CH393732A - Procédé pour la séparation des constituants des copals - Google Patents

Description

  
 



  Procédé pour la séparation des constituants des copals
 D'une manière générale, jusqu'à ce jour, les copals ont quasi exclusivement été appliqués dans la fabrication des vernis.



   Le but essentiel des procédés de traitement connus était exclusivement d'approprier les copals en vue de les rendre plus facilement solubles dans les solvants traditionnels et de leur donner plus d'affinité pour les plastifiants et diluants de manière à permettre l'obtention de vernis pouvant donner des pellicules dures et résisltantes.



   Le but de la présente invention est   essentielle-    ment de rendre possible, sur le plan industriel, la séparation à volonté de tous les constituants des copals aussi bien par distillation que par cristallisation ou que par résolution sur colonne   à l'aide    de solvant organique, ou par tout autre moyen approprié, comme il sera exposé ci-après.



   A cet effet l'invention s'écarte systématiquement de toutes les tendances qui ont été manifestées à ce jour dans le traitement des copals et visent à conférer à ceux-ci de la dureté mais, au contraire, elle les amène dans un état tout particulier de plasticité dans lequel lesdits copals peuvent être   industrielle-    ment décomposés par des moyens connus en soi en vue d'en séparer les composants, ce qui est pratiquement et économiquement impossible avec les copals traités par les moyens et procédés actuellement connus.



   Cet état particulier des copals est dont caractérisé par une plasticité surprenante pour les copals (dénommée ci-après état K, le copal, dans cet état, étant dénommé copal K).



   L'invention a pour objet un procédé pour la séparation des   constituants    des copals, caractérisé en ce qu'il consiste à préchauffer, au préalable, un mélange de copal, d'un acide minéral ou organique et de formaldéhyde à une température sensiblement   inférieure    au point de fusion du copal, à soumettre ensuite le mélange à un traitement thermique à une température sensiblement plus élevée que ledit point    de fusion, ce traitement t thermique étant effectué    sous des conditions telles que les vapeurs qui se dégagent soient ramenées dans la masse jusqu'à ce    que e le copal fournisse, par refroidissement, une masse    plastique et à soumettre le copal ainsi traité à une séparation d'une partie au moins de ses constituants.



   Le copal sera, de préférence, introduit dans le processus de traitement après avoir été réduit à l'état de poudre pulvérulente, impalpable et passée au tamis par exemple de l'ordre de 15 mailles par cm2.



     I1    est indiqué d'ajouter de l'eau. au   copal    en même temps que l'acide minéral ou organique et le formaldéhyde en quantité simplement suffisante pour mouiller le copal, ce qui correspond à une humidité relative de l'ordre de 6 à 15   O/o    par rapport à la matière sèche. A cette fin, on peut soit partir d'un excès de milieu aqueux et soumettre ultérieurement la suspension à une opération de filtrage en vue de séparer ledit excès du milieu aqueux, soit introduire directement le pourcentage   optimum    d'humidité.



  Dans ce dernier cas, on fera de préférence usage de vapeur humide.



   La quantité d'acide   minéral    ou organique est variable selon les copals traités ou les traitements    subséquents de e séparation des composants; elle sera    généralement localisée entre   2,40/0    et 15   O/o.   



   La quantité de   formaldéhyde    est également variable, pour les mêmes. raisons. On fera généralement usage d'une solution à 35   O/o    de formaldéhyde et cette solution sera le plus souvent introduite dans   a    masse à traiter à raison de 0,09   O/o    à 1,5   O/o.   



   La première phase du procédé consistant en un préchauffage de la masse de copal pulvérulente additionnée d'eau, d'au moins un acide minéral ou   orga-     nique et d'un formaldéhyde se fera, de préférence, d'une manière relativement lente: par exemple, pendant une durée comprise entre 20 et 90 minutes, la température étant portée et maintenue à un maximum compris entre 200 et 700 C. Pendant la seconde phase du procédé, ladite masse ainsi préchauffée est finalement portée progressivement à une température largement   supérieure    au point de fusion des copals.



