INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Des modes de réalisation du dispositif et du procédé selon les aspects précités ainsi que d’autres caractéristiques et avantages vont apparaître à la lecture de la description qui suit, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence au dessin suivant.
Liste des figures La montre une représentation schématique d’un dispositif selon la présente invention dans laquelle l’effluent de combustion est notamment envoyé dans l’unité de captage de dioxyde de carbone.
Dans la présente description, le terme « comprendre » est synonyme de (signifie la même chose que) « inclure » et « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut le terme exclusif et fermé « consister ». En outre, dans la présente description, un effluent comprenant essentiellement ou uniquement un composé A correspond à un effluent comprenant au moins 95% en poids, préférablement au moins 98% en poids, très préférablement au moins 99% en poids, de composé A.
Dans la présente description, le terme « solvant physique » est synonyme de (signifie la même chose que) solvant formant des liaisons faibles (e.g. liaison hydrogène, liaison de van der Waals) avec le soluté, solvant ne formant pas de liaison forte (e.g. liaison covalente, liaison ionique) avec le soluté.
La présente invention peut se définir comme un dispositif et un procédé comprenant un enchainement d’opérations unitaires permettant de produire des hydrocarbures de synthèse, tels que des carburants de synthèse, par exemple de l’essence, du kérosène, du gazole et/ou du naphta ou des bases lubrifiantes, préférablement de très haute qualité à partir de dioxyde de carbone issu d’une unité de captage.
Le dispositif et le procédé selon l’invention sont notamment caractérisés en ce qu’ils comprennent et utilisent des unités de captage de dioxyde de carbone, de conversion du gaz à l'eau inversée (RWGS), de synthèse Fischer-Tropsch (FT), et de traitement à l’hydrogène (hydrotraitement, et/ou d’hydrocraquage et/ou d'hydroisomérisation) des coupes hydrocarbonées issues de l’unité réactionnelle FT et de combustion des sous-produits hydrocarbonés gazeux du procédé (RWGS et synthèse Fischer-Tropsch et post-traitement). Avantageusement, l’hydrogène nécessaire peut être produit par une unité d’électrolyse de l’eau, ladite eau pouvant provenir des unités réactionnelles de RWGS et de Fischer-Tropsch.
Une des caractéristiques de la présente invention peut être résumée en l’utilisation de dioxyde de carbone pour la production de carburants de synthèse, de l’essence, du kérosène, du gazole et/ou du naphta ou des bases lubrifiantes de très haute qualité. La présente invention repose également sur la présence d’une unité de combustion à l’air qui permet de produire un effluent gazeux riche en dioxyde de carbone par combustion des sous-produits hydrocarbonés gazeux du procédé (RWGS et synthèse Fischer-Tropsch et post-traitement) qui permet une production améliorée des produits d’intérêt.
En outre, le dégagement de chaleur généré par la combustion peut avantageusement être utilisé pour apporter des calories à l’unité réactionnelle de RWGS et/ou l’unité de captage de dioxyde de carbone (2). Cet apport de calories peut se faire par exemple par échange de chaleur avec : - le gaz de combustion au sein de la chambre de combustion ; et/ou - l’effluent gazeux à haute température en aval de la chambre de combustion ; et/ou - de la vapeur d’eau générée par l'unité réactionnelle de combustion à l’air et/ou par l’échange thermique avec l’effluent gazeux de combustion.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la présente invention permet également de minimiser la quantité d’énergie carbonée externe au procédé et donc l’impact sur l’environnement, au moyen d’une intégration énergétique originale basée sur l’utilisation de la chaleur en sortie de l’unité réactionnelle Fischer-Tropsch et optionnellement de l’unité réactionnelle de RWGS, pour désorber le dioxyde de carbone, par exemple complexé à de l’amine dans l’unité de captage de dioxyde de carbone et plus particulièrement dans une unité de régénération du solvant.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, de l’électricité peut être également produite par une turbine alimentée par un effluent issu de l’unité réactionnelle Fischer-Tropsch et/ou par de la vapeur d’eau (e.g. produite en sortie de l’unité réactionnelle Fischer-Tropsch et/ou de l’unité réactionnelle de RWGS), cette électricité permettant par exemple d’apporter des calories au dispositif selon l’invention, par exemple à l’unité réactionnelle de RWGS.
