FR2472408A1 - Procede et appareil pour l'isolement de vapeurs a partir de melanges gazeux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR L'ISOLEMENT DE COMPOSES VOLATILS A PARTIR DE MELANGES GAZEUX CONTENANT LEURS VAPEURS. LE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QU'ON MET EN CONTACT UN MELANGE GAZEUX CONTENANT DES VAPEURS DES COMPOSES VOLATILS AVEC UNE SOLUTION AQUEUSE DE CYCLODEXTRINES ETOU DE DERIVES DE CYCLODEXTRINE, CONTENANT EVENTUELLEMENT AUSSI D'AUTRES ADDITIFS POUR AJUSTER LE PH, LA FORCE IONIQUE ETOU LA TENSION SUPERFICIELLE, LONG D'UNE GRANDE INTERFACE LIQUIDE-GAZ ET, SI ON LE DESIRE, ON SEPARE LE COMPLEXE D'INCLUSION DE CYCLODEXTRINE ETOU DE DERIVES DE CYCLODEXTRINE AVEC LES COMPOSES VOLATILS OBTENUS, A PARTIR DE LA LIQUEUR-MERE, APRES AVOIR REFROIDI LA SOLUTION OU SIMULTANEMENT, ON SOUMET LE COMPLEXE D'INCLUSION A UNE DISSOCIATION THERMIQUE, ON SEPARE LES COMPOSES VOLATILS LIBERES, ET ON RECYCLE LA SOLUTION RESTANTE DE CYCLODEXTRINE OU DE DERIVES DE CYCLODEXTRINE DANS LA PHASE D'ABSORPTION, EVENTUELLEMENT APRES L'AVOIR COMBINE AVEC LA LIQUEUR-MERE OBTENUE APRES SEPARATION DU COMPLEXE D'INCLUSION. APPLICATION AU TRAITEMENT DE SOLVANTS ET PRODUITS CHIMIQUES A BAS POINT D'EBULLITION.

Description

-1-

La présente invention concerne un procé-

dé pour l'isolement de vapeurs à partir de mélanges ga-

zeux. Plus particulièrement, l'invention concerne un pro-

cédé pour isoler les composés volatils à partir de mé-

langes gazeux contenant leurs vapeurs. Selon l'invention

on met tout d'abord en contact-des mélanges gazeux con-

tenant les vapeurs de composés volatils avec une solution

aqueuse de cyclodextrines et/ou de dérivés de cyclodex-

trines, de préférence dans un absorbeur, o une grande interface liquidegaz peut se former. Si on le désire, on

sépare de la phase solution aqueuse le complexe d'inclu-

sion de cyclodextrine obtenu. On le soumet alors à une

dissociation thermique réversible et on isole le compo-

sé volatil libéré, de préférence à partir de la phase va-

peur par condensation. On combine la liqueur-mère aban-

donnée après avoir séparé le complexe d'inclusion de cyclodextrine et la solution obtenue par dissociation

thermique réversible du complexe d'inclusion de cyclo-

dextrine, contenant la cyclodextrine comme composant principal et, si le procédé se déroule dans un absorbeur, on recycle la solution combinée dans cet absorbeur. Si on le désire, avant de recycler, ou simultanément, on

peut ajouter de l'eau à la solution combinée, pour s'as-

surer que les mélanges gazeux contenant des composés volatils que l'on fait passer à travers l'absorbeur sont

saturés avec de l'eau.

L'invention concerne également un équi-

pement dans lequel on peut réaliser le procédé ci-dessus.

Dans le contexte de l'invention le ter-

me "composés volatils" concerne divers solvants et pro-

duits chimiques utilisés dans l'industrie ayant un bas point d'ébullition, qui parviennent facilement dans l'atmosphère et peuvent être toxiques, ainsi que les

huiles volatiles et leurs mélanges.

