Composé pour la séparation d'hydrocarbures de l'eau,
et ses procédés de préparation et d'application.
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la séparation de liquides organiques de l'eau et, plus spécialement, un composé permettant d'enlever des hydrocarbures et autres impuretés organiques de courants et masses d'eau ou de solutions aqueuses.
Comme on le sait généralement, des liquides organiques tels que des hydrocarbures ne sont pas miscibles a l'eau et à cause de leur plus faible densité, ils flottent et peuvent être entraînés indéfiniment par les courants et les masses d'eau. Bien que l'invention omisse être utilisée avec des liquides organiques de nombreux types, tels que des polymères et analogues, son application sera décrite plus p articulièrement en se référant aux hydrocarbures.
En raison des besoins croissants en produits hydrocarbonés, les activités liées à la production, au stockage et au traitement d'hydrocarbures sur des masses d'eau ou à proximité de ces dernières comme le transport par pipeline et par bateau et le forage de puits de pétrole en mer ont pris de plus en plus d'importance en augmentant ainsi le risque que des quantités d'hydrocarbures soient répandues accidentellement sur l'eau avoisinante. Jusqu'à présent, il s'est avéré extrêmement difficile de lutter contre de telles décharges et il en est résulté d'importants dommages causés tant du point de vue matériel qu'écologique. Une pollution progressive des masses d'eau par les hydrocarbures peut être provoquée par la décharge des résidus huileux d'usines ou de bateaux.
En raison de l'importance de plus en plus grande qui est actuellement accordée à la préservation de l'environnement, même de faibles décharges ou de pollution mineure attirent l'attention générale et la publicité qui en est faite nuit aux relations publiques d'une manière qui dépasse souvent de beaucoup les dommages réels causés tant du point de vue matériel que du point de vue écologique.
Dans chacun des cas ci-dessus, il importe que les hydrocarbures, lorsqu'ils sont répandus, soient maitrisés ou éliminés ou bien lorsqu'ils sont déchargés dans les égoûts, soient éliminés avant que les eaux d'égoûts atteignent des courants ou des masses d'eau. Des combinaisons d'hydrocarbures et d'eau provenant de nappes d'huile ou de pétrole formées par déversement dans des masses d'eau ou d'émulsions d'huile dans l'eau provoquées par des vidanges de produits huileux seront désignées ci-après par systèmes hydrocarbure-eau.
La présente invention permet de maîtriser et d'éliminer les hydrocarbures et autres matières organiques de l'eau par un procédé assurant l'absorption sélective et la stabilisation de la matière en vue de sa séparation mécanique ultérieure.
L'invention concerne également une matière fibreuse lâche qui est oléophile, hydrophobe et qui peut flotter sur l'eau pour l'absorption sélective et la stabilisation des hydrocarbures d'un système hydrocarbure-eau et qui présente une granulométrie facilitant sa séparation mécanique du système.
L'invention concerne en outre un procédé de production d'une telle matière en mélangeant une perlite expansée avec de l'asphalte et une charge fibreuse et en broyant le composé peur former une masse d'une granulométrie moyenne telle qu'elle puisse être séparée d'un système liquide par filtration au moyen d'un élément mécanique perméable au liquide.
Dans une forme de réalisation préférée, l'invention concerne une matière destinée à la séparation des hydrocarbu-
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se composant de perlite expansée, d'argile et l'une charge fibreuse, formée par déshumidification d'une suspension aqueuse du composé et par broyage ultérieur du mélange déshumidifié.
La matière est introduite dans le système pour absorber sélectivement l'hydrocarbure, le composé et l'hydrocarbure qu'il a absorbé étant ensuite séparés du système.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre.
La matière de l'invention comprend généralement un composé constitué en majeure partie de perlite expansée, d'asphalte et d'une charge fibreuse. Les constituants sont connus en pratique et ont été utilisés jusqu'à présent dans des panneaux de construction comme décrit plus particulièrement
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Comme décrit dans le brevet précité, le composé est
mis sous forme d'un panneau ou d'une feuille après avoir été déshumidifié, de préférence en le chauffant dans un four. Se- Ion l'invention, la matière peut être mise sous une forme quel- conque convenant pour être séchée et il est possible d'avoir
recours à tout autre procédé connu de déshumidification tel
que compression, centrifugation, application d'un vide, etc., conjointement au chauffage ou à la place de ce dernier comme
décrit plus particulièrement dans le brevet précité.
La configuration résultante est ensuite broyée, de préférence dans un broyeur à marteaux, pour produire une mas-
se meuble dont la granulométrie moyenne est d'au moins 3,2 mm.
Outre les constituants indiqués dans le brevet précité, selon une formulation préférée, le composé comprend les constituants suivants :
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Les argiles comprennent de préférence 50 % en poids d'une argile qui existe à l'état naturel dans le comté de Lowndes, Alabama�et 50 % d'une argile qui existe à l'état naturel dans le comté de Big Horn, Vyoming.
La granulométrie moyenne peut être déterminée en choisissant un tamis pour le broyeur à marteaux, comme on le sait en pratique. Naturellement, le broyage peut être exécuté par d'autres types de broyeurs à condition de conserver la granulométrie minimale. Pour la manutention, la dispersion et la surface absorbante maximale, il faut que la granulométrie moyenne maximale des particules soit de l'ordre de 6,35 mm. Lorsque la matière ci-dessus est dispersée, sa taille est suffisante pour qu'elle soit retenue et récupérée par un dispositif mécanique tel qu'un tamis.
