Brevet FR2751948A1 — publié le 19980206

L'invention se rapporte au stockage en cuve de produits instables liquides à température ambiante ou en solution dans un solvant. La fabrication de composants qui doivent obéir à des normes de qualité de plus en plus exigeantes a conduit corrélativement au développement du stockage sur le site même de leur production, de produits chimiques, liquides à température ambiante ou en solution intervenant dans le procédé mis en oeuvre pour leur fabrication. Certains de ces produits ou solutions, de par leur structure chimique et leur degré de pureté sont instables et ont tendance à se décomposer plus ou moins rapidement et plus ou moins violemment. I1 s'est donc avéré indispensable de développer des systèmes de sécurité autour de ces stockages en cuve. Jusqu'à présent, les seuls dispositifs connus pour limiter les risques liés à la décomposition de ces produits ou solutions sont essentiellement à base d'arrosage de la cuve les contenant. Or, cette solution est peu satisfaisante lorsque la cuve est en matériau ayant une faible conductivité thermique notamment lorsqu'elle est en polymère tels que le polyéthylène haute densité (PEHD), le polytétrafluoroéthylène (PTFE), les polyfluoroalkyles (PFA) et le polydifluorure de vinyle (PVDF). Cette faible efficacité peut conduire à une déformation irréversible de la cuve de stockage. La Demanderesse a donc cherché à développer un système de sécurité qui résolve les problèmes énoncés et qui soit facilement implantable sur les sites de fabrication qui ne sont pas par nature destinés à stocker des produits chimiques notamment sur des sites de fabrication de composants électroniques. L'invention a pour objet un ensemble constituant une unité de stockage d'un produit chimique liquide ou en solution, comprenant au moins une cuve de stockage dudit produit ou solution, au moins un réservoir de stabilisant chimique et au moins un conduit muni d'une vanne V1 et reliant ledit réservoir à ladite cuve, caractérisé en ce que a) la cuve de stockage comporte au moins un moyen de mesure de la décomposition dudit produit ou solution, au moins un moyen d'agitation dudit produit ou solution, au moins un moyen de vidange etseventuellementvun évent, et b) le fonctionnement de la vanne du conduit reliant le réservoir de stabilisant à la cuve de stockage est asservi au moyen de mesure de la cuve de stockage dudit produit chimique. Par cuve de stockage, on entend notamment les cuves fermées dites cuves de stockage vrac, telles que les connaît l'homme du métier. Elles sont en un matériau compatible avec le produit à stocker tel que l'acier inoxydable, l'acier vitrifié ou un polymère tel que par exemple, le PEHD, le PTFE, le PFA ou le PVDF, et leur volume dépend de la quantité de produit à stocker ; ce volume est de l'ordre de 5 m3 à 100 m3 et de préférence de 3 10 à 30 m3. La plupart de ces cuves sont munies d'un évent qui permet d'éviter les surpressions à l'intérieur de celles-ci. Par stabilisant chimique, on entend tout produit seul ou en mélange avec d'autres, que l'on peut ajouter, dans une proportion en général inférieure à 5 % et de préférence autour de 1 %, à un produit liquide ou à une solution, pour rendre ces derniers plus stables sans pour autant modifier notablement leurs qualités intrinsèques. Leur choix est à la portée de lthomme du métier et dépend essentiellement du produit ou de la solution à stabiliser. Le réservoir de stabilisant est en un matériau insensible à ceux-ci, tel que les aciers inoxydables, l'acier vitrifié ou un polymère tel que le PEHD, le PTFE, le PFA ou le PVDF ; son volume est de l'ordre de 50 dm3 à 5 m3 et de préférence de 100 dm3 à 300 dm3. Par moyen de mesure de la décomposition du produit stocké, on entend tout moyen de mesure d'un ou plusieurs paramètres dont la variation permet de détecter le début de la décomposition dudit produit chimique. Il s'agit notamment des moyens de mesure de la température tels que les sondes de température ou de pression à l'intérieur de la cuve de stockage lorsque la cuve n'est pas munie d'un évent ou encore du débit de gaz à la sortie de l'évent, si la cuve de stockage en est équipée. L'invention a aussi pour objet un ensemble tel que défini précédemment caractérisée en ce que le moyen de mesure est un débitmètre mesurant le volume de gaz s'échappant de la cuve par l'évent. Par moyen