-2- Selon l'invention on met en contact une

solution aqueuse de cyclodextrines ou de dérivés de cy-

clodextrine avec des mélanges gazeux contenant des va-

peurs de composés volatils. Les solutions aqueuses de cyclodextrines peuvent éventuellement contenir aussi d'autres additifs, qui influencent la force ionique et le pH de la solution, l'hydratabilité et la solubilité de

la cyclodextrine ou de son dérivé et/ou la cristallisa-

bilité du complexe d'inclusion obtenu, etc. Lorsqu'il s'agit de préparer de grandes quantités de composés volatils ou de leurs vapeurs, par exemple par distillation ou régénération de solvants, échange d'air dans des conteneurs, il est inévitable que

les vapeurs des composés volatils s'échappent dans l'at-

mosphère. Jusqu'à présent on réduisait la quantité de

composés volatils contaminant l'atmosphère par des conden-

seurs refroidis de façon intensive, ou des absorbeurs

remplis de charbon activé. L'efficacité du refroidisse-

ment est fortement limitée par la quantité d'eau de re-

froidissement disponible, ainsi que par sa température et dans les cas extrêmes par sa qualité. Le refroidissement artificiel, étant donné ses besoins extrêmement élevés

en équipement et en énergie, est à peine utilisé en pra-

tique. D'un autre côté, l'efficacité du refroidissement de l'eau est généralement insuffisante. Ainsi lorsqu'on

régénère des solvants sous vide, une quantité considé-

rable de vapeur de solvant est évacuée à partir de la

pompe à vide, en dépit du fait que l'on emploie des con-

denseurs refroidis à l'eau. De cette manière la perte de solvants est plus importante et l'environnement est contaminé. Selon l'autre procédé mentionné ci-dessus, les composés volatils sont séparés de la phase vapeur par le charbon actif. Comme la phase solide doit être dispersée sur une grande surface pour réduire au minimum -3- la résistance au courant de gaz ou de vapeur, il faut des équipements très importants. La régénération du charbon actif est également assez compliquée et ne peut

s'effectuer qu'en procédant par étapes.

Jusqu'à présent les techniciens ne

connaissaient pas de procédé permettant d'isoler les va-

peurs de composés volatils à partir de mélanges gazeux

avec une bonne efficacité et de faibles coûts de fonc-

tionnement.

On a maintenant trouvé de façon sur-

prenante que si l'on met en contact un gaz contenant

des vapeurs de composés volatils avec des solutions a-

queuses de cyclodextrines, ou un complexe d'inclusion

de cyclodextrine contenant le composé volatil se préci-

pite à partir de la solution aqueuse de cyclodextrine.

La précipitation commence à une température qui est ca-

ractéristique du composé volatil et des autres condi-

tions expérimentales. Les complexes d'inclusion ne se

forment que si les composés volatils sont moins polai-

res que l'eau. Si cette condition est remplie, la molé-

cule du composé volatil peut facilement remplacer l'eau dans la cavité située à l'intérieur de la cyclodextrine,

car les conditions apolaires à l'intérieur de la cyclo-

dextrine donnent la préférence aux molécules moins po-

laires que l'eau. Selon une autre pré-condition, la taille et la forme de la molécule volatile doivent

s'harmoniser avec la taille de la cavité de la cyclodex-

trine. Etant donné le fait que la cavité interne de l'al-

pha-cyclodextrine à un diamètre d'environ 6 A, tandis que

les diamètres des cavités internes des bêta- et gamma-

cyclodextrines s'élèvent à 8 et 10 A, respectivement,

presque tous les composés aliphatiques et composés aro-

matiques contenant 1, 2 ou 3 noyaux benzéniques condensés

peuvent former des complexes d'inclusion avec les cyclo-

-4- dextrines. L'évaluation de la dépendance de la

cristallisation envers la 'température révèle une hysté-

résis dans le diagramme de cristallisation, et on a trou-

vé que le complexe cristallin peut être redissous à une température excédant la température de cristallisation, et se dissocier en ses composants. Cette température est

également fonction du composé inclus et des autres condi-

tions expérimentales. La cyclodextrine reste en phase aqueuse, tandis que le composé volatil est réparti entre la solution et la phase vapeur. Le rapport de partage dépend de la température. En partant de ce fait, on met en contact un volume élevé d'un mélange gazeux contenant

des vapeurs de composés volatils à éliminer, avec une so-

lution de cyclodextrine sur une grande surface. La tempé-

rature de la solution est inférieure à la température à

laquelle le complexe d'inclusion de cyclodextrine cris-

tallise. La température de cristallisation dépend du

composé volatil, de la concentration de solution de cy-

clodextrine et de la concentration des autres composants

présents, comme les sels organiques ou inorganiques.

