Brevet FR2686525A1 — publié le 19930730

La présente invention concerne une installation d'extraction par un solvant, et plus précisément, elle concerne une installation d'extraction par un solvant à colonne pulsée. L'un des problèmes posés, par les installations d'extraction par un solvant à colonne pulsée est le réglage de l'interface entre les phases immiscibles du solvant et aqueuse Ceci s'applique en particulier lorsque l'interface est proche de la partie inférieure de la colonne (c'est-à- dire qu'elle contient un solvant sous forme d'une phase continue), puisqu'elle peut être affectée par le mécanisme de pulsation. La demande de brevet britannique N O 2 217 224 décrit une installation dans laquelle un système de soulèvement pneumatique est utilisé pour la transmission du mélange de phases formé par la colonne pulsée à un séparateur externe. Des informations relatives au comportement du mécanisme de soulèvement pneumatique (notamment) sont déterminées afin que le dispositif de soulèvement pneumatique puisse être commandé ou arrêté en cas de défaut de fonctionnement Un traitement relatif complexe de signaux électroniques est nécessaire au traitement de cette information. L'invention concerne une installation d'extraction par un solvant comprenant une colonne de mélange de phases de type pulsé, un dispositif destiné à transmettre une phase continue de solvant à la colonne, un dispositif destiné à transmettre, à contre-courant, une phase aqueuse dispersée à la colonne afin que les phases soient mélan- gées, un dispositif d'extraction de la colonne du mélange des phases aqueuse et du solvant, un dispositif de sépara- tion du mélange des phases, destiné à recevoir le mélange des phases provenant du dispositif d'extraction, et un dispositif destiné à renvoyer la phase de solvant qui est séparée du dispositif de séparation à la colonne, le dispositif d'extraction étant destiné à retirer le mélange des phases avec un débit supérieur au débit de transmission de la phase aqueuse à la colonne par le dispositif de transmission de la phase aqueuse. La phase séparée du solvant peut être envoyée au dispositif de transmission de phase du solvant par le dispositif de retour de la phase du solvant afin qu'elle revienne à la colonne, ou elle peut être envoyée à un autre emplacement, tel qu'une position intermédiaire de la colonne. L'invention concerne aussi, dans un autre aspect, un procédé d'extraction par un solvant dans une colonne pulsée, mettant en oeuvre l'installation précitée, le procédé comprenant la transmission d'une phase aqueuse dispersée et d'une phase continue du solvant à la colonne, à contre-courant, l'extraction du mélange de phases de la colonne, la séparation du mélange des phases, et le renvoi dans la colonne de la phase du solvant qui a été séparé, l'extraction du mélange des phases étant réalisée avec un débit supérieur au débit de transmission de la phase aqueuse à la colonne. Comme le débit de sortie du mélange de phases de la colonne pulsée est supérieur au débit de transmission des phases dans la colonne, contrairement à la technique antérieure, aucune mesure de commande ou de traitement n'est nécessaire pour le réglage de la circulation satis- faisante dans l'installation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une représentation schéma- tique d'une installation d'extraction par un solvant. Sur la figure, une installation 10 d'extraction par un solvant comporte une colonne 12 ayant un certain nombre de plaques perforées classiques 14 de dispersion qui sont espacées axialement et qui sont placées le long de la colonne 12 Une canalisation 16 de transmission de phase aqueuse dispersée est connectée à une première extrémité à un ensemble 17 de transmission de phase aqueuse et son autre extrémité est connectée à proximité de la partie supérieure de la colonne 12 Une canalisation 18 de trans- mission de phase continue du solvant est connectée près de la partie inférieure de la colonne 12 Un ensemble 20 de pulsation est raccordé par une canalisation 21 à la colonne 12 au-dessous de la canalisation 18 de transmission de solvant, et une canalisation 22 d'évacuation de solvant est connectée au-dessus de la canalisation 16 de transmission de phase aqueuse Une pompe 26 