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PERFECTIONNEMENTS A UNE-METHODE ET A UN APPAREIL DE RECUPERATION DE PHENOLS-DE LIQUEURS AQUEUSES.
L'invention se rapporte à une méthode et à un appareil de récupé- ration de phénols de liqueurs aqueuses telles que celles qu'on obtient lors de la distillation de la houille ou d'autres substances carbonées analogues, et elle s'applique spécialement au traitement de liqueurs aqueuses provenant d'une carbonisation de la houille à basse température.
Il fut trouvé que, dans une liqueur aqueuse provenant d'un pro- cessus de carbonisation à basse température, la teneur phénolique totale est en moyenne comprise entre 0,9 et 1,5%, bien qu'il soit probable que ces chiffres soient bas du fait qu'on laisse un excès d'eau diluer la liqueur.
Les phénols consistent approximativement en deux tiers de phénols monohydri- ques, où prédominent le phénol lui-même, le métacrésol et le paracrésol, et en un tiers de phénols dihydriques.
Il fut trouvé que le benzol et les huiles hydrocarbonées de basse température ne convenaient pas en tant que solvants pour l'extraction des phénols du fait qu'ils ne dissolvent pas facilement les phénols dihydriqueso
Les brevets britanniques n 512.723 et n 520.198 font connaître le procédé de récupération ou d'élimination de phénols de liqueurs aqueuses par extraction par solvants à l'aide de l'acétate butylique et le brevet bri- tannique n 520.198, celui de l'exécution du processus d'extraction à con- tre-courant.
Suivant l'invention, un procédé de récupération de phénols par extraction par solvants, de liqueurs aqueuses provenant d'un processus de distillation ou de carbonisation de la houille, utilisant l'acétate butyli- que en tant que solvant, comprend le passage vers le bas de la liqueur a- queuse, en contre-courant avec l'acétate butylique, dans une colonne ou tour
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pourvue d'une série de plateaux distributeurs, comme définis ci-après, à- fin d'assurer le mélange intime de la liqueur aqueuse et de l'acétate buty- lique, le mélange de phénols et d'acétate butylique étant ensuite fraction- né pour la séparation de l'acétate butylique et des phénols.
Il est préférable d'employer l'acétate butylique dans un rap- port d'environ un volume de solvant pour 8 volumes de liqueur aqueuse et, de préférence, dans un rapport d'acétate butylique/liqueur non inférieur à 1 à 10.
D'autre part, suivant l'invention, la liqueur aqueuse provenant de processus de distillation de la houille et contenant les phénols passe vers le bas au travers d'une colonne ou tour, en contre-courant avec lacé- tate butylique, lequel passe vers le haut. Pour assurer le mélange intime de la liqueur et du solvant, des plateaux distributeurs sont superposés dans la colonne ou tour, chaque plateau distributeur comprenant une arma- ture tronconique fixée à la base à la paroi intérieure de la colonne ou tour et pourvue d'un certain nombre de lamelles métalliques verticales, suppor- tant une partie cylindrique couverte d'une plaque perforée plateo
L'acétate butylique chargé des phénols dissous est conduit aux colonnes pour la séparation par distillation fractionnée, réalisée avanta- geusement en deux phases,
la seconde phase ou phase finale effectuant l'é- limination des derniers 10% d'acétate butylique.
La liqueur aqueuse épuisée passe, avec des traces de solvant, dans une cornue où le solvant est récupéré.
L'installation peut être construite en acier doux ou en un mé- tal autre que l'acier doux :ainsi, l'installation peut être construite en un métal résistant aux acides, ou garnie d'une substance telle que le verre ou l'acier inoxydable. Toutes les conduites de l'installation peuvent être reliées entre elles pour former un système à conduite principal, et une installation de récupération.de solvant, telle qu'une installation d'adsorp- tion à carbone actif, peut y être incorporée.
Des mesures peuvent être prises pour garantir que la liqueur qui doit être soumise à l'extraction soit neutre, ce qui préserve l'instal- lation de la corrosion. Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeu- vre dans une extraction continue à contre-courant.