Lorsque ces conditions sont remplies, la formation de com-

plexes d'inclusion débute instantanément, et après satu-

ration de la solution les cristaux des complexes d'inclu-

sion apparaissent immédiatement. Les complexes d'inclu-

sion contiennent généralement de la cyclodextrine et le composé volatil dans un rapport molaire 1:1

Tableau I

Propriétés des complexes d'inclusion de composé volatil dans la bêtacyclodextrine Température de Quantité de Composition départ de la Composé volatil.p. composé inclus approximative cristallisation CC] et procédé du complexe ( C) dans une d'analyse d'inclusion solution à 3 % de ecyclodextrine Diisopropyl-éther Toluène Tétrachlorure de carbone Chloroforme Benzène n-hexane ,8 76,7 61,3 ,1 68,7 Chromatographie en phase gazeuse [5 %] Chromatographie en phase gazeuse [4 %I

Analyse élémen-

taire Cl=9,11 % Chromatographie en phase gazeuse [4 %] Chromatographie en phase gazeuse [2,5 %d Chromatographie en phase gazeuse [5 %] 1:1

0,54:1

1:1 1:1 0,4:1 1:1 >60 >60 >60 ! Ln I M 4w D4 4> Température de Quantité de Composition départ de la Composé volatil p. composé inclus approximative cristallisation Cops et procédé du complexe ( C) dans une d'analyse d'inclusion solution à 3 % de -cyclodextrine

1,2-dichloroéthane 83,5 Analyse élémen-

taire C1=7,79 % 1:1 > 60

Dichlorométhane 40,2 Analyse élémen-

taire C1=5,42 % 1:1 > 60 Chloroformiate

d'éthyle 94-95 Analyse élémen-

taire C1=5,65 % 0,68:1 < 5

Trichloréthylène 87 Analyse élémen-

taire C1=8,64 % 1:1 > 60 Mélange de 26,5 % de diphényle et de 73,5 % de diphényl-éther 254-259 0,5:1 < 5 ! oM -4 o CD -7- La manière la plus simple de mettre en

contact la phase gazeuse avec la solution de cyclodex-

trine consiste à faire barboter le mélange gazeux à tra-

vers la solution de cyclodextrine. On peut également faire passer le gaz contenant les composés volatils à

travers une tour remplie d'une substance ayant une sur-

face élevée, à contre-courant avec la solution de c yclo-

dextrine. Dans ce dernier cas le complexe d'inclusion cristallin est lavé hors de la colonne par la solution

de cyclodextrine.

Les composés volatils sont toujours obtenus après avoir lavé le gaz à purifier sous forme

de cristaux complexes d'inclusion flottants dans la so-

lution de cyclodextrine. Le système hétérogène formé est

facilement décomposé et le complexe d'inclusion cristal-

lin peut être séparé par exemple par sédimentation ou

centrifugation. Le complexe d'inclusion cristallin con-

tient le composé volatil séparé de la phase gazeuse sous un faible volume, Selon l'invention on libère le composé volatil du complexe d'inclusion en le soumettant à une dissociation thermique. A la suite de la dissociation thermique, le composé volatil est généralement obtenu sous forme de vapeur, que l'on peut alors condenser de façon classique. L'autre produit obtenu par dissociation thermique est une solution condensée de cyclodextrine, que l'on peut combiner avec la liqueur-mère abandonnée après séparation du complexe d'inclusion et que l'on

peut, après avoir ajusté sa température à la valeur dési-

rée, recycler vers l'étape d'absorption.

Si le point d'ébullition du composé vo-

latil excède 1000C, après dissociation thermique du

complexe d'inclusion de cyclodextrine, le composé vola-

til est obtenu en phase liquide, au lieu de l'être en

phase vapeur. Les couches du mélange réactionnel bi-

-8-

phase sont séparées par des techniques classiques.

Comme cyclodextrine, selon la taille des molécules à séparer,.on peut utiliser l'alpha-, la bêta- ou la gamma-cyclodextrine ou un de ses dérivés. Si les molécules volatiles sont petites, on utilise de préférence l'alpha-cyclodextrine, mais en particulier la bSta-cyclodextrine est capable de se fixer à une grande variété de composés volatils. Dans certains cas, il peut

être gênant que la solubilité dans l'eau de la bêta-

cyclodextrine soit très faible; à 20 C, dans 100 ml

d'eau, on ne peut dissoudre que 1,8 g de bêta-cyclodex-

trine. On peut augmenter la solubilité en modifiant la

molécule de b4ta-cyclodextrine chimiquement ou en ajou-

tant un agent tensio-actif dans la solution de bêta-

cyclodextrine.

