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"Procédé et appareil pour le raffinage de la naphtaline brute".
La présente invention est relative au raffinage de la naphtaline brute.
On sait que la naphtaline brute est extraite du gou- dron de houille, en recueillant par distillation fractionnée une huile dont la courbe de distillation encadre le point d'ébullition de la naphtaline. Cette huile, soumise au refroi- dissement, donne une masse cristalline renfermant 50 à 80% de naphtaline, le reste étant constitue par des huiles occluses entre les cristaux. Pour-extraire la naphtaline, on doit la séparer de l'huile qui l'accompagne. Cette opération, qui cons- titue le raffinage est délicate et coûteuse en l'état actuel des choses et grave fortement le prix de revient de la naphta- line purifiée.
L'essorage de cette masse cristalline ne permet pas en effet une séparation complète et l'on constate que 6 à 8 %
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environ d'huile échappent au traitement. Dans les meilleures conditions possibles, c'est-à-dire une huile cristalliser très lentement donnant des cristaux particulièrement bien formes, et une force centrifuge maxima atteignant un chiffre de 1200 g, on laisse encore dans la naphtaline produite 5 à 6 % d'huile occluse. On a donc recours à d'autres traitements pour obte- nir un produit à 96, 98 % ou plus de pureté.
Le traitement le plus employé est le pressage, générale- ment à chaud, dans une presse hydraulique. Le pressage de la naphtaline brute est une opération très onéreuse, tant par le matériel qu'elle nécessite que par les frais d'exploitaion qu'elle entraîne.
On obtient aussi de la naphtaline à 98 % de pureté par lavage de la naphtaline brute avec des solvants ou des produits détergents ou saponifiants, mais la récupération des agents de lavage, la consommation de ceux-ci et la séparation finale de la naphtaline entraînent des opérations multiples et coûteuses.
On obtient aussi de la naphtaline à 96 % de pureté par lavage de la naphtaline brute par de l'eau chaude sur centri- fuge, mais la naphtaline obtenue retient une certaine quantité d'eau qu'il faut ensuite enlever et le système ne permet pas de dépasser 98 % de pureté.
Enfin, on a obtenu de la naphtaline de Lous les degrés de pureté par recristallisations répétées au cours desquelles le produit s'enrichit en naphtaline. Le procédé est efficace mais nécessite des manipulations longues et coûteuses.
L'invention se propose de remédier à ces inconvénients en réalisant un procédé et un appareil de raffinage de la naph- taline brute permettant d'obtenir de la n.aphtaline de toute pureté désirée allant jusqu'à 99 % et plus, en se dispensant des coûteuses opérations antérieures de pressage, lavac:e ou
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cristallisation.
Le procédé qui fait l'obiet de l'invention est remar- quable notamment en ce qu'il consiste à réchauffer lentement la naphtaline brute préalablement solidifiée par refroidisse- ment, en provoquant la fusion des impuretés qui sont égouttées du produit restant, ce dernier s'enrichissant progressivement en naphtaline qui est recueillie lorsqu'elle a atteint la pu- reté désirée.
Ce procédé est basé sur les considérations expérimenta- les suivantes :
1 ) La naphtaline brute cristallisée laisse échapper au travers des cristaux formés une certaine quantité d'huile et le produit restant a un point de fusion supérieur au pro- duit brut de départ. On met à profit actuellement ce fait lors de la cristallisation ou de l'égouttage de la naphtaline brute la température ambiante. à la température ambiante.
2 ) La quantité d'huile qui égoutte ou qui reste avec les cristaux est saturée de naphtaline à la température d'égout- tage.
3 ) La quantité d'huile restant dans les cristaux aprs un égouttage est sensiblement la même quelle que soit la tempé- rature entre 10 et 80 C (point de fusion de la naphtaline pure).
Il résulte de cela que l'huile restant dans les cris- taux, qui est saturée de naphtaline, contient elle-même de plus en plus de naphtaline quand la température augmente.
Aussi l'impureté constitue une partie de plus en plus faible dans la quantité pratiquement constante d'huile occluse dans les cristaux, au fur et à mesure que la température augmente et la pureté en naphtaline de la masse restante après égoutta- ge augmente jusqu'à atteindre 100 % quand la température est égale à celle de fusion du produit pur.