Depuis le milieu du XX ème siècle, le recyclage du plastique PVC impliquant une action chimique a fait l’objet de nombreux travaux visant, dans une première étape, à solubiliser la résine PVC avec une proportion variable d’additifs puis, dans une deuxième étape, à récupérer ladite résine selon divers processus chimiques (précipitation, évaporation, etc.) en présence de tout ou partie des additifs solubles. Pour exemple, les brevets EP0945481, EP1268628 et EP2276801 visent à recycler respectivement des objets divers à base de PVC (tuyaux souples ou rigides, châssis de fenêtre, câbles, etc.) et spécifiquement des objets à base de PVC renforcés par des fibres (bâches, revêtements de sols, etc.) selon un procédé mettant en œuvre une première étape de dissolution dans un solvant organique de la résine PVC et des additifs solubles, suivie d’une deuxième étape de précipitation à la vapeur d’eau permettant la récupération de la résine et de la majorité des additifs.
Le maintien desdits additifs au sein du PVC ainsi récupéré pour être recyclé n’est toutefois pas toujours souhaitable. Par exemple, l’évolution au cours du temps des réglementations qui les concernent est impactante. Ainsi, certains plastifiants appartenant à la famille des phtalates, notamment largement utilisés pour formuler les PVC dits « souples » il y a une quarantaine d’années, ont été progressivement soumis à autorisation en Europe sur la base du règlement REACH qui vise, depuis fin 2006, à sécuriser la fabrication et l’utilisation des substances chimiques dans l’industrie européenne et, finalement, progressivement exclus des additifs utilisables. C’est notamment le cas pour la liste non exhaustive des phtalates suivants : phtalate de dibutyle (DBP), phtalate de dioctyle ou de diéthylhexyle (DOP ou DEHP), phtalate de benzyle et butyle (BBP), phtalate de diisobutyle (DIBP), phtalate de dipentyle (DPP), phtalate de diisopentyle, phtalate de n-pentyle et isopentyle, phtalate de dihexyle, etc.
Ces nouvelles réglementations conduisent aujourd’hui à l’interdiction de la présence de tels composés dans des matières premières recyclées (MPR). En tenant compte de la durée de vie souvent très longue des objets à base de PVC (plusieurs dizaines d’années), les objets à base de PVC formulés antérieurement à fin 2006 et aujourd’hui en fin de vie ne peuvent être recyclés via des méthodes de régénération conduisant au maintien de ces additifs interdits, que lesdites méthodes soient conventionnelles, comme les procédés de recyclage mécanique, ou non, comme les exemples de procédé par dissolution/précipitation cités ci-dessus.
Par ailleurs, les plastifiants phtalates utilisés aujourd’hui en Europe (phtalates dits REACH compatibles) et dans le reste du monde représentent des additifs à forte valeur ajoutée qui ne sont pas en l’état valorisés lors de leur maintien dans la matière première recyclée PVC. En effet, ce sont des produits coûteux, présents dans des proportions non négligeables dans les formulations initiales des PVC (plusieurs dizaines de pourcents) et ne permettant pas de conférer directement à la MPR PVC les propriétés de souplesse ad hoc . L’apport de plastifiants « frais » en quantité conséquente est alors indispensable à la réemployabilité de la matière PVC recyclée.
