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Il est connu d'éliminer le phénol des eaux rési- duelles par épuisement au moyen de solvants. Le benzène et ses homologues conviennent particulièrement à cet effet. l'our séparer le phénol du solvant on peut opérer de deux façons différentes. On peut chasser le phénol du solvant par distillation ou bien on le recueille par réaction avec de la soude caustique sous forme du phénolate de sodium.
Ce dernier procédé est particulièrement économique car il
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épargne des dépenses de vapeur d'eau pour l'expulsion du solvant; de plus, il s'y attache de moindres dépenses d'équipement. C'est pourquoi, malgré quelques inconvénients, il a fini par s'impeser. Afin d'éviter des pertes relative- ment considérables en alcali libre, on effectue l'opération, en général, de façon discontinue, et cela en plusieurs temps, ce qui entraine à une plus grande occupation d'espace.
On a trouvé qu'on peut éviter ces inconvénients en employant pour séparer le phénol du solvant, après l'épui- sement au moyen de ce dernier, non plus une solution aqueuse d'alcali caustique mais une solution de phénolate alcalin ne contenant que peu d'alcali libre, de préférence 0,2 à 5,0 %.
Par ce moyen et malgré la faible teneur en alcali libre il est possible de recueillir des solutions ayant une teneur en alcali, par exemple en phénolate alcalin, parti- culièrement élevée. De plus, on réalise un mélange intime de la liqueur d'épuisement avec le solvant contenant du phénol, ce qui assure une extraction particulièrement complète du phénol présent dans le solvant. Contrairement à toute attente, il apparaît qu'à l'inverse de ce qui se passe lorsqu'on em- ploie de l'alcali libre il ne se forme pas d'émulsions gê- nantes et qu'il se produit au contraire une séparation rapide et complète des phases. Ces avantages permettent de réunir en une seule les installations d'épuisement employées jusqu'à ce jour et fonctionnant en plusieurs temps, ce qui simplifie d'autant la réalisation d'une opération continue.
On peut mélanger la liqueur d'épuisement avec le solvant chargé de phénol par exemple en les agitant, ou dans des colonnes garnies d'anneaux de Raschig. Il est particu-
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lièrement avantageux d'effecturn le mélange dans une pompe à vis ou une pompe rotative. La pompe à vis sans fin assure alors non seulement l'agitation mais aussi l'acheminement.du- mélange d'épuisement. Cela. dispensa d'appareils -transporteurs supplémentaires et épargne la dépense d'énergie correspondan- te. De plus, l'encombrement,peut être réduit au minimum...
On peut augmenter encore l'effet mélangeur obtenu par la turbulence de la pompe en décalant relativement l'un à l'autre les angles d'entrée et de sortie de la pompe, de sorte qu'on diminue son rendement et qu'on augmente ainsi l'effet de tourbillonnement.
On a trouvé aussi particulièrement avantageux d'em- ployer le cumène comme solvant au lieu du benzène qu'on emploie le plus souvent. Le cumène est pratiquement insoluble dans l'eau tandis qu'avec le benzène il faut s'attendre à des per- tes considérables (à la température normale l'eau peut dis- soudre jusqu'à 4 % de benzène). De plus, étant un pur hydro- carbure benzénique, le cumène résiste aussi bien aux acides forts qu'aux solutions fortement alcalines. Cette insolubili- té du cumène dans l'eau a pour conséquence qu'on n'a pas à ré- chauffer l'eau résiduelle chargée de phénol. Un réchauffage ne s'impose donc que pour la liqueur d'épuisement, afin d'em- pécher assurément une séparation en cristaux et par conséquent la formation d'émulsions indésirables.
L'inertie du cumène à des variations de la. valeur de pH permet d'effectuer la dé-' phénolation dans des-eaux résiduelles fortement acides, avan- tageusement à un pH de 2 à 4, ce qui procure une déphénola- tion particulièrement complète.
Comme le montre l'exemple suivant, on obtient des
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effets de déphénolation dépassant 99 % dans le cas d'eaux résiduelles industrielles fortement souillées, la liqueur de phénolate étant recueillie soue, une forme très propre à la vente.
EXEMPLE
On a épuisé une eau résiduelle industrielle conte- nant 3,42 % de phénol et ayant une valeur de pH de 3,6 au moyen de cumène en opérant en continu et à contre-courant.
Pour la déphénolation du solvant on a employé une. solution de phénolate de sodium contenant un certain pour- centage d'NaOH libre. Par un apport continu d'une solution à 20 % d'NaOH on a maintenu le pourcentage en NaOH libre con- stant pendant toute la durée de l'essai.
