CA1333404C - Procede de destruction de produits chlores a basse temperature - Google Patents

Procede de destruction de produits chlores a basse temperature

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CA1333404C CA000556427A CA556427A CA1333404C CA 1333404 C CA1333404 C CA 1333404C CA 000556427 A CA000556427 A CA 000556427A CA 556427 A CA556427 A CA 556427A CA 1333404 C CA1333404 C CA 1333404C
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Abstract

L'invention concerne un procédé de destruction des produits organiques chlorés ayant plus de 2 atomes de carbone, dans lequel on met en contact ces produits avec un bain d'au moins un chloroaluminate caractérisé en ce que la concentration initiale des produits organiques chlorés dans le bain est inférieure à 5000 ppm et de préférence inférieure à 2000 ppm. Ce procédé est beaucoup plus simple que les techniques de destruction de l'art antérieur et peut avantageusement fonctionner, si désiré, en dessous de 300 degrés C.

Description

~- ~ 133340~ ~
.

La présente invention concerne un procédé de destruction des produits organ~ques chlorés et plus particulièrement des pro-duits aromatiques et des polychlorobiphényles.
Certalns liquides diélectriques contiennent des produits organiques chlorés et après un certain temps de fonctionnement se dégradent et doivent être remplacés~ On peut parfois les régénérer totalement ou partiellement. On est souvent obllgé de détruire une partie de ces liquldes.
-) Les prodults organlques chlorés alnsl que certains pesti-cides, des aromatiques chlorés comme 1'héxachlorobenzène, ou des poly~hloroblphényles (PCB) peuvent générer des produits toxiques quand ils sont brulés comme un produic inflammable ordinaire.
Pour éviter de générer des produits toxlques on détrult ces produits chlorés à haute température et dans des condltlons spéclflques.
Un article de SCI. TOTAL ENVIRON. 1978, 10 (1) 51-9 décrlt la destruction des polychlorobiphényles (PCB) par incinération avec un temps de séjour supérleur à 2 secondes.
Un autre article PROC. ANNU. MEET - AIR POLLUT. CONTROL
ASSOC. 1977 (Vol 2) paper N 33 décrit une destruction à 99,9995 X
des PCB à 1000C avec un temps de séjour de 2 secondes.
Le brevet européen EP 170 714 décrit la destruction des 2S PCB par réaction avec de l'aluminium fondu ou un eutectique à base d'aluminium, la réaction a lieu au dessus de 382C.
On a maintenant trouvé un procédé beaucoup plus simple pour détruLre ces produits et qui peut fonctionner en dessous de 300C.
La présente invencion est un procédé de destruction des produits organiques chlorés ayant plus de 2 atomes de carbone caractérlsé en ce qu'on met en contact ces produits avec un bain d'au moins un chloroaluminate.
On peut utiliser différents chloroalumlnates ou leurs mélanges. Par exemple les chloroaluminates de potassium, de lithium,
- 2 - 133340~

de sodium, de calcium, de strontium ou d'ammonium.
Dans ce texte on appelle notamment chloro~ minate un mélange quelconque de chlorure d'aluminium anhydre et d'un ou plusieurs chlorures métalliques.
Le chloroaluminate de sodium, qui est utilisé de préférence, désigne un mélange de chlorure d'aluminium et de chlorure de sodium dans des proportions quelconques et non pas seulement le mélange équimoléculaire. Le chloroalumi-nate de sodium peut contenir aussi du chlorure de lithium et/ou de potassium. On peut donc avoir un mélange quelconque de chlorure d'aluminium, de chlorure de sodium et de chlorure de lithium qu'on appelle chloroaluminate de sodium et de lithium.
On préfère aussi que le chloroaluminate de sodium contienne au moins 50% molaire de chlorure d'aluminium et présente un point de fusion inférieur à 200 C.
L'invention s'intéresse à tous les produits organiques chlorés ayant plus de 2 atomes de carbone mais elle est surtout utile pour les produits aliphatiques, cycliques, aromatiques mono ou polycycliques, hétérocycli-ques. L'invention concerne tout particulièrement les produits aliphatiques perchlorés et parmi les produits aromatiques, les polychlorobiphényles.
La quantité de produits organiques chlorés à
détruire est avantageusement inférieure à 5000 ppm du chloroaluminate et de préférence inférieure à 2000 ppm.
Ces produits peuvent être sous une forme quelconque. Ils peuvent notamment se trouver dans une phase solide par exemple absorbés sur du charbon actif.
Le procédé conforme à l'invention consiste à
mettre le produit chloré en contact avec le bain de chloroaluminate.
Lorsque le produit chloré se trouve dans une phase solide on peut verser cette phase solide dans le bain de ~ - 2a - 133310~

chloroaluminate de préférence agité. On veille à maintenir le bain fondu éventuellement par chauffage. On procède de même si les produits chlorés sont dans une phase liquide.
Le plus souvent les produits chlorés qu'on cherche à
détruire sont dans une phase gazeuse seuls ou en mélange avec des produits chlorés légers et/ou des gaz porteurs.
Par exemple ce peut être un gaz résultant d'une combustion, on a donc de l'azote contenant du gaz carbonique, de l'oxyde de carbone, des produits chlorés et éventuellement de l'oxygène. Mais ce peut être un mélange gazeux quelconque ~ri~ ~n~ .O.e~e 9y /

