Procédé et appareil pour émulsionner des substances qui doivent réagir
l'une sur l'autre, puis séparer les produits de réaction.
C'est on fait bien connu en chimie que le temps nécessaire pour réaliser le traitement d'une substance par une autre est, pour ainsi dire, le temps nécessaire pour obtenir un contact intime de ces substances entre elles.
Si l'on peut obtenir un contact intime ins- tantané, la reaction complete est presque ins- tantanee dans la plupart des cas.
C'est également un fait bien connu que fréquemment le traitement d'une substance par une autre peut avoir un effet non désirable aussi bien qu'un effet désirable sur la substance traitée, et il arrive fréquemment que, si le traitement est trop prolongé, les produits qui en résultent sont moins satisfaisants que si l'on obtient la réaction néces- saire dans un court espace de temps. Comme exemple de ce qui précède, on peut citer le traitement des huiles minérales par l'acide sulfurique ; dans ce traitement un certain temps est nécessaire pour obtenir un mélange complet de l'acide et de l'huile pour que les hydrocarbures dits non saturés puissent tre précipites par l'acide sous forme de boue.
Mais l'acide, indépendamment du fait qu'il agit sur les hydrocarbures non saturés, produit une certaine action de carbonisation sur la masse de l'huile et cette action a une tendance à brunir l'huile d'une manière peu souhaitable. Il importe donc que l'acide soit en contact avec l'huile juste aussi peu de temps que possible pour compléter l'élimina- tion des hydrocarbures non saturés. Un autre exemple, c'est le raffinage des huiles verge- tales par la soude caustique. Dans ce traitement, on agite la soude caustique avec l'huile et on laisse, pendant plusieurs heures, dé- poser lentement par gravité le savon qui en résulte.
L'action principale et voulue entre la soude caustique et les acides gras contenus dans l'huile, c'est la formation de savon, mais une action secondaire et non voulue c'est la saponification de l'huile libre. Cette dernière action est surtout due au temps passé à établir le contact pour l'action principale et au temps passe à obtenir la séparation par gravité.
Contrairement à certains procèdes connus ; on peut fréquemment obtenir de meilleurs résultats par l'application de la force centri fuge aux problèmes de ce genre, et la presente invention comprend un procédé pour émulsionner des substances qui doivent réagir l'une sur l'autre ; puis séparer les produits de réaction, d'après lequel pour l'émul- sionnement, puis pour la séparation des constituants du produit dont la formation résulte de la réaction chimique provoquée par l'émulsionnement, les substances à traiter sont soumises à la force centrifuge.
Elle comprend en outre un appareil pour la mise en oeuvre du procédé, cet appareil comprenant au moins un bol rotatif pourvu d'une admission et d'au moins une sortie pour l'entrée et l'évacuation des substances à traiter, des moyens étant prévus entre l'admission et la sortie pour brasser lesdites substances.
Ce procédé peut tre appliqué, par exemple, à des substances pouvant se combiner chimiquement entre elles, l'émulsionnement par la force centrifuge affectant le contact intime entre ces substances et leurs réactions chi- miques ; il peut tre appliqué en particulier à de l'huile lourde et de l'acide sulfurique, la boue précipitée devant tre éliminée de l'huile.
Ainsi qu'on a pu s'en rendre compte, il est quelquefois possible à l'aide d'une machine centrifuge spécialement conçue, de réaliser le mélange mécanique complet et la séparation complète à l'intérieur d'un seul rotor centrifuge, mais dans la pratique on emploie de préférence deux rotors, l'un pour mélanger et l'autre pour séparer les substances passant immédiatement du premier dans le second.
Comme par ce traitement les substances sont séparées immédiatement, il est clair qu'elles n'ont aucune occasion de former une combinaison telle qu'une séparation soit plus difficile ou impossible. Fréquemment la séparation des produits d'une réaction principale et voulue s'accomplit facilement, tandis que la séparation est impraticable lorsque les réactions secondaires et non voulues ont eu lieu par suite d'avoir laissé reposer le mélange.
Le traitement permet de contrôler plus facilement les temps de réactions, d'examiner les produits pendant l'opération, d'effectuer des changements dans les proportions des ingrédients pour produire les meilleurs résul- tats par de simples vannes de contrôle et de séparer plus complètement les constituants que par la gravité.
Le procédé est continu, il élimine les grands réservoirs et appareils de mélange fréquemment coûteux, il évite la nécessité d'emmagasiner de grandes quantités de matières et il permet de contrôler avec facilité et précision le degré d'intimité de mélange des ingrédients.
Trois formes d'exécution de l'appareil selon l'invention sont représentées, schema- tiquement et à titre exemples, au dessin annexé dans lequel :
Fig. 1 est une vue schématique, partie en coupe, de la première forme d'exécution ;
Fig. 2 est une élévation en coupe du bol rotatif de la seconde forme d'exécution, et
Fig. 3 est une vue schématique, partie en coupe, de la troisième forme d'exécution.
La première forme d'exécution, fig. 1 comprend les récipients 1 et 2 disposés pour contenir séparément les substances à traiter ou à combiner, de l'huile lourde de graissage et de l'acide sulfurique par exemple. Ces récipients 1 et 2 sont reliés par des branchements respectifs 3 et 4, contrôlés par les vannes 3'et 4', à la conduite principale 5 qui débouche par la tuyère 6 dans le fond du bol rotatif 7 d'une machine centrifuge, par l'admission 8.