  Cette température pourra osciller entre 2000 et 3900 C selon l'origine des copals à traiter. Toutefois, ce chauffage à température relativement très élevée s'effectuera dans un local ou réceptacle tel que les produits évaporés soient renvoyés dans la masse de départ et permettant la   ré, pétition    du cycle opérationnel en circuit fermé pendant une durée qui pourra être comprise par exemple entre 45 et 130 minutes. A cet effet, on fera avantageusement usage   d'une colonne de e. réfrigération à reflux.   



   On pourrait évidemment ajouter un accélérateur   catalytique    en vue d'accélérer la transformation. A cette fin, on pourrait utiliser un catalyseur métalli  9ue,    de l'aluminium. par exemple.



   Dès lors, avec ou sans addition d'un catalyseur, la masse, après un certain temps de traitement, en cycle fermé, par le processus susdécrit, devient liquide. Elle se plastifie en refroidissant et, comme son point d'ébullition a été progressivement abaissé en raison de transformations internes, le copal, dans son état final plastifié, au lieu d'être dur et cassant, se maintient dans   l'état    d'une pâte relativement plastique: c'est l'état dénommé état K.



     I1    est important de contrôler avec précision le développement du cycle opérationnel en continu afin d'arrêter ce cycle lorsque ledit état K est atteint.



  Dans ce but, en cours   d'opération,    l'état du copal sera contrôlé en plaçant une petite quantité sur une surface lisse, par exemple une petite plaque métallique chromée, en laissant refroidir cette petite masse et en l'essayant sous l'ongle. Si elle présente l'état pâteux   ou.    plastique stable désiré, l'opération est terminée; si le produit se révèle trop dur à l'ongle, il conviendra de faire, à la masse, une nouvelle addition d'acide minéral ou organique et de poursuivre le cycle opérationnel fermé jusqu'à obtention de la plasticité désirée.



   Par ce contrôle périodique, on reste absolument maître de   l'état    de plasticité que l'on désire obtenir et qui sera déterminé par les opérations subséquentes   de séparation que l'on n voudra appliquer.   



   Il est donné ci-après, à titre d'exemple, trois applications du présent procédé ayant donné d'excellents résultats.



   Exemple   1   
 Le mode opératoire, dans cet exemple, peut être aisément mis en oeuvre à l'aide d'une installation telle que schématisée à la figue annexée et à laquelle il est référé ci-après. Cette installation comprend un broyeur 1 comportant un tamis 2 à mailles très serrées, par exemple de 1'ordre de 40 mailles cm.



   Ce broyeur est mis en relation, par un conduit 3, contrôlé   plar    un clapet 4, avec le mélangeur à préchauffage 5. Ce mélangeur est constitué par une cuve à chemise présentant les conduits d'adduction et d'évacuation, respectivement 6-7, d'un milieu chauffant. La matière sèche à l'état pulvérulent est susceptible d'être acheminée vers ledit mélangeur 5 par l'intermédiaire d'un   dispositif    propulseur 8 schématisé par une vis d'Archimède. Ce propulseur est animé opportunément au prorata des adductions de matière copal pulvérulente vers ledit mélangeur 5.



   Ce dernier est pourvu d'un fond à clapet 9-10 en   communication,    par le conduit 11, avec une chambre d'attente et de décantation 12. Celle-ci présente un trop-plein 13 et un conduit de départ 14 pourvu d'une pompe 15 susceptible d'être entraînée par un moteur électrique 16, ledit conduit 14 étant prolongé de manière à déboucher dans ledit mélangeur 5, fermant ainsi le circuit de récupération du milieu liquide issu dudit mélangeur 5. Dans la partie supé   rieure de ce dernier, débouchent t trois conduits 17-    18-19, contrôlés par une vanne, respectivement 2021-22, et issus, respectivement, d'une source d'un générateur d'eau, d'un acide minéral ou organique ou d'un formaldéhyde.



   Au-dessus du fond dudit mélangeur se trouve un dispositif de propulsion schématisé par une vis d'Archimède 23 débouchant dans une trémie 24 en communication contrôlée par un clapet 25 avec une chambre de traitement 26 également entourée d'une chemise 27 pourvue d'une entrée et d'une évacuation d'un milieu chauffant, respectivement   28-29 ;    cette chambre de traitement 26 est surmontée d'un réfrigérateur à reflux 30 entouré d'une chemise 31 pourvue d'une entrée et d'une sortie du milieu réfrigérant, respectivement 32-33.