Plus particulièrement, la modification chimique s'effectue en introduisant dans la molécule de béta-cyclodextrine des substituants qui améliorent sa

solubilité dans l'eau. Les substituants appropriés com-

prennent les groupes méthyle, carboxyméthyle et sulfo-

propyloxy. La solubilité de ces dérivés est bien meilleu-

re que celle de la bêta-cyclodextrine, tandis que les

propriétés de formation de complexes restent inchangées.

Ainsi, en utilisant les solutions de bêta-cyclodextrine

et ses dérivés au même volume, on peut obtenir une effi-

cacité nettement supérieure lorsqu'on emploie ces déri-

vés.

La molécule de bêta-cyclodextrine con-

tient 21 groupes hydroxyle méthylables, à savoir 14 hy-

droxyles secondaires et 7 primaires. Le dérivé totale-

ment méthyle est insoluble dans l'eau, mais si on ne méthyle que 1 à 7 hydroxyles, la solubilité dans l'eau est améliorée sans que l'on n'influence la capacité à

former des complexes; de plus, les complexes d'inclu-

-9-

sion de dérivés de bêta-cyclodextrine partiellement mé-

thylés ont une stabilité améliorée.[B. Base, M. Reggia-

ni, G.R. Sanderson: compte-rendus du VIIe colloque in-

ternational sur la chimie des hydrates de carbone, Bra-

tislava, 5-9 août 1974, P 12411. On peut préparer les divers dérivés de bêta-cyclodextrine méthylés par des procédés classiques, bien connus dans la chimie des hydrates de carbone. On

a trouvé que la solubilité dans l'eau du dérivé de bêta-

cyclodextrine qui contient en moyenne 1,5 groupes mé-

thyle [taux de substitution = 1,5, si le taux de substi-

tution de l'heptakis-[triméthyl)-bêta-cyclodextrine est de 213 à 200C s'élève à 7 g/100 ml d'eau, c'est-à-dire que ce dérivé partiellement méthylé est environ 4 fois aussi soluble que la bêta-cyclodextrine. Ce dérivé de

méthyl-b4ta-cyclodextrine forme des complexes d'inclu-

sion par exemple avec les solvants suivants: tétra-

chlorure de carbone, diisopropyléther, benzène, n-hexane,

dichlorométhane. Le rapport molaire du dérivé de cyclo-

dextrine au solvant inclus est d'environ 1:1 dans ces

complexes d'inclusion.

Les données de solubilité des dérivés de sulfopropyloxy-bêtacyclodextrine, préparés par des

procédés connus dans la littérature à partir de bêta-

cyclodextrine et de propanesulfone[J.N.J. Lammers, J.L.

Koole, J. Hurkmans: Stârke, 23, 167, 19717 se trouvent

au tableau 2.

TABLEAU II

Groupe sulfapro- Poids Solubilité Solubilité solubilité pyloxy dans une moléculaire dans l'eau relative par à 500C /g/ molécule de B-cy- à 20 C rapport à la 100 ml/

clodextrine g/100 ml Mole/lit 6-cyclodextri-

ne/mole/lit/

0 1134 1,8 0,017 1,0

2 1422 4 0,028 1,6 9

4 1710 8,3 0,048 2,8 20,5

6 1998 13,0 0,065 3,8 30,0

7 2142 24,6 0,115 6,8 53,6

Q I- O I r', o Ce -11- Ce dérivé de bêta-cyclodextrine forme des complexes d'inclusion par exemple avec le n-hexane, le benzène, le chloroforme, le tétrachlorure de carbone et le dichlorométhane. Le rapport molaire du dérivé de bêta-cyclodextrine au composé inclus est d'environ 1:1.