Pour les matériaux de construction de l'installation, le fer, l'acier et l'acier inoxydable ne conviennent pas à la distillation finale de l'extrait concentré, et, à cet effet, une cornue et une colonne à revête- ment de verre peuvent être utilisées, particulièrement grâce au fait que les volumes en jeu dans cette phase du processus sont petits. Pour le res- tant de l'installation, la fonte ou l'acier doux peuvent être avantageuse- ment utilisés à la construction des réservoirs d'emmagasinage et analogues.
Les conduites faites de verre fabriqué et vendu sous la Marque Déposée "Pyrex" présentent aussi certains avantages du fait qu'elles résistent à la corrosion et permettent de surveiller les liquides à l'intérieur de l'installation.
Le schéma de circulation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention à une échelle commerciale est représenté à titre d'exemple par la figure 1 du dessin annexé.
La figure 2 est une vue en coupe d'une élévation d'un plateau distributeur destiné à l'emploi dans une tour de fractionnement de l'instal- lation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
A la figure 1, la liqueur aqueuse brute provenant d'un processus de distillation à basse température est conduite, au moyen de la pompe 1, vers la partie supérieure d'un appareil de lavage ou "scrubber" 2 à la va- peur de solvant. Les conduites destinées à la vapeur de solvant provenant des divers appareils de l'installation sont reliées, au moyen de la conduite principale 59, à l'appareil laveur 2, en un endroit 4 situé près de l'ex- trémité inférieure. De cette façon, toute la vapeur d'acétate butylique
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provenant de l'installation est dissoute par la liqueur aqueuse brute en- trante, ce qui réduit au minimum la perte de solvant. Un orifice de sortie du sommet de l'appareil laveur est relié à des purificateurs à oxyde de fer 3 où l'acide sulfhydrique dégagé par la liqueur entrante est absorbé.
La liqueur aqueuse brute, avec la vapeur d'acétate butylique absorbée, passent, par la conduite 5, de la base de l'appareil laveur 2 au réservoir d'alimentation en liqueur brute 6. La liqueur brute venant du réservoir 6 est conduite au moyen de la pompe 7 à un orifice d'entrée situé près du sommet de la colonne d'extraction 9, l'orifice d'entrée étant situé quel- que peu plus bas que l'orifice de sortie destiné aux phénols extraits. Un compteur 8 peut être avantageusement placé sur la conduite, entre le ré- servoir d'alimentation 6 et la colonne d'extraction 9.
Le réservoir d'alimentation en acétate butylique 10 est relié par l'intermédiaire d'une pompe 11 à un réservoir à niveau constant 13, un compteur 12 étant avantageusement placé sur la conduite, entre la pompe 11 et le réservoir 13. Le solvant venant du réservoir 13 pénètre dans la co- lonne d'extraction 9 en un point situé dans la partie inférieure de la co- lonne et à un niveau un peu plus élevé que celui de l'orifice de sortie de la liqueur épuisée. L'extraction des phénols peut être mise en oeuvre à des températures et des pressions normales ou à des températures plus élevées.
La solution des phénols dans les solvants est recueillie au sommet de la-colonne d'extraction 9 par la conduite 16 et conduite au ré- servoir à extrait 17. La pompe 18 conduit l'extrait par la conduite 19, à travers les filtres 20, à l'échangeur de chaleur vapeur/extrait 21. L'extrait passe ensuite par la conduite 22 vers la colonne de fractionnement 32. La vapeur employée dans cet échangeur de chaleur 21 est la vapeur d'acétate butylique, prise à la colonne de fractionnement 32 par la conduite 23. De l'échangeur de chaleur 21, la vapeur de solvant passe par la conduite 24 au condensateur 26. L'acétate butylique condensé s'écoule par la conduite 29 vers le réservoir à acétate butylique 10.