   Le fond de ladite chambre de traitement 26 est également pourvu d'un dispositif propulseur schématisé par une vis d'Archimède 34 débouchant, par un conduit 35 contrôlé par un clapet 36, dans un appareil adéquat permettant la séparation des constituants de la masse venant de ladite chambre de traitement 26, soit par cristallisation, soit par distillation, soit par résolution, soit encore par tout autre moyen   connu.   



   En l'occurrence, est schématisée une colonne de distillation fractionnée 37 dont la conformation est adaptée au traitement de ladite masse venant de la chambre 26 mais dont les principes de fonctionnement sont connus en soi.



   Dans le mélangeur 5 est introduite une masse de copal finement divisée venant du broyeur 1 et ayant traversé le tamis 2, lequel peut, éventuellement,    être soumis à un effet t de vibration en vue de faci-    liter le passage de la matière pulvérulente.



   Dans le même mélangeur 5 sont introduits: 4 parties en poids d'eau, via le conduit 17 contrôlé par la vanne 20, 7   O/o    d'acide phosphorique via le conduit 18 contrôlé par la vanne 21 et une   solutio    de formol à 35   O/o    dont la quantité est le vingtième de l'acide phosphorique, cette solution de formol  étant admise par le conduit 19 contrôlé par la vanne 22. Ces différents produits sont intimement mélangés pendant qu'ils sont portés à une température de 20 à   40.0    C.

   Cette opération de mélange est poursuivie pendant 50 minutes et, à   ll'issue    de cette opération, le surplus du milieu liquide   eslt    évacué au travers du fond ajouré 9 d'une telle manière que subsiste, dans la masse ainsi mélangée et légèrement chauffée, de 10 à 15   O/o    d'humidité. Le   surplus    du milieu liquide traversant le fond ajouré 9 entraîne une partie de l'acide phosphorique et une partie du   formal-    déhyde. En vue de les récupérer, ce surplus du milieu liquide est reçu dans un réservoir 12, d'où il est pompé vers le mélangeur 5. Du mélangeur, par la mise en mouvement du dispositif de propulsion 23, la masse tombe dans la trémie 24 laquelle alimente la chambre de traitement 26.

   Dans cette chambre, ladite masse est portée progressivement à la température de 3200 C. Ce chauffage est obtenu par un fluide chauffant, par exemple de la vapeur surchauffée circulant dans la chambre de chauffe 27, entourant la chambre de traitement 26. Les produits de la vaporisation montent dans la colonne 31 et sont ramenés dans la chambre de traitement 26 par réfrigération, ce cycle continu étant poursuivi pendant par exemple 90 minutes. La masse subit ainsi, pendant toute cette durée, une transformation qui l'amène dans l'état physique très caractéristique dit état K qui le rend propre à la séparation ultérieure de tous ses constituants.

   Dans ce but, cette masse relativement plastique est, par le dispositif de propulsion 34, amenée au pied d'une colonne de   distillation    37 dans laquelle les différents produits peuvent être séparés par distillation fractionnée par le processus bien connu. Cette opération finale peut consister soit en une distillation fractionnée à la pression ordinaire, soit en une distillation fractionnée sous vide; ou bien encore le copal à l'état K peut subir une cristallisation fractionnée dans les solvants organiques, notamment pour l'extraction des hydrocarbures aliphatiques et cycliques et leurs dérivés chlorés, hydroxylés et carboxylés. Egalement, le même copal à   l'état    K pourrait être traité par résolution sur colonne à l'aide des solvants organiques ou de leurs dérivés.



   Il est   remarquable    de constater que, dans cet    état t K, le copal permet de conduire les extractions    et les séparations ultérieures à volonté.



     Exemple    2
 Au lieu de mettre le copal en présence d'un excès de milieu liquide, l'humidification de la matière copal est produite par insufflation, dans le mélangeur 5, de vapeur humide chargée d'un acide minéral ou organique et de formaldéhyde. Dans ce cas, ces acides et formaldéhyde sont véhiculés à raison d'environ   t/o    en poids de la quantité prévue dans l'exemple précédent lorsque le milieu liquide est en excès.



  L'insufflation de la vapeur d'eau ainsi chargée est strictement limitée jusqu'à obtention d'un degré d'hu  midité    de l'ordre de 10   O/o    de la masse copal.