Par le passé, quelques travaux ont porté sur la mise en contact de plastiques PVC contenant des phtalates avec des solutions aqueuses basiques fortement concentrées (essentiellement NaOH) pour transformer lesdits phtalates et extraire le(s) produit(s) résultant(s) : un sel de l’acide phtalique et d’éventuels produits de dégradation en fonction des conditions opératoires associées. Cette réaction chimique a été opérée conjointement ou en amont d’une étape de déchloration du PVC, permettant alors d’obtenir un résidu non chloré et majoritairement exempt de phtalates pour permettre sa valorisation énergétique. La réalisation d’une telle étape en amont à la déchloration, et assistée par des hautes fréquences ou micro-ondes, présente l’avantage de récupérer un sel d’acide phtalique valorisable, comme cela a été étudié dans les documents suivants : brevet JP3929352 ; F. Osada et al. , 2010, « Deplasticization and dechlorination of flexible polyvinyl chloride in NaOH solution by microwave heating », J. Mater. Cycles Waste Manag., 2010, 12, 245 ; S. M. Shin et al. , « Elution Behavior of Additive Agent from Flexible PVC », 2001, Chawon Rissaikuring, 10, 6, 3. Cette mise en œuvre présente néanmoins les inconvénients majeurs suivants : elle nécessite l’emploi de bases fortement concentrées, elle conduit à l’obtention non pas de l’acide phtalique mais de son sel associé et l’extraction des phtalates n’est pas optimisée et ne répond pas à la réglementation REACH applicable depuis 2006 pour la récupération d’un composé valorisable comme matière première recyclée.
Ainsi, pour atteindre au moins l'un des objectifs susvisés, parmi d’autres, la présente invention propose, selon un premier aspect, un procédé de récupération de l’acide phtalique (AP) et d’un plastique PVC cible réutilisable à partir d’une charge de PVC contenant au moins un phtalate en deux temps : - une première série d’étapes : les étapes a) à d), et les étapes optionnelles e), f1), f2), permettant d’obtenir le plastique PVC cible et, notamment par la mise en œuvre d’une réaction d’alcoolyse, au moins un produit intermédiaire de type dialkylphtalate, qui est aisément séparable , - une deuxième série d’étapes : les étapes g) et h) mettant notamment en œuvre une réaction d’hydrolyse du dialkylphtalate généré lors de la première série, et permettant d’obtenir in fine au moins un flux d’acide phtalique solide afin de récupérer l’acide phtalique.
Le procédé selon l’invention permet ainsi de produire une poudre d’acide phtalique de bonne pureté à partir d’une charge PVC, typiquement un déchet PVC, sans consommation stœchiométrique de base ni d’acide.
Plus précisément, la première série d’étapes comprend les étapes a) à d) suivantes, qui sont également décrites dans la demande de brevet français déposée sous le numéro 21/05.299 : a) une extraction solide-liquide d’une charge de PVC sous forme de particules par mise en contact des particules de ladite charge avec un solvant comportant au moins un alcool de formule C n H 2n+1 OH, n entier positif inférieur à 4 ou supérieur à 8, pour produire une phase liquide enrichie en ledit phtalate et une phase solide comportant du plastique PVC appauvri en ledit phtalate ; b) la transformation chimique dudit phtalate de la phase liquide en dialkylphtalate de formule C 6 H 4 (COOC n H 2n+1 ) 2 par transestérification au moyen dudit alcool (alcoolyse) pour enrichir ladite phase liquide en ledit dialkylphtalate ; c) une séparation solide-liquide entre ladite phase solide et ladite phase liquide pour produire au moins un flux solide comportant le plastique PVC appauvri en ledit phtalate afin de récupérer le plastique PVC cible ; d) une séparation (gaz-liquide ou liquide-liquide) de la phase liquide, pour produire au moins un premier effluent liquide comportant le dialkylphtalate et un deuxième effluent liquide comprenant le solvant.