On prépare les dérivés de carboxyméthy-

le de la bêta-cyclodextrine par des procédés connus des spécialistes[J.N. J. Lammers, J.L. Koole, J. Hurskmans:

Stârcke, 23, 167 /19717 en utilisant l'acide monochlo-

roacétique. Mais le taux de substitution de ce composé doit être inférieur à 1 pour obtenir des complexes d'inclusion, qui précipitent instantanément à partir

d'une solution aqueuse. Si le taux de substitution dé-

passe 1, le complexe d'inclusion ne précipite qu'après qu'on a maintenu le mélange à une température d'environ

0 C pendant plusieurs heures. La solubilité d'une car-

boxyméthyl-bêta-cyclodextrine ayant un taux de substitu-

tion de 0,5 est déjà considérablement meilleure que celle de la bêtacyclodextrine, alors que les propriétés de

formation de complexes des deux composés sont identiques.

L'un des grands avantages des dérivés substitués tient à leur solubilité améliorée, qui permet

d'atteindre une capacité supérieure dans le même volume.

D'un autre côté, les dérivés de cyclodextrine sont moins

sensibles aux effets enzymatiques. Cette dernière proprié-

té est particulièrement importante si l'équipement dans lequel l'isolement s'effectue est hors service pendant assez longtemps. En fonctionnement les composés volatils à isoler inhibent généralement la propagation de tous types de bactéries ou de champignons dans l'équipement, et la régénération effectuée à des températures plus

élevées stérilise également l'équipement.

On peut également augmenter la solubi-

lité de la bêta-cyclodextrine en ajoutant à la solution -12- un agent tensio-actif approprié. L'agent tensio-actif

approprié est par exemple le bromure de cétyltriméthylam-

monium. La solubilité de la bêta-cyclodextrine est considérablement augmentée en présence de bromure -de cétyltriméthylammonium. A une température de 20 à C on peut obtenir une solubilité de 15 à 20 % sans que la solution ne mousse sensiblement. Ceci est dû au fait qu'on incorpore également au complexe du bromure

de cétyltriméthylammonium. De cette manière la bêta-

cyclo'dextrine inhibe de façon efficace la baisse de la tension superficielle de la solution, c'est-à-dire la

formation de mousse. Etant donné la polarité de sa molé-

cule, le complexe d'inclusion du bromure de cétyltrimé-

thylammonium avec la bêta-cyclodextrine est très labile.

Lorsque ce complexe d'inclusion est mis en contact avec, une autre molécule ayant de meilleures propriétés de formation de complexes, par exemple avec une molécule de

solvant, il se décompose et il se forme un complexe d'in-

clusion bêta-cyclodextrine-solvant, car la stabilité de ce dernier complexe dépasse considérablement la stabilité

du complexe formé avec l'agent tensio-actif mentionné ci-

dessus. La présence de bromure de cétyltriméthylammonium

ne gêne donc pas la formation de complexe entre la bêta-

cyclodextrine et les composés volatils présents. Lorsqu'

on ajoute du diisopropyléther à une solution aqueuse con-

tenant 7 % de bêta-cyclodextrine et 0,45 % de bromure de

cétyltriméthylammonium, le complexe d'inclusion cristal-

lin obtenu contient 5 % de diisopropyléther, ce qui est identique à la teneur en diisopropyléther des complexes

d'inclusion préparés en l'absence de bromure de cétyltri-

méthylammonium.

On trouvera plus de détails sur l'in-

vention dans les exemples suivants qui ne doivent cepen-

-13-

dant limiter l'invention en aucune façon.

Exemple 1

Dans un barboteur à gaz on introduit ml de dichlorométhane, et l'on dispose le barboteur dans un thermostat à 40 C. On relie ce barboteur à gaz avec un autre barboteur à gaz sans thermostat, contenant

ml d'une solution aqueuse à 2,5 % de bêta-cyclodex-

trine. On pompe de l'air à travers le premier barboteur contenant du dichlorométhane puis à travers le second

barboteur, remplis de la solution aqueuse de bêta-cyclo-

dextrine. L'air que l'on fait barboter à travers le

dichlorométhane amène la vapeur de ce dernier dans la so-

lution aqueuse de b8ta-cyclodextrine. La formation d'un complexe d'inclusion dichlorométhane-bêta-cyclodextrine débute immédiatement après que l'on ait commencé à faire

fonctionner la pompe et une substance cristalline blan-

che précipite à partir de la solution. Pratiquement

toute la béta-cyclodextrine est transformée en un com-

plexe de ce genre, qui se dépose en très peu de temps au fond du barboteur à gaz. Le rapport molaire de la bêta-cyclodextrine au dichlorométhane dans le complexe d'inclusion est de 1:1, ce qui correspond à 7 % de

dichlorométhane, chiffre calculé pour la substance sè-

che. Le complexe d'inclusion est identique au produit

donné au tableau 1.