   A ce moment, le procédé se développe comme exposé dans l'exemple précédent.



   Exemple 3
 Pour certaines productions plus économiques, il est souhaitable d'introduire la matière directement dans la chambre de traitement 26. Dans ce but, on crée, en aval de cette chambre, un circuit approprié dans lequel circule un mélange de copal pulvérulent et d'un fluide véhiculaire, lui-même chargé d'un acide minéral ou organique et de formaldéhyde. Ce fluide véhiculaire pourrait avantageusement être de l'air saturé d'humidité. Dans ce circuit, se produisent donc le mélange et le préchauffage et l'adduction dans la chambre de traitement pourrait se faire périodiquement par des moyens dûment contrôlés au prorata de l'épuisement des masses traitées ou bien, par un dosage optimum, cette adduction contrôlée pourrait être continue.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour la séparation des constituants des copals, caractérisé en ce qu'il oonsiste à préchauffer au préalable un mélange de copal, d'un acide minéral ou organique et de formaldéhyde à une température sensiblement inférieure au point de fusion du cap'ad, à soumettre ensuite le mélange à un traitement thermique à une température sensiblement plus élevée que ledit point de fusion, ce traitement thermique étant effectué sous des conditions telles que les vapeurs qui se dégagent soient ramenées dans la masse et poursuivi Jusqu'à ce que le copal fournisse, par r refroidissement, une masse plastique et à sou- mettre le copal ainsi traité à une séparation d'une partie au moins de ses constituants.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le copal, à l'état pulvérulent, est mélangé à 6 à 15 O/o d'eau, 2,4 à 15 o/o d'acide minéral ou organique, 0,09 à 1,5 o/o d'une solution à 35 o/o de formaldéhyde, ce mélange étant soumis à un préchauffage entre 200 et 700 pendant une durée de 20 à 90 minutes, puis à un traitement thermique à une température supérieure au point de fusion de copal et, enfin, à la phase de séparation.

   2. Procédé selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique est un chauffage à une température comprise entre 2000 et 3900 dans de telles conditions que les produits évaporés atteignent une colonne de réfrigération à reflux de manière à être renvoyés dans la masse, ce chauffage sous reflux étant poursuivi pendant une durée comprise entre 45 et 130 minutes.

   3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'une masse de copal est broyée et passée au tamis de 40 mailles/cm ; à cette masse pulvérulente sont ajoutées 4 parties en poids d'eau, 7 o/o d'acide phosphorique et une solution de formol à 35 O/o dont la quantité est le 20me de l'acide phosphorique; ce mélange est chauffé à 400 C pendant 50 minutes; après séparation entre la masse solide et le milieu liquide, ladite masse solide est chauffée à 3200 C, les produits de vaporisation étant recyclés dans une colonne réfrigérante à reflux et le chauffage est poursuivi pendant 90 minutes ; la masse plastique résultante est ensuite soumise à distIllation fractionnée.

   4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que le mélange, après préchauffage et avant ledit traitement thermique, est soumis à une opération de filtrage, suivie de séchage en vue de séparer pratiquement toute l'eau d'imbibition de la masse solide.

   5. Procédé selon la revendication et la sousrevendication 2, caractérisé en ce que le préchauffage du copal s'effectue par Injection d'une vapeur d'eau humide chargée d'un n acide organique ou minéral et de formaldéhyde.

   6. Procédé selon la revendication et la sousrevendication 5, caractérisé en ce que le pourcentage d'acide minéral ou organique additionné à la vapeur d'eau est de e l'ordre de 0,7 O/o et le pourcentage de formaldéhyde est de l'ordre de 0,035 /o, l'insufflation de vapeur d'eau ainsi chargée étant arrêtée lorsque la masse de copal présente un degré d'humidité de l'ordre de 10 O/o.

   7. Procédé selon la revendication et la sousrevendication 2, caractérisé en ce que le copal finement divisé est mélangé à un fluide véhiculaire, luimême chargé d'un acide minéral ou organique ou de formaldéhyde, ce fluide véhiculaire étant à la température du préchauffage et ce mélange parcourant un circuit tel qu'il est insufflé dans la chambre de traitement après avoir ainsi dûment été préchauffé et intimement mélangé.