d'agitation, on entend tout moyen permettant la dispersion rapide du stabilisant dans le produit ou dans la solution à stabiliser. L'invention a notamment pour objet un ensemble tel que défini précédemment dans lequel le moyen d'agitation consiste en un système de barbotage de gaz se trouvant à l'intérieur de la cuve stockage dudit produit chimique, et de préférence un système de barbotage d'air ou d'azote. L'invention a principalement pour objet un ensemble tel que défini plus haut dans lequel le réservoir de stabilisant est positionné par rapport à la cuve de stockage de manière à ce que lesdits stabilisants s'écoulent dans ladite cuve par simple gravité, ou encore un ensemble dans lequel le réservoir de stabilisant est pressurisé par un gaz inerte ou de l'air. L'asservissement du fonctionnement de la vanne V1 du conduit reliant le réservoir de stabilisant à la cuve de stockage est réalisé notamment dans une variante de la présente invention au moyen d'un automate programmable gérant l'ouverture de ladite vanne qui est notamment une électrovanne ou une vanne pneumatique. Lorsqu'il est indiqué que le fonctionnement de la vanne V1 du conduit est asservi au moyen de mesure, cela signifie que celle-ci ne s'ouvre pour libérer le stabilisant que dès qu'un des paramètres mesurés atteint une valeur Vo indicative du début de la décomposition du produit stocké. L'invention a plus particulièrement pour objet un ensemble tel que défini précédemment dans lequel le fonctionnement du moyen d'agitation est asservi soit à l'ouverture de la vanne V1 dudit conduit, soit au moyen de mesure de la cuve de stockage. Lorsqu'il est indiqué que le moyen d'agitation est asservi à l'ouverture de la vanne V1 cela signifie qu'il ne se met en route que lorsque celle-ci s'ouvre pour libérer le stabilisant. Comme moyen d'asservissement, on peut notamment citer un automate programmable gérant de manière simultanée l'ouverture de la vanne V1 et le déclenchement de l'agitation. Selon une variante de la présente invention le réservoir de stabilisant et le moyen de barbotage sont reliés par deux conduits munis chacun d'une vanne V2 et V3 et notamment une électrovanne ou une vanne pneumatique, à un même générateur d'air ou d'azote comprimé tel qu'un compresseur ou une bouteille d'air ou d'azote comprimé, lesdites vannes V2 et V3 étant asservies au moyen de mesure de la cuve de stockage dudit produit chimique. Comme moyen d'asservissement desdites vannes, on peut notamment citer un automate programmable gérant l'ouverture simultanée desdites vannes V1, V2 et V3. L'invention a tout particulièrement pour objet un ensemble tel que défini précédemment caractérisé en ce que le produit chimique stocké est du peroxyde d'hydrogène ultra pur non stabilisé. Par peroxyde d'hydrogène ultra pur non stabilisé, on entend une solution aqueuse du peroxyde d'hydrogène de 30 à 60 % en poids et qui contient moins de 100 ppb et de préférence moins de 10pub en impuretés telles que des cations métalliques. L'invention a aussi pour objet un procédé de mise en oeuvre de l'ensemble tel que décrit précédemment caractérisé en ce que lorsque le paramètre permettant de détecter le début de décomposition atteint une valeur Vo, celui-ci provoque l'ouverture de la vanne V1 du conduit reliant le réservoir de stabilisant et la cuve de produit chimique et l'introduction de gaz via le dispositif de barbotage permettant ainsi une dispersion efficace du stabilisant. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention lorsque le paramètre permettant de détecter le début de décomposition atteint une valeur V0, celui-ci provoque l'ouverture simultanée des vannes V1,V2 et V3, et le gaz se détend alors en permettant à la fois l'agitation à l'intérieur de la cuve et l'expulsion des stabilisants de son réservoir vers la cuve de stockage. L'invention a enfin pour objet un ensemble tel que défini précédemment caractérisé en qu'il est situé sur le site d'utilisation du produit chimique ou de la solution stockée, notamment sur un site de production de composants électroniques. L'installation suivante illustre l'invention sans toutefois la limiter ; il s'agit d'une installation de stockage d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 35 % en poids et comprenant moins de 10pub d'impuretés sous forme de cations métalliques. Cette installation comprend une cuve fermée de 15m3 en PTFE munie