Dans le fond du bol 7 et au-dessus de son admission, est fixée la chicane axiale ou déflecteur 9 ainsi que le tube coaxial 10 qui va en s'évasant vers le haut et le tube coaxial 11 qui va en s'évasant vers le bas ; le tube 11 comporte une couronne annulaire supérieure 12 s'étendant vers l'in- térieur au-dessus du tube 10 et constituant une chicane qui oblige la substance à s'écouler en nappe mince et facilite l'émulsionnement
Le sommet du bol 7 comporte des orifices de sortie 13 et 14 destinés à évacuer les constituants séparés par la force centrifuge et de densités différentes dans les déversoirs respectifs 15 et 16 par lesquels les consti- tuants tombent dans les conduites respec- tives 17 et 18.
Les substances, amenées dans les propor- tions voulues des récipients 1 et 2 par les conduites 3 et 4 sous le contrôle des vannes 3' et 4'et transportées par la conduite 5 et la tuyère 6 vers le bol 7, sont soumises à l'action des chicanes et complètement émulsionnées dans le fond du bol rotatif en entrant en contact avec le déflecteur 9, en montant par le tube 10, puis en descendant par le tube 11 dans lequel elles sont déviées par la bride 12 et de là contre la paroi du bol.
L'émulsionnement complet ainsi effectué provoque le résultat voulu, par exemple la précipitation de la boue de l'huile lourde de graissage par l'acide sulfurique, et la boue est séparée de l'huile par la nouvelle action centrifuge à laquelle elle est soumise, la boue, plus lourde, étant évacuée par l'orifice 13 dans le déversoir 15 et la conduite 17, et l'huile, plus légère, par l'orifice 14 dans le déversoir 16 et la conduite 18.
On effectue ainsi un émulsionnement rapide et complet des substances qui jusqu'ici n'étaient combinées qu'imparfaitement avec une dépense considérable de temps, une perte de matières et l'emploi de grands réservoirs ; en outre, la séparation des constituants est effectuée plus rapidement, plus complètement et plus économiquement au point de vue des matières et de l'installation.
Dans la seconde forme d'exécution fig. 2, le bol rotatif 7 est pourvu d'ailettes radiales 9' disposées à la partie inférieure d'un tube conique renversé 10', celui-ci, allongé et coaxial au bol, montant de l'admission 8 vers le haut dans la plus grande partie de la longueur du bol et comportant des gradins ou bords coaxiaux intérieurs 10" ; le tube conique coaxial 11'qui s'évase en sens contraire et s'étend vers le bas à l'extérieur du tube 10'est fermé au sommet du bol et s'étend sur la plus grande partie de la lon- gueur de celui-ci ;
il renferme les gradins ou bords intérieurs coaxiaux 11",
Les substances à eniulsionner sont amenées, par la. tuyère 6 et l'admission 8 du bol, contre les ailettes 9', elles montent sur la surface intérieure du tube 10'et de la elles descendent sur la surface intérieure du tube 11', les gradins on bords 10"et 11"constituant des chicanes provoquant une agitation des substances dont le mélange s'effectue plus rapidement et plus intimement que dans le cas de surfaces lisses. Le produit ëmulsionné est décomposé en ses constituants en passant, après sa sortie du tube 11', du fond au sommet du bol d'oii ces constituants sont évacues séparément par les orifices de sortie 13 et 14.
La construction représentée sur la fig. 3 peut comporter, dans chacun des cônes pourvus de surfaces intérieures à gradins, des dispositifs destines à effectuer à l'intérieur du bol, plusieurs décharges directes d'une surface à gradins à l'autre, permettant à une partie des substances d'éviter de passer par un ou plusieurs gradins, par exemple par une ou plusieurs ouvertures pratiquées dans l'un ou les deux cônes.
Dans la troisième forme d'exécution, fig. 3, les substances à traiter sont, comme dans les deux formes d'exécution précédentes, amenées de récipients 1 et 2 par des conduites 3 et 4, sous le contrôle de vannes 3'et 4', dans une conduite principale 5 par laquelle elles sont amenées au moyen d'une tuyère 6 dans un bol rotatif 7"par l'orifice inférieur d'admission 8^ de celui-ci.
Les substances sont amenées, dans les proportions voulues, contre le déflecteur 9a fixé dans le bas du bol au-dessus de l'admission et elles sont entraînées par la force centrifuge dans l'in- terieur du bol d'oit le produit ainsi émut- sionné est évacué par les orifices de sortie 13 dans le déversoir 15". Ce déversoir amène le produit émulsionné à la conduite a'eompor- tant une tuyère 6'par laquelle il est refoulé dans le bol 7''par 1'orifice d'admission 8''de celui-ci.
L'émulsion refoulée par la tuyère 6' est dispersée par le déflecteur 9b disposé au-dessus de l'admission 8b et elle est divisée en ses constituants par la force centrifuge, les constituants étant évacués par les orifices de sortie 13b et 14b.
REVENDICATIONS :
I Procédé pour ëmulsionner des substances
qui doivent réagir l'une sur l'autre, puis
séparer les produits de réaction, caractérisé
en ce que pour l'émulsionnement, puis pour
la séparation des constituants du produit
dont la formation résulte de la réaction
chimique provoquée par l'émulsionnement,
les substances a traiter sont soumises à la
force centrifuge.