 23, 24 que de modules 9, 10, 11 de manière à pouvoir connecter chacun des embouts de raccordement 21, 22 de ces derniers. Le raffineur 2 et, plus particulièrement le contenant 3, comporte, également, un couvercle amovible 25 autorisant l'accès au circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6 et, plus particulièrement, aux modules 9, 10, 11. A noter qu'au cas où ce couvercle amovible 25 présente des dimensions trop importantes, il peut être préférable de le concevoir en plusieurs tronçons 26, 27 que l'on pourra retirer individuellement en vue d'accéder au module défaillant. Plus précisément, pour retirer un module 9, 10, 11 du contenant 3, il convient de détacher ses embouts de raccordement 21, 22 des brides de raccordement 23, 24, correspondant, respectivement, à la rampe d'alimentation 17 et au collecteur d'évacuation 18. Puis, en fonction de la taille du raffineur 2, l'on pourra employer, éventuellement, un organe de manutention afin d'extraire ce module au travers de l'ouverture dans le couvercle amovible 25. A noter que selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, il n'est pas possible de vidanger un module avant de le retirer du raffineur 2. Or, une telle configuration n'est pas acceptable dans certains cas et, plus particulièrement, lorsque le fluide caloporteur présente un quelconque danger pour les opérateurs ou pour l'environnement. Aussi dans ce type d'installation employant un fluide caloporteur nocif, il doit être possible, avant de retirer un module 9, 10, 11 du circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6 de pouvoir vidanger ce module 9, 10, 11. La figure 4 illustre un mode de réalisation du raffineur 2, selon lequel la manoeuvre précédemment conseillée est possible. En fait et selon ce mode de réalisation, les moyens d'alimentation 12 et les moyens d'évacuation 13, dont dispose le raffineur 2, sont constitués, respectivement, par une rampe d'alimentation 17A placée dans la partie supérieure 14 d'un des panneaux latéraux 15 du contenant 3 et par un collecteur d'évacuation 18A disposé en-dessous dudit contenant 3 et, plus précisément du côté opposé audit panneau latéral 15. Quant aux modules 9, 10, 11, correspondant à un tel mode de réalisation, il comporte tout comme précédemment une série limitée d'éléments de transfert 7 ainsi que des embouts de raccordement 21A et 22A destinés à coopérer, au travers de brides de raccordement 23A et 24A, avec la rampe d'alimentation 17A et le collecteur d'évacuation 18A. Toutefois, le collecteur d'évacuation 18A se situant, dans ce cas d'espèce, sous le contenant 3, l'embout de raccordement 22A est placé à la partie basse des modules 9, 10, 11, du côté opposé à l'embout de raccordement 21A, et traverse une ouverture 29 pratiquée dans le fond 30 dudit contenant 3 de sorte qu'il soit en mesure de coopérer avec ce collecteur d'évacuation 18A. A noter que l'étanchéité, au niveau des ouvertures 29, présentes dans le fond 30 pour permettre le passage des embouts de raccordement 22A correspondant à chaque module 9, 10, 11, est obtenu à l'aide de moyens appropriés tels qu'un presse étoupe 31. Ainsi, en cas de défaillance d'un des modules 9, 10, 11, on vient, tout d'abord à le vidanger ceci, éventuellement, au travers du collecteur d'évacuation 18A. Puis l'on détache les embouts de raccordement 21A et 22A, respectivement, au niveau de la rampe d'alimentation 17A et du collecteur d'évacuation 18A, l'on démonte le presse étoupe 31 et, finalement, l'on retire le module 9, 10, 11 du raffineur 2 au travers d'une ouverture dans le couvercle amovible 25, ouverture correspondant à la suppression d'un des tronçons 26, 27, composant ce dernier. Il est indéniable que ce type de dispositif pour la purification de produits cristallisables intégrant un raffineur conforme à l'invention est d'un intérêt économique non négligeable. En effet, en autorisant des interventions localisées au niveau du circuit de transfert et de diffusion de chaleur 6, la longévité du raffineur 2 se voit considérablement améliorée. Revendications 1. Dispositif pour la purification de tout produit cristallisable, organique, minéral ou autre, comprenant un raffineur (2) se présentant sous forme d'un contenant (3) renfermant un circuit de transfert et de diffusion de chaleur (6) formé par des éléments de transfert (7), tels que des faisceaux de tube ou analogues, traversés par un fluide caloporteur, caractérisé par le fait que le circuit de transfert et de diffusion de chaleur (6) est de type modulable, chaque module (9, 10, 11) comportant un nombre restreint d'éléments de transfert (7) et étant relié, de manière démontable, à des moyens d'alimentation (12) et des moyens d'évacuation (13) du fluide caloporteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque module (9, 10, 11) du circuit de transfert et de diffusion de chaleur (6) comporte deux embouts de raccordement (21, 22) venant à être connectés de manière amovible, respectivement, aux moyens d'alimentation (12) et aux moyens d'évacuation (13) du fluide caloporteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation (12) et le moyens d'évacuation (13) sont constitués, respectivement, par une rampe d'alimentation (17, 17A) et un collecteur d'évacuation (18, 18A) comportant autant de brides de raccordement (23, 23A, 24, 24A) que de modules (9, 10, 11) de manière à pouvoir coopérer avec les embouts de raccordement (21, 21A ; 22, 22A) de ces derniers. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le contenant (3) comporte des panneaux latéraux (15, 16) à l'extrémité supérieure (14) desquels se situent, respectivement, la rampe d'alimentation (17) et le collecteur d'évacuation (18). 5. Dispositif, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le contenant (3) comporte deux panneaux latéraux (15, 16) et un fond (30), à l'extrémité supérieure (14) d'un desdits panneaux latéraux (15) se situant la rampe d'alimentation (17A), le collecteur d'évacuation (18A) étant disposé en-dessous du contenant (3), du côté opposé au panneau latéral (15) équipé de ladite rampe d'alimentation (17A). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les modules (9, 10, 11) du circuit de transfert et de diffusion de chaleur (6) comportent des embouts de raccordement (21A, 22A) dont l'un (21A) vient à coopérer avec la rampe d'alimentation (17A) et dont l'autre (22A) se situe à la partie basse de ces modules (9, 10, 11) et traverse une ouverture (29) pratiquée dans le fond (30) du contenant (3) de sorte qu'il puisse être relié à une bride de raccordement (24A) du collecteur d'évacuation (18A). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'étanchéité, tels qu'un presse étoupe (31), aménagés au niveau de chacune des ouvertures (29) pratiquées dans le fond (30) du contenant (3) en vue d'autoriser le passage des embouts de raccordement (22A) correspondant aux modules (9s 10, 11). 8. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le contenant (3) est refermé au moyen d'un couvercle amovible (25) constitué en plusieurs tronçons (26, 27) aptes à être retirés individuellement en vue d'accéder aux modules (9, 10, 11). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est employé pour la purification, par cristallisation, du naphtalène.