Exemple 2

Lorsqu'on prépare l'ingrédient actif de la composition insecticide Trichlofon dans un équipement industriel ayant une production annuelle de 600 tones, en dernière étape de la technique il faut concentrer la

liqueur-mère restant après obtention sous forme cristal-

lisée. La concentration s'effectue en pratique par éva-

* poration sous vide. A partir de la pompe à vide s'échap-

pent environ 600 kg d'éther par an, ce qui contamine -14- fortement l'environnement et aboutit également à une

perte notable de produits chimiques.

L'emploi du procédé selon l'invention à cet effet est illustré ci-dessous, en se référant à la figure 1, qui illustre l'appareil correspondant.

Le gaz sortant de la pompe à vide, con-

tenant du diisopropyléther, est introduit dans l'absor-

beur 2 rempli de charge 3 par la canalisation 1. Dans

la tour d'absorption le gaz est introduit à contre-cou-

rant de la solution de b8ta-cyclodextrine portée à tem-

pérature constante, qui est introduite dans l'équipement par la canalisation 16 et les extincteurs 17. Le gaz contenant le diisopropyléther est de cette manière mis en contact avec la solution de bêta-cyclodextrine, et

le diisopropyléther est absorbé dans la solution de bêta-

cyclodextrine. Le gaz qui s'échappe est alors mené à travers l'égouttoir 18, lavé à l'eau qui est introduite dans le système par la soupape d'alimentation 19, et sort à l'air libre par la cheminée 20. La solution de bêta-cyclodextrine contenant le diisopropyléther est retirée de la tour d'absorption 2 par le réfrigérant

4. Dans-le réfrigérant 4, le complexe d'inclusion bêta-

cyclodextrine-diisopropyléther précipite sous forme cristalline. Les cristaux sont alors déposés dans le bac de décantation 5. La solution est retirée du bac par la canalisation 14. La bouillie cristalline précipitée

est transportée par la pompe 6 à travers la canalisa-

tion 7 dans le réchauffeur 8 o s'effectue la dissocia-

tion du complexe d'inclusion. La vapeur de-diisopropyl-

éther libérée sort du réchauffeur 8 par la canalisation 11, est condensée dans le réfrigérant 12 et recueillie dans le réservoir 13. La solution de bêta-cyclodextrine pure est retirée du réchauffeur 8 par la canalisation

9, puis elle est mélangée avec la solution de bêta-

-15- cyclodextrine refroidie conduite par la canalisation 14 à partir du bac de décantation 5. Le mélange est transporté par la pompe 10 dans la cuve à thermostat o il est maintenu à la -température optimale pour former des complexes d'inclusion, et il est recyclé dans la tour d'absorption 2. On complète l'eau enlevée du système par le gaz purifié, et sortant par la cheminée 20, en ajoutant la quantité

nécessaire d'eau fraîche par la soupape d'alimenta-

tion 19.

Le même procédé peut également s'effectuer dans un équipement illustré à la Figure 2. Dans ce système, on introduit la phase gazeuse contenant une grande quantité de vapeur de diisopropyléther dans le système par la canalisation 1. On la fait alors barboter à travers la solution de cyclodextrime contenue dans la cuve d'absorption 2. Le complexe d'inclusion bêta-cyclodextrine-diisopropyléther se sépare par cristallisation de la solution saturée de cyclodextrine, et les cristaux sont déposés au fond de la cuve d'absorption 2. La bouillie cristalline obtenue, ayant une teneur en substance sèche de 20 %

(complexe d'inclusion diisopropyléther-bêta-cyclo--

dextrine 1:1), est-transportée par la pompe à boue

6, par la canalisation 7 dans l'unité de chauffage 8.