- 133~40~

On prefère que les produits chlorés soient dans une phase anhydre. Le gaz contenant les produits chlorés peut être séché par contact avec un absorbant par exemple de l'alumine ou du glycol.
Puis on met en contact cette phase gazeuse contenant les S produits chlorés à détruire avec le chloroalumlnate par tout moyen de mise en contact dlune phase llqulde avec une phase g~ence. Ce peut être une colonne à plateaux ou à garnissage. On peut aussi dans un bac agité de chloroaluminate introduire la phase gazeuse par un tuyau plongeur ou par un tuyau arrivant par le fond du bac.
~es différents prodults organiques chlorés peuvent se répartir entre les phases liquide et v~pc~ du baln de chloroalumi-nate. De même pour les produits qui accc ,agnent ces prodults chlorés. On peut utiliser une colonne à plateaux ou à garnissage pour assurer une clrculation et un brassage continus des phases llqulde et gazeuse et une bonne mise en contact des produits gazeux avec le bain de chloroaluminate. On peut aussl opérer avec une cascade de réacteurs agités. On malntlent les prodults organiques chlorés en contact avec le baln de chloroalumlnate le temps néces-salre à leur destruction. Le temps de sé~our peut varler dans de larges limites mais est généralement compris entre quelques minutes et quelques heures.
Bien qu'on puisse opérer à toute température pourvu que le chloroaluminate soit liquide, on préfère se placer au dessous de 300C et de preférence entre 200 et 300C.
) 25 La vltesse de destruction des produits chlorés, en parti-culler les aromatiques, augmente avec la température du chloroalumi-nate.
On peut trouver dans la phase gazeuse du bain de chloroa-luminate, des produits légers de décomposition des produits chlorés qu'on cherchait à détruire ; par exemple du tétrachlorure de carbone et/ou de l'hexachloroéthane. On ne retrouve pas dans la phase vapeur du Sain de chloroaluminate les produits organiques chlorés qu'on cherchait à détruire. Quand on analyse le bain de chloroaluminate après avoir respecté le temps de contact entre les produits chlorés et le chloroaluminate, on ne retrouve pas les produits organiques qu'on cherchait à détruire.
On peut aussi purger périodiquement le bain de chloroalu-` ~ - 4 - 1333~0~

minate pour éviter l'accumulation de produits insolubles ou qui ne peuvent rester en suspension dans le bain. Dans cette purge on ne retrouve aussi aucune trace des produits organiques chlorés. On constate donc la disparition des produits chlorés qu'on cherchait à détruire.
Dans une mise en oeuvre préférée de l'invention on ajoute au bain de chloroaluminate un ou plusieurs métaux en poudre choisis parmi les métaux réducteurs tels que, par exemple, l'aluminium ou le zinc. On préfère utiliser une poudre dont la granulométrie moyenne est inférieure à 500,u.
Si on utilise des métaux, on élimine complètement les produits organiques chlorés comme précédemment mais avec une vitesse nettement supérieure, de l'ordre de plusieurs fois à
plusieurs dizaines de fois la vitesse précédente.
On constate une consommation de poudre du métal (ou des métaux) ce qui peut signifier que du chlorure s'est formé en prenant du chlore aux produits organiques chlorés lors de leur destruction. Il n'y a pas de limite à la quantité de poudre métallique à introduire dans le chloroaluminate. On préfère utiliser l'aluminium en poudre;
on peut mettre jusqu'à 5 ou 10% en poids de poudre d'aluminium dans le bain de chloroaluminate. On constate que la vitesse de destruction des produits chlorés augmente avec la quantité de poudre d'aluminium et avec la température du bain de chloroaluminate. On préfère agiter le bain pour que la poudre de métal soit bien dispersée dans le bain. Le ou les chlorures métalliques qui ont été
produits peuvent se mélanger au bain de chloroaluminate et se partager entre les phases liquides et gazeuses. On peut si nécessaire éliminer les chlorures métalliques de la phase gazeuse en la traitant par un hydroxyde, tel que de la soude ou de la potasse.
Les exemples suivants illustrent l'invention:

- 4a - 133343 i Dans un ballon en pyrex (marque de commerce) de 1 litre chauffé électriquement, muni d'un agitateur à hélice tournant à 300 t/mn, on introduit 500 g de chloroaluminate de sodium dont le rapport (en moles) lC 3 1' Le NaCl produit est chauffé à 200 C, agité, puis on introduit 0,2 g d'hexachlorobenzène et 0,1 g de décachlorobiphényle. Après 1 heure à 200 C, on balaie le bain fondu pendant 15 minutes 10~;

333~a4 SO l/h d'N2, lequel est lavé dans un barboteur contenant 100 ml d'hexane.
On dose par chromatographie en phase gazeuse les composés organiques chlorés dans le bain final ainsi que dans l'exane.
Les résultats sont notés dans le tableau 1.

On effectue le même essai, mais on introduit en plus dans le bain de chloroaluminate 5 Z de poudre d'aluminium fine (qualité
P~1N~I XY 49~. Après 1 heure à 200C puis un balayage de 15 mn avec 50 l/h d'N2 on prélève un échantillon de bain et d'héxane pour dosage.
Les résultats sont notés dans le tableau 1.

TAB~EAU 1 ! ! E
S ! PRO- ! SANS Al ! AVEC S ~ Al ! DUITS !
! ORGA- ! ! ! % de ! ! ! Z de !NIQUES ! BAIN !hexane! produit! BAIN !hexane!produit!
!CHLaRES! ! ! ! disparu! ! ! !disparu!
! !dePart!final! t ! depart !final!
! ! ! ! ! ' ! ! ! !
! C Cl !200 !111 ! 13,2 ! 37,7 %! 200 !29 ! 3,5 ! 83,7 ! 6 6 !
! DCBP* !100 !41,3 ! 0,40! 58,3 ~! 100 ! 3,8 ! 0,2 ! 96 ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
~ * DCBP : decachlorobiphényle -; - Valeurs en mg E~EMPLE 3 On opère dans le même appareil utilisé pour les exemples 1 et 2, mais on modifie les conditions opératoires :
- température du bain : 250C
- poids du bain de chloroaluminate : 500 g - addition de 5 % de poudre d'Al (PECHI~EY XY 49) - durée de l'essai : 2 heures - balayage à l'azote à l'issue des 2 heures : 15 mn - addition au départ de : 500 mg d'hexachlorobenzène 500 mg de décachlorobiphényle Les résultats sont notés dans le tableau 2.

- ~' * .
-- .

~ 1 3~:3 ~ ~ 0~ ~
. 6 Meme essai que l'exemple n 3 mais la durée de l'essai est de 4 heures.
Les résultats sont notés-dans le tableau 2.
.- - .: -. - TABLEAU 2 ! ! ! !
! PRO- ! DUREE 2 H -! DUREE 4 H
DUITS !
! ORGA- ! B N I I Z de ! ! ! Z de !NIQUES ! AI !hexane !produit! BAIN !hexane!produit!
~ IO !CHLORES! , ! ! !disparu! , ! ! !disparu!
.; ! !d part!fin l! ! ! dePart!final!
! ! ! ! ! ! ! ! ! !
IC6~2C14~ ~ 2,5 ~ 0,7 ~ ~ I 0,3 1 0,1 !C6HCl !!10 ! 5 ~ ! ! 1,5 ! 1,3 ! 5 !
15 I C6C16 ~ 500 1 8 1 3 1 97,8 1 500 1 1,3 ~ 3 ~ 99,15 ! DCBP !500 ! 6 ! 0,2 ! 98,8 ! 500 ! 3 !0,~6 ! 99,4 ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
! PS* ! ! 0,02!0,002! ! ! 0,1 !0,008!
! ! ! ! ! ! ! ! .! !

- PS : perchlorostyrene ) - Valeurs en mg .J

Claims (9)

1. Procédé de destruction des produits organiques chlorés ayant plus de 2 atomes de carbone, dans lequel on met en contact ces produits avec un bain d'au moins un chloroaluminate, caractérisé en ce que la concentration initiale des produits organiques chlorés dans le bain est inférieure à 5000 ppm.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration initiale des produits organiques chlorés dans le bain est inférieure à 2000 ppm.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chloroaluminate est du chloroaluminate de sodium.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chloroaluminate de sodium contient au moins 50% molaire de chlorure d'aluminium.
5. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la température du bain d'au moins un chloroaluminate est inférieure à 300 degrés C.
6. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la température du bain d'au moins un chloroaluminate est comprise entre 200 et 300 degrés C.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chloroaluminate contient au moins un métal en poudre.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le métal est de l'aluminium.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé
en ce que la granulométrie moyenne de la poudre est inférieure à 500 µ.
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