Brevet FR2967668A1 — publié le 20120525

Procédé de préparation de solutions concentrées d'hypochlorite de métal alcalin La présente invention concerne un procédé de préparation de solutions concentrées d'hypochlorite de métal alcalin. L'invention a plus particulièrement pour objet un procédé de préparation de javel concentrée pouvant avoir une teneur en chlore supérieure à 100° chlorométriques, et présentant une faible teneur en chlorates. Un procédé de synthèse de javel concentrée est décrit dans la demande de brevet EP0527083. La synthèse se fait par réaction d'une molécule de chlore sur de la soude. De par sa concentration, cette javel dite « haut titre » est particulièrement intéressante économiquement puisqu'elle permet de limiter les coûts de transport. En effet la quantité d'eau dans une javel haut titre étant plus faible que dans une javel standard, on transporte moins d'eau pour une même quantité de javel. D'autre part, la javel Haut titre obtenue par le procédé ci-dessus, contient peu de sel après dilution, ce qui apporte une grande stabilité dans le temps. Néanmoins, la synthèse de javel à haute concentration conduit à favoriser des réactions parasites telle que celle conduisant à la formation de chlorate suivant la réaction suivante : 3 NaC1O -).NaC1O3 + 2 NaCl Cette réaction conduit généralement à la formation de chlorate lors de la synthèse, en plus grande quantité dans la Javel haut titre par rapport aux Javel obtenues par d'autres procédés. 2 Or, la présence de chlorate dans la javel constitue un inconvénient majeur lorsque celle-ci doit par exemple être ajoutée à de l'eau potable. En effet, lorsque l'on ajoute de la javel à de l'eau potable, les réglementations imposent le plus souvent une très faible teneur en chlorate. On a maintenant trouvé un procédé de préparation de solutions concentrées d'hypochlorite de métal alcalin, présentant une faible teneur en chlorates. L'invention est un procédé de préparation d'une solution concentrée d'un hyopochlorite de métal alcalin par réaction du chlore et d'une solution d'hydroxyde du métal alcalin correspondant en présence de cristaux de chlorure de métal alcalin dans lequel dans un récipient de volume « Vr » essentiellement vertical dont la partie basse à une section inférieure à la section de sa partie haute : a) on injecte dans la partie basse du chlore et une solution d'hydroxyde de métal alcalin, b) dans la partie haute, on prélève la solution d'hypochlorite selon un débit « Qs », (i) une partie constitue la production de la solution concentrée d'hypochlorite, (ii) l'autre partie est recyclée dans la partie basse du récipient, c) on purge les cristaux de chlorure de métal alcalin près de l'extrémité inférieure de la partie basse du récipient, d) on ajuste le recyclage et l'injection des réactifs de l'étape a) de telle sorte que les cristaux de chlorure de métal alcalin sont fluidisés essentiellement dans la partie basse du récipient, et caractérisé en ce que les chlorates sont présents en une quantité comprise entre 3 0,01% en poids et 0,2% en poids en conduisant le procédé dans les conditions ci-dessous : 0,01% On injecte la solution d'hydroxyde de métal alcalin par 7 la tubulure 13 et le chlore par la tubulure 12. Par la tubulure 14 on extrait le chlorure de métal alcalin. Exemple 1 (comparatif) Un dispositif selon la figure 1 de caractéristiques suivantes est utilisé : Le réacteur utilisé est constitué de trois parties : * Une partie inférieure conique ( phi 1300, h = 1900) reçoit le retour de la boucle de refroidissement. * Une partie intermédiaire cylindrique ( phi 1300, h = 3500) constitue la zone de réaction et de fluidisation ; * Une partie supérieure cylindro-conique ( phi 3500, h = 1900) dite zone de décantation. Les réactifs sont injectés au pied de la partie intermédiaire. Le départ de la boucle de refroidissement est en bas de la partie cylindrique alors que la sortie du produit fini se fait dans la partie supérieure. Le volume du récipient est de 15 m3. La partie basse représente 37 % du volume du récipient. Le rapport des sections est de 7. Le débit de recyclage est de 60 m3 par heure. Un échangeur thermique refroidit de 30°C à 20 °C. On injecte 1270 kg/h de NaOH (soude 50 %), 1100 kg/h de chlore 97 %, 1200 kg/h d'eau en amont de la pompe de recirculation. On produit 3 m3/h de solution d'hypochlorite de sodium à 27 % de C12 actif et 600 kg/h de cristaux NaCl. Après le soutirage la javel est diluée de 27 à 25 % de chlore actif. La perte journalière moyenne sur 7 jours est de l'ordre de 0,35 % de chlore actif à 17°C. 8 Le taux de chlorate avant dilution est de 0,26% en poids par rapport au poids total de la solution de Javel. Exemple 2 (invention) On reproduit l'exemple 1 en changeant les paramètres suivants . T = 30°C temps de séjour : 3h concentration en chlorate obtenue : 0.16% en poids par rapport au poids total de la solution de Javel Exemple 3 (invention) On reproduit l'exemple 1 en changeant les paramètres 15 suivants : T = 25°C temps de séjour : 5h concentration en chlorate obtenue : 0.13% par rapport au poids total de la solution de Javel 20 Exemple 4 (invention) On reproduit l'exemple 1 en changeant les paramètres suivants . 25 T = 20°C temps de séjour : 3h concentration en chlorate obtenue : 0.04% par rapport au poids total de la solution de Javel 30 REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'une solution concentrée d'un hypochlorite de métal alcalin par réaction du chlore et d'une solution d'hydroxyde du métal alcalin correspondant en présence de cristaux de chlorure de métal alcalin dans lequel dans un récipient de volume « Vr » essentiellement vertical dont la partie basse a une section inférieure à la section de sa partie haute . a) on injecte dans la partie basse du chlore et une solution d'hydroxyde de métal alcalin, b) dans la partie haute on prélève la solution d'hypochlorite selon un débit « Qs », (i) une partie constitue la production de la solution concentrée d'hypochlorite, (ii) l'autre partie est recyclée dans la partie basse du récipient, c) on purge les cristaux de chlorure de métal alcalin près de l'extrémité inférieure de la partie basse du récipient, d) on ajuste le recyclage et l'injection des réactifs de l'étape a) de telle sorte que les cristaux de chlorure de métal alcalin sont fluidisés essentiellement dans la partie basse du récipient, et caractérisé en ce que les chlorates sont présents en une quantité comprise entre 0,01% en poids et 0,2% en poids en conduisant le procédé dans les conditions ci-dessous : 0,01% 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rapport de la section de la partie haute du récipient à la section de la partie basse est supérieure à 1,2 et de préférence compris entre 2 et 12. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le volume de la partie basse représente au moins 30 % du volume total du récipient et de préférence 40 à 60 %. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on effectue l'étape b) en soutirant la production de la solution concentrée d'hypochlorite à l'extrémité supérieure de la partie 25 haute et on prélève la solution d'hypochlorite pour le recyclage à un point situé dans la partie haute mais en-dessous du soutirage. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que 30 le prélèvement pour le recyclage s'effectue à mi-hauteur de la section haute.20