La conduite 64, reliant la conduite 19 au réservoir à extrait 17, fournit un moyen pour maintenir un niveau constant dans le réservoir 17, à l'aide d'un flotteur sphérique 65, monté dans le réservoir à extraite
Du sommet de la colonne de fractionnement 32, l'eau dissoute est évacuée avec une certaine dose de solvant et passe par la conduite 25 vers le condenseur 31. Le liquide condensé passe ensuite par la conduite 30 au séparateur 35 où le solvant et l'eau sont séparés, l'eau passant a- lors par la conduite 36 au réservoir à liqueur brute 6, et le solvant, par la conduite 37, au réservoir d'alimentation en solvant 10.
La ligne en pointillé 63, reliant les conduites 23 et 25, indi- que un régulateur et une vanne.
L'extrait phénolique est retiré de la base de la colonne de frac- tionnement 32 et est conduit, par la conduite 38 et le condenseur 39, au ré- servoir 40. L'extrait phénolique provenant du réservoir 40 passe dans une colonne de fractionnement (non représentée) où le restant de solvant est é- liminé par distillation.
La liqueur aqueuse, débarrassée des phénols, passe de la base de la colonne d'extraction 9, par la conduite 14, vers le réservoir 15. La liqueur débarrassée des phénols s'écoule du réservoir 15 par un trop-plein réglable et une conduite 45 vers deux échangeurs de chaleur 46 et 47, re- liés en série. L'échangeur de chaleur 46 récupère la chaleur de la liqueur de rejet chaude passant de la cornue à liqueur 49 au lieu où l'on en dis- pose définitivement. Le second échangeur de chaleur 47 récupère la chaleur du mélange de vapeur d'eau et de solvant sortant du sommet de la cornue à liqueur 49.
La liqueur débarrassée de phénols, préchauffée, passe du second échangeur de chaleur 47, par la conduite 48, à la cornue à liqueur 49 où le petit pourcentage de solvant entraîné par la liqueur débarrassée de phénols, provenant de la colonne 9, est éliminé par distillation au moyen de vapeur
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vive, avec une certaine dose d'eau, par la conduite 50 ; ce distillat passe, après avoir circulé dans l'échangeur de chaleur 47, au condenseur 52, par l'intermédiaire de la conduite 51.
Le mélange solvant-eau passe du condenseur 52 au séparateur 53.
Après séparation, l'eau passe par la conduite 54 au réservoir à liqueur bru- te 6 et le solvant passe au réservoir 10 par la conduite 55.
La liqueur débarrassée des phénols, sortant de la cornue 49, est conduite par la pompe 56 et la conduite 57 au préchauffeur 46. Après avoir circulé dans le préchauffeur 46, la liqueur sortante passe au rebut par la conduite 58.
La conduite principale 59 débouche dans l'appareil laveur de la conduite en un endroit 4 situé à son extrémité inférieure ou près de celle- ci.
La pompe à vide 60 est reliée par la conduite 61, par l'intermé- diaire du purgeur ou pot de captation 66, du condenseur 31 et de la conduite 25 à la colonne de fractionnement 32. La pompe à vide 60 est aussi reliée par la conduite 62 à la conduite d'évent principale 59. Les conduites par- tant de la pompe à vide 60 passent par des purgeurs ou des pots de captation (catch pots)..
Dans le tableau ci-dessous sont reproduits des résultats montrant le pourcentage de phénol éliminés, en appliquant le procédé suivant l'inven- tion, d'une liqueur aqueuse provenant d'un processus de distillation de houil- le à basse température, en faisant usage de divers solvants.
TABLEAU.
EMI4.1
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<tb> Dichlorure <SEP> d'é-
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<tb> Acétate <SEP> buty-
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<tb> lique <SEP> 1,2 <SEP> 0,2 <SEP> 1,0 <SEP> 83,2 <SEP> %
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# me de solvant à 8 volu-
La figure 2 représente un plateau distributeur, par moitié en élévation et par moitié en section.
Le plateau distributeur comprend une ar- mature tronconique 67 fixée à la base à la paroi périphérique intérieure de la colonne d'extraction 9 et pourvur d'une série de lamelles métalliques 68 montées verticalement sur le bord circonférentiel supérieur de l'armature tronconique 67 et portant un cylindre couvert d'une plaque perforée plate 69 d'un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la colonne 9.
REVENDICATIONS.
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