est raccordée par une canalisation 28 à la partie inférieure de la colonne 12 et elle est destinée à refouler par une canalisation 30 vers une chambre annulaire 34 d'un réservoir 32 de séparation de phases qui est placé au-dessus de la colonne 12 Une entrée 36 placée entre la base de la chambre annulaire 34 et une chambre centrale 38 permet la circulation entre les chambres 34, 38 Une canalisation 40 de retour de solvant de la chambre annulaire 34 descend jusqu'à la canalisation 18 de transmission de solvant Une canalisation 42 de décharge de la phase aqueuse dans la chambre centrale 38, à un niveau inférieur dans le réservoir 32 à celui de la canalisation 40 de retour de solvant, assure une évacuation vers une purge (non représentée). Pendant le fonctionnement, lorsque la phase aqueuse est transmise par la canalisation 16 et la phase plus légère du solvant est transmise par la canalisation 18 à la colonne 12 afin que les phases circulent à contrecourant dans la colonne 12, le mélange des phases du solvant et aqueuse se produit lors de leur passage dans la colonne 12 et lorsque l'ensemble 20 de pulsation transmet les impul- sions à la colonne 12 (par exemple sous forme d'air com- primé) Le mélange des phases aqueuse et du solvant est extrait par la pompe 26 par la canalisation 28 et est évacué par la canalisation 30 vers la chambre annulaire 34. La séparation du mélange de phases se produit dans le réservoir 32 étant donné leur différence de masse volumique et leur immiscibilité La phase du solvant, dans la chambre annulaire 34, déborde dans la canalisation 40 de retour de solvant et celui-ci revient vers la canalisation 18 de transmission de phase du solvant sous l'action de la pesanteur La phase aqueuse, au-dessous de l'interface avec la phase du solvant dans le réservoir 32, circule par l'entrée 36 dans la chambre centrale 38 dans laquelle elle déborde dans la canalisation 42 d'évacuation de la phase aqueuse et parvient à la purge, sous l'action de la pesan- teur La phase du solvant atteignant la partie supérieure de la colonne 12 est alors évacuée par la canalisation 22. Le débit d'extraction du mélange des phases aqueuse et du solvant par la pompe 26 est réglé de manière qu'il soit supérieur au débit de transmission de phase aqueuse dans la canalisation 17 de transmission. L'un des avantages de l'invention est qu'elle ne met pas en oeuvre des instruments pour la détection d'une interface dans la colonne 12 Un autre avantage est que l'installation d'extraction par un solvant est en grande partie auto-régulée, pourvu que le débit du mélange de phases provenant de la colonne 12 soit supérieur au débit de la phase aqueuse transmis à la colonne 12. Il faut noter qu'il n'existe aucune interface entre les phases aqueuse et du solvant dans la colonne 12 au- dessous de l'alimentation 16 en phase aqueuse lors du fonctionnement de l'installation selon l'invention. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un réservoir de séparation des phases placé au-dessus de la colonne afin que l'évacuation de la phase du solvant et de la phase aqueuse qui ont été séparées soit assurée à partir du réservoir sous l'action de la pesanteur, un dispositif tel qu'une pompe peut être utilisé pour l'évacuation de la phase du solvant et/ou de la phase aqueuse du réservoir Le cas échéant, le réservoir peut être placé au-dessous de la partie supérieure de la colonne, lorsqu'un tel dispositif de pompage est utilisé. L'extraction du mélange des phases doit être réalisé au-dessous du niveau du plateau de dispersion le plus bas. La canalisation 40 de retour de la phase du solvant peut rejoindre la colonne en position intermédiaire le long de celle-ci, dans certaines applications de l'invention. L'invention a en particulier des applications dans le traitement des matériaux nucléaires, mais elle peut aussi être utilisée dans des industries autres que l'indus- trie nucléaire. REVENDICATIONS 1 Installation d'extraction par un solvant, compre- nant une colonne ( 12) de mélange de phases de type pulsé, un dispositif ( 18) destiné à transmettre une phase continue de solvant à la colonne, et un dispositif ( 18) destiné à transmettre, à contre-courant, une phase aqueuse dispersée à la colonne afin que les phases soient mélangées, caracté- risée par un dispositif ( 26) d'extraction de la colonne du mélange des phases aqueuse et du solvant, un dispositif ( 32) de séparation du mélange des phases, destiné à rece- voir le mélange des phases provenant du dispositif d'ex- traction, et un dispositif ( 40) destiné à renvoyer la phase de solvant qui est séparée du dispositif de séparation à la colonne, le dispositif d'extraction ( 26) étant destiné à retirer le mélange des phases avec un débit supérieur au débit de transmission de la phase aqueuse à la colonne par le dispositif de transmission de la phase aqueuse. 