La première série d’étapes peut également comprendre les étapes e), f 1 ), f 2 ) suivantes, également décrites dans la demande de brevet français déposée sous le numéro 21/05.299 : e) une purification optionnelle du premier effluent liquide obtenu à l’étape d) comprenant ledit dialkylphtalate, du phtalate partiellement converti et/ou non converti à l’étape b) et éventuellement des impuretés solubles, pour produire un produit liquide consistant essentiellement en ledit dialkylphtalate, et un résidu liquide comprenant dudit phtalate partiellement converti et/ou non converti à l’étape b) et éventuellement lesdites impuretés solubles ; f) une étape optionnelle supplémentaire f 1 ) et/ou étape optionnelle supplémentaire f 2 ) de transformation chimique par transestérification dudit phtalate non converti et/ou partiellement à l’étape b), en dialkylphtalate de formule C 6 H 4 (COOC n H 2n+1 ) 2 au moyen dudit alcool, ladite étape f 1 ) étant réalisée entre les étapes c) et d) par envoi de ladite phase liquide obtenue à l’issue de l’ensemble des étapes a), b) et c) dans un premier réacteur de transestérification supplémentaire pour produire un deuxième flux liquide enrichi en ledit dialkylphtalate de formule C 6 H 4 (COOC n H 2n+1 ) 2 , le deuxième flux liquide étant envoyé à l’étape d), et ladite étape f 2 ) étant réalisée successivement à l’étape e) par envoi dudit résidu liquide dans un deuxième réacteur de transestérification supplémentaire pour produire un troisième flux liquide enrichi en ledit dialkylphtalate de formule C 6 H 4 (COOC n H 2n+1 ) 2 , le troisième flux liquide étant renvoyé à l’étape d) ;
La deuxième série d’étapes du procédé selon l’invention comporte les étapes g) et h) suivantes : g) une transformation chimique du dialkylphtalate obtenu lors de l’étape d) ou lors de l’étape optionnelle e) en acide phtalique de formule C 6 H 4 (COOH) 2 par hydrolyse en présence d’eau, pour produire au moins un effluent comportant une phase aqueuse enrichie en ledit acide phtalique ; h) une étape de séparation dudit effluent obtenu à l’étape g) pour produire au moins un flux solide d’acide phtalique (acide phtalique à l’état solide, e.g. sous forme de poudre, en particulier formant des paillettes ou aiguilles).
Par conséquent, on comprend qu’il existe un besoin pour améliorer la régularité de l’atomisation d’un tel appareil. Il existe également un besoin pour permettre l’utilisation d’un tel appareil de manière fiable dans des orientations multiples.
La présente invention concerne un dispositif d’atomisation d’un produit cosmétique liquide, comprenant au moins une chambre de pulvérisation apte à contenir une quantité dudit produit cosmétique liquide à atomiser, et au moins une grille obturant un côté de la chambre de pulvérisation et pourvue d’au moins un orifice de pulvérisation en communication fluidique directe avec la chambre de pulvérisation.
Par « grille », on entend une paroi traversée par un ou plusieurs orifices pour former des gouttelettes de produit pulvérisées sous l’effet de vibrations transmises au produit cosmétique liquide.
Par « orifice de distribution en communication fluidique directe avec la chambre de pulvérisation », on entend que ledit orifice est en communication permanente avec la chambre de pulvérisation et n’est pas associé à un moyen de distribution sélective du type pompe ou valve permettant de forcer le passage du produit à travers ledit orifice.
Selon une caractéristique générale, la chambre de pulvérisation est pourvue d’au moins une entrée pour l’alimentation en produit cosmétique liquide, et d’au moins une sortie pour l’évacuation du produit cosmétique liquide qui est distincte dudit orifice de pulvérisation de la grille.
Selon une autre caractéristique générale, le dispositif comprend en outre un organe de pompage configuré pour permettre une circulation forcée du produit cosmétique liquide à travers la chambre de pulvérisation entre l’entrée et la sortie.
La circulation forcée et continue du produit cosmétique liquide à l’intérieur de la chambre de pulvérisation entre l’entrée et la sortie permet d’obtenir une atomisation ou nébulisation du produit qui est constante dans le temps et quelque soit l’orientation du dispositif. Les bulles d’air formées à l’intérieur de la chambre de pulvérisation sont évacuées grâce à la circulation forcée. Par ailleurs, le risque de fuites et de coulures du produit cosmétique le long de l’appareil est aussi limité.