Le procédé selon l'invention est donc mis en pratique
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de la façon suivante :
La masse de naphtaline brute est réchauffée doucement, et les huiles qui. se forment sont séparées par égouttage. On élève ainsi la température jusqu'au point où on a obtenu le degré de pureté désiré.
Les huiles séparées sont renvoyées dans l'huile de gou- dron à l'opération de première séparation de la naphtaline bru- te. La récupération de naphtaline est donc pratiquement de 100 %.
Il est nécessaire que la masse de naphtaline brute soit réchauffée uniformément dans toutes ses parties et l'efficaci- té de l'opération en dépend.
L'invention a donc également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé, réalisant au mieux ces con- ditions d'une façon simple et économique. Cet appareil est remarquable notamment en ce qu'il comprend une cuve séparée en deux parties superposées par un dispositif filtrant, disposé au voisinage de son fond, la partie supérieure de la cuve con- tenant des éléments pour la circulation d'un fluide d'échange thermique.laissant entre eux des espaces libres pour le par- cours de la naphtaline brute, la partie supérieure de la cuve comportant un orifice d'introduction de celle-ci cependant qu'un orifice d'évacuation de ses divers constituants est prévu la base de la partie inférieure.
D'autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, et sur lequel : la Fig.1 est un schéma illustrant là marche du procédé, et les Fig. 2 et 3 sont des vues, en perspective, avec ar- rachement partiel, de deux modes de réalisation de l'appareil suivant l'invention.
On se référera tout d'abord à la Fig.1 pour exposer la :arche du procédé et le principe de l'appareil destiné à sa
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mise en oeuvre. Cet appareil comprend essentiellement ure cuve a séparée en deux parties superposées par un dispositif filtrant b disposé au voisinage de son fond. Dans la partie supérieure de la cuve est prévu un dispositif de circulation .± d'un fluide, tel que de l'eau, qui est mis en mouvement par une pompe d. Une source de fluide froid (F. F.) et une source de fluide chaud (F.
C.) peuvent alimenter sélectivement en e le circuit du disposi- tif c, cependant qu'un trop-plein f permet d'évacuer le fluide en excès.
Ceci posé, le procédé est mis en oeuvre comme suit : On introduit dans la cuve a une solution dense (S.D.), telle qu'une solution de soude, de manière qu'elle occupe la partie inférieure de la cuve. On introduit alors au-dessus de cette solution la naphtaline brute à l'état liquide.
L'appareil se met en équilibre de température au-dessus du point de fusion de la naphtaline brute. On refroidit gra- duellement par une addition continue de fluide froid (F.F.) dans le circuit c avec élimination d'une quantité correspondante de fluide chaud par le trop-plein f.
La naphtaline cristallise et quand on atteint une tem- pérature de 50 C (après 6 à heures environ pour une cuve de 1 mètre de haut) dans la.masse de naphtaline, on arrête l'ad- dition de fluide froid. On ouvre la vidange, on évacue la solu- tion dense (S.D.) qui servira à une opération ultérieure et dont le but était de garder au fond de l'appareil un espace libre de cristaux. On démarre alors le réchauffage du circuit c au moyen de fluide chaud (F. C.) et l'égouttage des huiles com- mence. On élimine ainsi des huiles (H) pauvres en naphtaline dans les produits de tête puis de plus en plus riches et le point de fusion du produit restant dans l'appareil augmente rapidement.
Quand les conditions désirées sont atteintes, on arrête le coulage, on achève par chauffage la fusion du produit restant qui est ensuite recueilli comme produit fini (H.P.). Les
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huiles H recueillies sont recyclées à une @@ération ultérieure, encore que l'on puisse conserver les fractions d'huiles s'égout- tant en fin d'opération comme fraction de naphtaline purifiée de qualité technique. L'égouttage dure environ 8 à 10 heures et la fusion finale 1 ou 2 heures, l'opération totale n'excé- dans pas 24 heures .
Ci-dessous sont donnés dans un tableau les résultats pratiques de quatre essais pour obtenir la naphtaline à une pureté de 96, 93 % et supérieure à 99 % (% de pureté donnés entre parer.+'1.'ses) en regard du point de fusion.