En choisissant convenablement la vitesse de pompage, on s'assure que seuls les cristaux précipités sont transportés. La partie inférieure de l'unité de chauffage 8 est un échangeur de chaleur à contre-flux et on fait évaporer le diisopropyléther inclus dans le complexe d'inclusion de bêta-cyclodextrine à sa partie supérieure, qui est chauffée par un serpentin tubulaire 21. On recycle la solution de cyclodextrine chaude libérée à partir du diisopropyléther dans l'absorbeur 2 par la canalisation 9. Dans l'absorbeur - 16- 2, la température de la solution est ajustée à une valeur optimum pour la formation de complexes par le serpentin-thermostat 15, et on répète l'ensemble du procédé. Le gaz libéré à partir du diisopropyléther sort de l'équipement par la cheminée 20, directement

à l'air libre.

A partir du réchauffeur 8, on introduitla vapeur de diisopropyléther par la canalisation il dans le réfrigérant 12. On recueille le condensat dans le

bac 13.

Lorsqu'on commence à faire fonctionner l'équipement, on le remplit d'une solution préparée à partir de 1000 1 d'eau ayant une température de

350C et de 40 kg de bêta-cyclodextrine. On peut uti-

liser la solution de façon répétée jusqu'à ce qu'elle ne soit plus contaminée par de l'huile, du goudron

ou d'autres impuretés présentes dans le gaz à puri-

fier. La solution n'est pas sensible aux changements

de pH.

Exemple 3 Dans une bouteille en verre, sèche, de litres, on injecte 0,5 g de trichloréthylène. La bouteille est équipée d'un bouchon à deux trous. Dans les trous, on dispose des tubes en verre, l'un allant jusqu'au fond de la bouteille et l'autre jusqu'au bas du bouchon. Par le tube en verre le plus court, on aspire de l'air provenant de la partie supérieure de la bouteille puis on le fait barboter à travers 200 ml d'une solution aqueuse à 2,5 % de bêta-cyclodextrine, dans un barboteur à gaz. On recycle l'air introduit dans le barboteur à gaz en direction du fond de la bouteille en verre au moyen-du tube en verre le plus

long. Au bout de 4 cycles, la totalité du trichloré-

thylène arrive au complexe d'inclusion, précipite et se dépose dans le barboteur. De cette manière, on peut -17- abaisser considérablement la concentration en vapeurs de solvant dans l'atmosphère des lieux de travail, o l'évaporation des solvants est inévitable. Dans les cas de ce genre, on fait circuler l'atmosphère de la pièce dans un absorbeur contenant une solution aqueuse de cyclodextrine ou de dérivés de cyclodextrine. On peut régénérer par ébullition la solution aqueuse des complexes de cyclodextrine et de leurs dérivés. De cette manière, on peut éviter l'échange continu d'air par exemple dans les pièces o l'on fait fonctionner des équipements de nettoyage chimique, et ceci aboutit à une réduction considérable des coûts de chauffage en hiver. Dans un équipement de nettoyage chimique, -la perte moyenne de perchloréthylène à l'heure est d'environ 2 kg, et on ne peut donc faire fonctionner de tels équipements que dans des pièces o l'on peut efficacement éliminer les vapeurs de solvant par un

système de cheminée approprié.

Exemple 4

On examine la formation de complexe d'in-

clusion bêta-cyclodextrine-benzène en présence de bromure de cétyltriméthylammonium. On prépare des

solutions aqueuses à 10, 15 et 20 % de bêta-cyclo-

dextrine en présence de 1, 2, 5 et 10 % de bromure de cétyltriméthylammonium. Après avoir séparé le produit cristallin précipité par centrifugation et séché le produit séparé, on détermine la concentration de benzène (spectrophotomètre UV) et la concentration de bromure de cétyltriméthylammonium (analyse chimique

de la teneur en brome). Le complexe d'inclusion con-

tient de 5 à 6 % de benzène, comme en l'absence de bromure de cétyltriméthylammonium, tandis que la teneur en bromure de cétyltriméthylammonium s'élève

à O à 4,3 %. On pense que le bromure de cétyltriméthyl-

ammonium éventuellement présent est simplement absorbé -18- à la surface des complexes d'inclusion, car le produit n'a été lavé qu'avec sa propreliqueur-mère. On peut décomposer les complexes formés par chauffage

et on peut récupérer le benzène de façon classique.

Si la teneur en bêta-cyclodextrine est de 10, 15 et %, respectivement, la solution de cyclodextrine peut absorber 0,5, 0,75 et 1,0 % de benzène. Les

résultats expérimentaux sont donnés au tableau 3.