Selon une première conception, le dispositif comprend en outre au moins un transducteur électromécanique apte à émettre des vibrations pour pulvériser le produit cosmétique liquide contenu dans la chambre de pulvérisation au travers dudit orifice de pulvérisation de la grille.
Selon une deuxième conception alternative, le dispositif peut être dépourvu de transducteur électromécanique. Cela est par exemple le cas lorsque le dispositif est prévu pour être disposé dans un système déjà équipé d’un transducteur électromécanique. Dans ce cas, ce transducteur électromécanique permet la pulvérisation du produit au travers du ou des orifices.
Lorsque le dispositif est équipé d’un transducteur électromécanique, celui-ci peut dans un premier mode de réalisation être solidaire de la grille pour lui transmettre les vibrations émises et pour pulvériser le produit cosmétique liquide contenu dans la chambre de pulvérisation à l’arrière de la grille.
Dans un deuxième mode de réalisation alternatif, le dispositif comprend en outre une membrane distincte de la grille, le transducteur électromécanique étant solidaire de la membrane pour lui transmettre les vibrations émises et pour pulvériser le produit cosmétique liquide contenu dans la chambre de pulvérisation entre la grille et la membrane.
Par « transducteur électromécanique solidaire de la grille, ou de la membrane », on entend que le transducteur électromécanique est fixe par rapport à la grille, ou fixe par rapport à la membrane. Le transducteur électromécanique peut être formé d’une ou de plusieurs pièces rapportées sur la grille, ou rapportées sur la membrane. Alternativement, le transducteur électromécanique peut être réalisé d’une seule pièce avec la grille, ou avec la membrane.
Le dispositif peut également comprendre des moyens d’alimentation électrique du transducteur électromécanique.
Avantageusement, la grille est pourvue d’une face avant du côté de laquelle est destiné à être pulvérisé le produit cosmétique liquide, et d’une face arrière opposée à la face avant et obturant ledit côté de la chambre de pulvérisation. Ledit orifice de pulvérisation débouche sur les faces avant et arrière de la grille.
Selon une conception particulière, l’organe de pompage peut être est une pompe péristaltique. Alternativement, il est possible de prévoir un autre type de pompe, par exemple une pompe à membrane ou valves, mues par énergie magnétique, pneumatique ou piézoélectrique, ou encore des pompes dites énergétiques ou une énergie électrique ou magnétique est transférée au fluide pour induire un déplacement du fluide.
Le dispositif peut comprendre un boîtier de préhension supportant l’organe de pompage, la grille et la chambre de pulvérisation. Lorsque le dispositif est équipé d’un transducteur électromécanique, le boîtier de préhension peut également le supporter.
Le produit cosmétique liquide à pulvériser peut être par exemple un produit de maquillage ou de soin, notamment du fond de teint.
Le dispositif 10 comprend un boîtier 12 de préhension, d’axe X-X’ longitudinal. Le boîtier 12 est représenté dans une position supposée verticale.
Le dispositif 10 comprend un réservoir 14 d’alimentation, une grille 16 de pulvérisation et un organe de pompage 18 pour l’alimentation en produit cosmétique liquide du réservoir 14. Le réservoir 14 d’alimentation et l’organe de pompage 18 sont logés à l’intérieur du boîtier 12. L’organe de pompage 18 peut par exemple être une pompe, notamment une pompe péristaltique. La grille 16 de pulvérisation est supportée par le boîtier 12. La grille 16 est disposée pour obtenir une pulvérisation du produit cosmétique hors du boîtier 12. Dans l’exemple de réalisation illustré, la grille 16 est située hors du boîtier 12. Alternativement, la grille 16 pourrait affleurer avec le boîtier 12 ou être située en léger retrait par rapport à celui-ci.
Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le dispositif 10 comprend également un transducteur 20 électromécanique pour obtenir la pulvérisation du produit cosmétique liquide contenu dans le réservoir 14 au travers de la grille 16 de pulvérisation par émission de vibrations.
Comme cela sera également décrit plus en détail par la suite, le dispositif 10 est prévu pour permettre, lors de la pulvérisation du produit cosmétique liquide à l’extérieur, une circulation forcée du produit cosmétique liquide à travers le réservoir 14.
Le réservoir 14 d’alimentation délimite intérieurement une chambre 22 de pulvérisation pour recevoir le produit cosmétique liquide à pulvériser. Le réservoir 14 comprend une paroi d’extrémité formant fond 24 et une extrémité 26 opposée ouverte. La chambre 22 de pulvérisation est délimitée d’un côté par le fond 24 et ouverte de l’autre côté au niveau de l’extrémité 26.
La grille 16 de pulvérisation obture le côté de la chambre 22 de pulvérisation qui est situé du côté de l’extrémité 26 ouverte du réservoir.
La grille 16 de pulvérisation est pourvue d’une face avant 16a orientée vers l’extérieur du côté de laquelle est destiné à être pulvérisé le produit cosmétique liquide, et d’une face arrière 16b opposée à la face avant 16a qui obture le côté de la chambre 22 de pulvérisation qui est situé du côté de l’extrémité 26 ouverte du réservoir. Les faces avant 16a et arrière 16b délimitent l’épaisseur de la grille 16.
La chambre 22 de pulvérisation délimitée par le réservoir 14 d’alimentation est obturée par la face arrière 16b de la grille de pulvérisation. La face arrière 16b de la grille de pulvérisation est en contact direct avec le produit cosmétique liquide contenu dans la chambre 22 de pulvérisation.
La grille 16 de pulvérisation comprend une pluralité d’orifices 28 de pulvérisation traversants ménagés dans son épaisseur. Les orifices 28 permettent de mettre en communication l’intérieur de la chambre 22 de pulvérisation avec l’extérieur. Les orifices 28 débouchent sur la face avant 16a de la grille de pulvérisation. Les orifices 28 débouchent également sur la face arrière 16b de la grille.
Les orifices 28 de pulvérisation s’étendent ici selon un axe Y-Y’ longitudinal qui est perpendiculaire à l’axe X-X’. L’axe Y-Y’ forme l’axe de pulvérisation du dispositif. Par « axe de pulvérisation », on entend la direction générale de pulvérisation. Alternativement, il est possible de prévoir d’autres agencements. Les orifices 28 de pulvérisation peuvent par exemple s’étendre parallèlement à l’axe X-X’.
Les orifices 28 de pulvérisation peuvent être agencés de différentes façons sur la grille 16. Par exemple, la grille 16 peut comprendre un orifice 28 central et des couronnes d’orifices 28 concentriques, les orifices d’une couronne étant espacés de manière régulière les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Bien entendu, d’autres agencements des orifices 28 peuvent être envisagés sur la grille 16. A titre d’exemple, il est par exemple possible un agencement selon un motif en étoile ou encore une répartition aléatoire des orifices. Dans l’exemple de réalisation illustré, les orifices 28 présentent une forme cylindrique et de diamètre constant. Alternativement, les orifices 28 peuvent présenter d’autres formes, par exemple conique ou encore de section polygonale, ou encore se présenter sous forme de fentes. La section des orifices 28 peut également être variable. La section des orifices 28 peut par exemple être comprise entre 2 µm et 500 µm, et de préférence entre 20 µm à 60 µm.
La grille 16 de pulvérisation est d’épaisseur sensiblement constante. La grille 16 de pulvérisation est ici plate. Alternativement, la grille 16 de pulvérisation pourrait être galbée. La grille peut par exemple être réalisée en matière métallique, par exemple en silicium, nickel, laiton, etc., ou encore être réalisée en matière synthétique. Alternativement, la grille 16 pourrait être réalisée en une seule pièce avec le réservoir 14 d’alimentation, par exemple par un amincissement local de matière.