EMI6.1
<tb> ratière <SEP> P.F. <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge
<tb>
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> brute <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> chargée <SEP> : <SEP> 73 4 <SEP> 100 <SEP> %
<tb>
<tb> Produits <SEP> de <SEP> tête <SEP> : <SEP> 64 5 <SEP> 35 <SEP> % <SEP> Essai <SEP> 1
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> raffinée <SEP> 78 <SEP> (96%) <SEP> 65 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> brute
<tb> : <SEP> chargée <SEP> : <SEP> 73 4 <SEP> 100 <SEP> %
<tb>
<tb> :Produits <SEP> de <SEP> tête <SEP> :
<SEP> 65 5 <SEP> 40 <SEP> % <SEP> Essai <SEP> 2
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> raffinée <SEP> 78 5 <SEP> (97%) <SEP> 60 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> brute
<tb> : <SEP> chargée <SEP> : <SEP> 73 4 <SEP> 100
<tb>
<tb> Produits <SEP> de <SEP> tête <SEP> : <SEP> 68 <SEP> 50 <SEP> % <SEP> Essai <SEP> 3
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> raffinée <SEP> 79 <SEP> (98%) <SEP> 50 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> brute
<tb> chargée <SEP> : <SEP> 73 4 <SEP> 100 <SEP> %
<tb>
<tb> :Produits <SEP> de <SEP> tête <SEP> : <SEP> 67 <SEP> 46 <SEP> %
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> raffinée <SEP> Essai <SEP> 4
<tb> :lère <SEP> fraction <SEP> : <SEP> 73 <SEP> (96%) <SEP> 29 <SEP> %
<tb>
<tb> Naphtaline <SEP> raffinée
<tb> :2ème <SEP> fraction <SEP> :
<SEP> 79 7 <SEP> (99,4%) <SEP> 25 <SEP> %
<tb>
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On peut traiter de la naphtaline brute moins concentrée que ci-dessus ;le résultat est aussi obtenu mais avec des ren- dements moins élevés.
On décrira à présent deux modes de réalisation pratiques de l'appareil qui se sont avérés particulièrement satisfaisants dans la mise en oeuvre du procédé.
Dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 2, la cuve parallèlépipédique a, séparée en deux parties superposées 1 et 2 par la toile perforée ou treillis b, comporte un orifice 3 d'admission de la naphtaline brute dans la partie 1 et un orifice 4 d'évacuation des constituants de la naphtaline de la partie 2.
Le dispositif de circulation c de fluide dans la partie 1 est constituépar des rangées de tubes horizontaux 5. La lan- une supérieure est alimentée en fluide par un orifice d'admission 6 débouchant dans une boite à eau 7 fixée sur l'une des petites faces latérales du parallélépipède. Une extrémité des tubes 5 de la première rangée pénètre dans la boîte à eau 7, cependant que l'autre extrémité de ces tubes pénètre dans une boite à eau 7a fixée sur la petite face opposée du parallélépipède, en même temps Qu'une extrémité des tubes de la seconc'e rangée.
Le montage des tubes par l'intermédiaire des boîtes à eau dé- calées 7a, 7b....7e. 7f permet ainsi au fluide de parcourir tous les tubes 5 du haut en bas de l'appareil pour sortir finaler:.ent par un orifice d'évacuation 8. Chaque tube 5 est garni extérieu- rement d'ailettes 9 disposées de telle sorte que les bords des ailettes de tubes voisins soient aussi rapprochées que possible.
A titre indicatif, des tubes 5 de 40 mm de diamètre avec des ailettes carrées de 110 mm de côté se sont avérés très satisfai- sants. Les ailettes 9 entre lesquelles circule la naphtaline brute, jouent un double rôle. En premier lieu, elles assurent une grande surface d'échange. en second lieu, elles assurent l'accrochage de la masse cristal lisée de naphtaline brute au
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cours de la fusion progressive de celle-ci.
Le mode de réalisation de la Fig. 3 ne diffère de celui de la Fig.2 que par la forme du dispositif de circulation c.
Celui-ci est constitué de cellules verticales parallèles 10, ménageant entre elles des espaces libres pour le passage de la naphtaline brute. Chaque cellule comporte des chicanes il mé- nageant un labyrinthe de manière à obliger le fluide à effectuer un long parcours au sein de celle-ci entre le tube d'arrivée 12 et le tube de sortie 18. Les tubes 12 et 13 se raccordent respectivement à des collecteurs 14 et 15 sur lesquels sont ménages les orifices 6 et 8. Des cellules 10 d'une hauteur de 1,50 m se sont avérées particulièrement satisfaisantes.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.