d'un évent, et d'une vidange qui est reliée par un conduit muni d'une vanne, à un réservoir situé au-dessus de la cuve, pouvant contenir jusqu'à 150 kg de stabilisant chimique. A l'intérieur de la cuve se trouve un moyen de barbotage de gaz relié à une source d'air comprimé (compresseur ou bouteilles) ; un débitmètre permettant de mesurer le volume d'oxygène produit par la décomposition du peroxyde d'hydrogène est adapté à l'évent de ladite cuve. 3 Lorsque le débit d'oxygène atteint environ lm Iheure, cela provoque l'ouverture de la vanne et la décharge subséquente du stabilisant dans la cuve par simple gravité, ainsi que le barbotage simultané de l'air à l'intérieur de la cuve. Lorsque la solution est stabilisée la cuve est vidangée. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la vidange de la cuve qui peut durer de 1 à 2 heures, est commencée avant l'envoi du stabilisant. REVENDICATION8 1. Ensemble constituant une unité de stockage d'un produit chimique liquide ou en solution, comprenant au moins une cuve de stockage dudit produit ou solution, au moins un réservoir de stabilisant chimique et au moins un conduit muni d'une vanne (V1) reliant ledit réservoir à ladite cuve, caractérisé en ce que - la cuve de stockage dudit produit chimique comporte au moins un moyen de mesure de la décomposition dudit produit ou solution, au moins un moyen d'agitation dudit produit ou solution, au moins un moyen de vidange et éventuellement un évent, - le fonctionnement de la vanne (V1) du conduit reliant le réservoir de stabilisant à la cuve de stockage est asservi au moyen de mesure de la cuve de stockage dudit produit chimique. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure est un débitmètre mesurant le volume de gaz s'échappant de la cuve par l'évent. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'agitation consiste en un système de barbotage de gaz se trouvant à l'intérieur de la cuve stockage dudit produit chimique. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le réservoir de stabilisant est positionné par rapport à la cuve de stockage de manière à ce que lesdits stabilisants s'écoulent dans ladite cuve par simple gravité. 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le réservoir de stabilisant est pressurisé par un gaz inerte tel que l'azote ou de l'air. 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'asservissement du fonctionnement de la vanne (V1) du conduit reliant le réservoir de stabilisant à la cuve de stockage est réalisé au moyen d'un automate programmable gérant l'ouverture de ladite vanne qui est notamment une électrovanne ou une vanne pneumatique. 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fonctionnement du moyen d'agitation est asservi soit à l'ouverture de la vanne (V1) du conduit reliant le réservoir de stabilisant et la cuve de stockage, soit au moyen de mesure de la cuve de stockage dudit produit. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4 ou 6 à 7 dans lequel le réservoir de stabilisant et le moyen de barbotage sont reliés par deux conduits munis chacun d'une vanne (V2 et V3) et notamment une électrovanne ou une vanne pneumatique, à un même générateur d'air ou d'azote comprimé tel qu'un compresseur ou une bouteille d'air ou d'azote comprimé, lesdites vannes (V2 et V3) étant asservies au moyen de mesure de la cuve de stockage dudit produit chimique. 9. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel le produit chimique stocké est de peroxyde d'hydrogène ultra pur non stabilisé. 10. Procédé de mise en oeuvre de l'ensemble tel que défini à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lorsque le paramètre permettant de détecter le début de décomposition atteint une valeur (V0), celui-ci provoque l'ouverture de la vanne (V1) du conduit reliant la cuve de stabilisant et la cuve de produit chimique et l'introduction de gaz via le dispositif de barbotage permettant ainsi une dispersion efficace du stabilisant. 11. Variante du procédé selon la revendication 10 dans lequel l'ouverture simultanée des vannes (V1, V2 et V3) permet à la fois l'agitation à l'intérieur du réservoir et l'expulsion du stabilisant vers la cuve de stockage. 12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est situé sur le site d'utilisation dudit produit chimique ou de la solution stockée et notamment sur un site de production de composants électroniques.