2 Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la phase du solvant qui est séparée est destinée à être renvoyée au dispositif ( 18) de transmission de phase du solvant par le dispositif ( 40) de retour de la phase séparée du solvant afin qu'elle revienne dans la colonne. 3 Installation selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la phase du solvant qui est séparée est destinée à être renvoyée à la colonne ( 12) à un emplacement intermédiaire de celle-ci. 4 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que la colonne ( 12) a plusieurs plateaux perforés ( 14) de dispersion qui sont espacés axialement et placés le long de la colonne, le dispositif ( 18) de transmission de la phase continue du solvant est raccordé à la colonne à un emplacement infé- rieur au plateau de dispersion qui est le plus bas, et le dispositif d'extraction ( 26) est destiné à extraire le mélange des phases de la colonne au-dessous de l'emplacement du dispositif de transmission de la phase continue du solvant. Installation selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de retour de la phase séparée du solvant comporte une pompe. 6 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de transmission de la phase aqueuse dispersée comporte une entrée débouchant dans la colonne, une sortie ( 22) de la phase continue du solvant de la colonne est placée au- dessus de l'entrée, et le dispositif de séparation ( 32) a un emplacement supérieur à celui de la sortie. 7 Installation selon la revendication 5, caracté- risée en ce que le dispositif de transmission de la phase aqueuse dispersée comporte une entrée dans la colonne, une sortie ( 22) de la phase continue du solvant de la colonne est placée au-dessus de l'entrée, et le dispositif ( 32) de séparation est placé au-dessous de la sortie. 8 Installation selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que la phase aqueuse séparée est destinée à être évacuée du dispositif de séparation par une pompe. 9 Procédé d'extraction par un solvant dans une colonne pulsée, caractérisé en ce qu'il comprend la trans- mission d'une phase aqueuse dispersée et d'une phase continue de solvant à la colonne ( 12) à contre-courant, l'extraction du mélange de phases de la colonne, la sépara- tion du mélange de phases, et le retour à la colonne de la phase séparée du solvant, l'extraction du mélange de phases étant réalisée avec un débit supérieur au débit de trans- mission de la phase aqueuse à la colonne. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la phase séparée du solvant est renvoyée à la phase continue du solvant transmise à la colonne afin qu'elle revienne dans la colonne. 11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la phase séparée du solvant est renvoyée à un emplacement intermédiaire de la colonne. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 11, dans lequel le mélange des phases est extrait de la colonne au-dessous de l'introduction de la phase continue du solvant dans la colonne. 13 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 12, caractérisé en ce que le mélange des phases est extrait de la partie inférieure de la colonne, et le débit d'extraction du mélange de phases est tel qu'il empêche la formation d'une interface des phases aqueuse et du solvant dans la colonne au-dessous de l'entrée de la phase aqueuse dispersée dans la colonne. 14 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 13, caractérisé en ce qu'une pompe facilite le retour de la phase séparée du solvant vers la colonne. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 14 au traitement de matières nucléaires par extraction par un solvant.