Tableau 3

Exemple 5

En suivant le procédé et en utilisant l'équi-

pement décrit dans l'exemple 2, mais en employant une solution aqueuse contenant 10 % de cyclodextrine et 1 % de bromure de cétyltriméthylammonium pour l'absorption, on fait passer à travers l'absorbeur un courant continu de solvant, le complexe formé est décomposé et le solvant

est régénéré.

fi Préparation Analyse du Oc yclo)dextrifle de bromur d Benzène C /g/100 Ml/de brour produit méthyl métyl ammonium (3) ammonium(%)

10 1 O 3,87

10 2 1,8 3,42

10 5 3,6 4

10 10 4,3 5,28

15 1 O 5,63

15 2 1,24 5,8

15 5 2,6 4,93

20 1 O 4

20 2 0,75 5,4

20 5 1,5 4,4

20 10 2,3 3,9

-19-

Exemple 6

A travers une solution aqueuse contenant 10 %

de bêta-cyclodextrine et 1 % de bromure de cétyltriméthyl-

ammonium, on fait passer du diphyle (mélange de 26,5 % de diphényle et de 73,5 % de diphényléther). Dans la solution, la vapeur de diphyle est liée dans un complexe d'inclusion. En chauffant la solution contenant le complexe formé à 60 à 90 C, le complexe se décompose, l'huile de diphyle se sépare sous la forme d'une couche

inférieure et on peut le retirer du fond de l'équipement.

A partir des vapeurs contenant du diphyle, on peut

récupérer environ 70 % de la quantité introduite.

-20-

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. - Procédé d'isolement de composés volatils à partir de mélanges gazeux contenant leurs vapeurs, caractérisé en ce qu'on met en contact un mélange gazeux contenant des vapeurs des composés volatils avec une solution aqueuse de cyclodextrines et/ou de dérivés

de cyclodextrine, contenant éventuellement aussi d'au-

tres additifs pour ajuster le pH, la force ionique et/ou la tension superficielle, le long d'une grande interface liquide-gaz, et si on le désire, on sépare le complexe d'inclusion de cyclodextrine et/ou de dérivés de cyclodextrine avec les composés volatils obtenus, à partir de la liqueur-mère, après avoir refroidi-la

solution ou simultanément, on soumet le complexe d'in-

clusion à une dissociation thermique, on sépare les composés volatils libérés, et on recycle la solution restante de cyclodextrines ou de dérivés de cyclodextrine dans la phase d'absorption, éventuellement après l'avoir combiné avec la liqueur-mère obtenue après séparation du

complexe d'inclusion.

- 2. - Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on utilise la bêta-cyclodextrine comme cyclodextrine.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute un agent tensio-actif à la solution d'une cyclodextrine et/ou d'un dérivé de cyclodextrine.

4. - Procédé selon la revendication 3, caractéri-

sé en ce qu'on utilise le bromure de cétyltriméthylammo-

nium comme agent tensio-actif.

5. - Procédé selon les revendications 1 à 4-,

caractérisé en ce qu'on soumet le complexe d'inclusion d'une cyclodextrine et/ou d'un dérivé de cyclodextrine avec un composé volatil à une décomposition thermique, -21-

sans séparation d'avec la liqueur-mère.

6. - Procédé selon l'une des revendications 1

à 4, caractérisé en ce qu'on soumet le complexe d'inclu-

sion d'une cyclodextrine et/ou d'un dérivé de cyclo-

dextrine avec un composé volatil à une décomposition

thermique, après séparation d'avec la liqueur-mère.

7. - Equipement pour la mise en oeuvre du

procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé

en ce qu'il comprend un absorbeur 2, dans lequel on met en contact une solution aqueuse de cyclodextrine et/ou de dérivés de cyclodextrine avec un mélange gazeux contenant les vapeurs de composés volatils sur une grande surface, éventuellement un bac de décantation dans lequel les cristaux du complexe d'inclusion se déposent, et un réacteur de réchauffement 8, qui est relié en série avec le courant principal ou le courant latéral de la phase liquide par laquelle les composés

volatils sont absorbés.

8. - Equipement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un bac de décantation

entre l'absorbeur et le réacteur de réchauffement.