On a obtenu les résultats suivants:
TABLEAU
EMI4.1
<tb> Tassai <SEP> Phénolate <SEP> Liqueur <SEP> libre <SEP> Phénol <SEP> dans <SEP> Effet <SEP> d'épui-
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<tb> n <SEP> de <SEP> sodium <SEP> Liqueur <SEP> libre <SEP> l'eau <SEP> rési- <SEP> sement
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<tb> duelle <SEP> sement
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<tb> 1 <SEP> 2,32 <SEP> % <SEP> 19,20 <SEP> % <SEP> 0,056 <SEP> % <SEP> 98,36 <SEP> %
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<tb> 2 <SEP> 21,81 <SEP> % <SEP> 12,48 <SEP> % <SEP> 0,012 <SEP> % <SEP> 99,65 <SEP> %
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<tb> 3 <SEP> 33,70 <SEP> % <SEP> 8,38 <SEP> % <SEP> 0,009 <SEP> % <SEP> 99,74 <SEP> %
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<tb> 4 <SEP> 35,67 <SEP> % <SEP> 7,70 <SEP> % <SEP> 0,008 <SEP> % <SEP> 99,77 <SEP> %
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<tb>
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<tb> 5 <SEP> 42,63 <SEP> % <SEP> 5,30 <SEP> % <SEP> 0,008 <SEP> % <SEP> 99,
77 <SEP> %
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<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> 6 <SEP> 53,36 <SEP> % <SEP> 1,60 <SEP> % <SEP> 0,007 <SEP> % <SEP> 99,80 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7 <SEP> 57,42 <SEP> % <SEP> 0,20 <SEP> % <SEP> 0,006 <SEP> % <SEP> 99,83 <SEP> %
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Ce tableau montre qu'à mesure que la teneur en phé- nol augmente, l'épuisement devient plus effectif. Les meil- leurs résultats sont alors ceux des essais 5,6 et 7.
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It is known to remove phenol from waste water by exhaustion with solvents. Benzene and its homologues are particularly suitable for this purpose. In order to separate the phenol from the solvent, one can operate in two different ways. The phenol can be removed from the solvent by distillation or it can be recovered by reaction with caustic soda in the form of sodium phenolate.
The latter process is particularly economical because it
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savings in the expense of steam for expelling the solvent; in addition, it is associated with lower equipment costs. This is why, despite some drawbacks, he ended up being weighed down. In order to avoid relatively considerable losses of free alkali, the operation is carried out, in general, discontinuously, and this in several stages, which leads to a greater occupation of space.
It has been found that these drawbacks can be avoided by employing, in order to separate the phenol from the solvent, after exhaustion with the latter, no longer an aqueous solution of caustic alkali but a solution of alkali phenolate containing only a little. of free alkali, preferably 0.2 to 5.0%.
By this means and despite the low content of free alkali, it is possible to collect solutions having a particularly high content of alkali, for example of alkali phenolate. In addition, an intimate mixture of the stripping liquor with the solvent containing phenol is carried out, which ensures particularly complete extraction of the phenol present in the solvent. Contrary to all expectations, it appears that, unlike what happens when free alkali is used, no troublesome emulsions are formed and, on the contrary, a separation takes place. fast and complete phases. These advantages make it possible to bring together in a single one the depletion installations used to date and operating in several stages, which further simplifies the performance of a continuous operation.
The stripping liquor can be mixed with the solvent loaded with phenol, for example by stirring them, or in columns packed with Raschig rings. He is particu-
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It is particularly advantageous to effect the mixing in a screw pump or a rotary pump. The worm pump then ensures not only the agitation but also the conveyance of the exhaust mixture. That. dispensed with additional transport equipment and saved the corresponding energy expenditure. In addition, the size can be reduced to a minimum ...
The mixing effect obtained by the turbulence of the pump can be further increased by shifting the inlet and outlet angles of the pump relatively to each other, so that its efficiency is reduced and that it increases. thus the swirl effect.
It has also been found particularly advantageous to employ cumene as a solvent instead of the benzene which is most often employed. Cumene is practically insoluble in water, while with benzene considerable losses can be expected (at normal temperature water can dissolve up to 4% benzene). In addition, being a pure benzene hydrocarbon, cumene is resistant to both strong acids and strongly alkaline solutions. This insolubility of cumene in water results in no need to heat the residual water laden with phenol. Reheating is therefore only necessary for the stripping liquor, in order to definitely prevent separation into crystals and therefore the formation of undesirable emulsions.
The inertia of the cumene to variations of the. The pH value enables the dephenolation to be carried out in strongly acidic waste waters, advantageously at a pH of 2 to 4, which results in particularly complete dephenolation.
As the following example shows, we obtain
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dephenolating effects exceeding 99% in the case of heavily contaminated industrial wastewater, the phenolate liquor being collected in a form very suitable for sale.
EXAMPLE
An industrial residual water containing 3.42% phenol and having a pH value of 3.6 was depleted by means of cumene in a continuous countercurrent operation.
For the dephenolation of the solvent, a. sodium phenolate solution containing a certain percentage of free NaOH. By continuously adding a 20% NaOH solution the percentage of free NaOH was kept constant throughout the test.
The following results were obtained:
BOARD
EMI4.1
<tb> Tassai <SEP> Phenolate <SEP> Liquor <SEP> free <SEP> Phenol <SEP> in <SEP> Exhaust <SEP> effect
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<tb> n <SEP> of <SEP> sodium <SEP> Liquor <SEP> free <SEP> water <SEP> resi- <SEP> sement
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<tb> 7 <SEP> 57.42 <SEP>% <SEP> 0.20 <SEP>% <SEP> 0.006 <SEP>% <SEP> 99.83 <SEP>%
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This table shows that as the phenol content increases, the exhaustion becomes more effective. The best results are then those of tests 5, 6 and 7.