Le composé broyé résultant pré-sente avantageusement une densité d'environ 0,072 g/cm<3> et a une consistance lui permettant d'être facilement dispersé soit par écoulement par gravité soit par fluidisation et/ou entraînement dans des courants d'air engendrés par des soufflantes ou appareils analogues. La consistance du composé est déterminée et réglée principalement par la dimension moyenne des fibres de la charge fibreuse qui est elle-même déterminée par le processus de broyage décrit plus haut.
Les caractéristiques d'absorption de la matière organique du composé sont déterminées par la perlite expansée qui présente une affinité à l'égard des hydrocarbures et on présume que le constituant asphaltique rend le composé hydrofuge. La matière résultante peut absorber de 75 à 125 litres de produit pétrolier par kilo selon la viscosité du produit
et la température de l'eau. A cause de la densité globale de la matière et de la nature hydrophobe du constituant asphaltique, la matière n'est pas mouillée par l'eau et flotte indéfiniment sur sa surface.
En général, le composé est stocké et transporté sous forme granulaire en vrac ou dans des sacs de capacité convenable . En utilisant des sacs présentant une résistance con-
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bilité et de la nature hydrophobe du composé, la matière peut être stockée à l'air libre lorsque cela est nécessaire. Lorsqu'en raison de l'encombrement important du composé, les frais de transport eu de stockage deviennent importants, le composé peut être traité pour le déshumidifié et peut être transporté ou stocké pour être broyé in situ ou bien à des lieux déterminés de distribution de manière à réduire les frais de transport et/ou de stockage.
Le composé doit être dispersé manuellement ou par gravité à partir d'un avion,de bateaux ou de structures analogues et une telle dispersion peut être effectuée en utilisant des soufflantes pour entraîner le composé dans un courant d'air dirigé sur la surface. A cause de la densité et de la nature hydrophobe du composé, comme décrit plus haut, la matière ayant absorbé le produit pétrolier continue à flotter de manière à pouvoir la récolter ultérieurement. La flottabilité
de la matière est telle que même lorsqu'elle absorbe des huiles à faible teneur en soufre,dont la flottabilité est presque nulle,et qui s'enfoncent souvent après évaporation de leur fraction légère, le mélange des huiles et de la matière flotte indéfiniment. Même si le ramassage est très retardé, le mélange des huiles et du composé continue à flotter et ne souille pas le fond de la masse d'eau ni ne se transforme de manière à empêcher de le récolter.
La granulométrie de la matière permet de traiter mécaniquement le mélange d'huile et de matière qui, par conséquent, peut être traîné en utilisant des chicanes fixes ou mobiles de manière à pouvoir le diriger vers une zone de ramassage ou le retenir jusqu'à ce que le ramassage puisse être effectué. Ces chicanes peuvent être constituées de pannes, de pontons, de plaques ou peuvent être remplacées par de puissants jets d'eau provenant de tuyaux ou bien lorsque les courants marins, la marée ou l'action des vagues sont importants, il
est possible d'utiliser des barrières de piquets, des filets
ou des flotteurs auxquels les filets sont suspendus.(A cet effet, les filets présentant une ouverture de maille de 6,35 x 6,35 mm ou une toile en matière dure dont les fils sont séparés de 6,35 mm se sont avérés appropriés). Le ramassage peut être effectué au moyen de pelles, de convoyeurs à bandes perforées ou de dispositifs aspirants comme les machines à ramasser les feuilles par aspiration, etc.
Etant donna que la matière est relativement inerte, ininflammable et non toxique, l'application de la matière au milieu affecté n'augmente pas le risque des dommages causés
du point de vue écologique et grâce à sa flottabilité de longue durée, la retenue du pétrole répandu est assurée pour une élimination ultérieure. La matière présente également un très grand pouvoir de retenue du produit huileux absorbé et n'abandonne pas facilement ledit produit dès qu'il est absorbé.
Lorsque la séparation des hydrocarbures implique l'é-limination d'un produit pétrolier d'une décharge d'eau contenant de l'huile, la matière peut être placée dans un récipient perméable au fluide mais contenant des tamis ou autre élément mécanique pour retenir la matière. Un tel récipient peut être équipé de manière à permettre le remplacement de certaines parties de la matière afin de pouvoir remplacer lesdites parties lorsqu'elles sont saturées d'huile, en permettant d'utiliser le dispositif d'une manière continue.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux composés et aux procédés décrits sans sortir du cadre de l'invention.
Compound for the separation of hydrocarbons from water,
and its methods of preparation and application.
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the separation of organic liquids from water and, more especially, a compound for removing hydrocarbons and other organic impurities from streams and masses of water or from aqueous solutions.
As is generally known, organic liquids such as hydrocarbons are not miscible with water and due to their lower density they float and can be carried indefinitely by currents and bodies of water. Although the invention omits to be used with organic liquids of many types, such as polymers and the like, its application will be described more particularly with reference to hydrocarbons.
Due to the growing needs for hydrocarbon products, activities related to the production, storage and processing of hydrocarbons on or near bodies of water such as transport by pipeline and by boat and the drilling of wells. Oil at sea have become increasingly important, increasing the risk that quantities of oil may accidentally be spilled on nearby water. Until now, it has proved extremely difficult to fight against such discharges, and it has resulted in significant damage from both material and ecological point of view. Gradual pollution of water bodies by hydrocarbons can be caused by the discharge of oily residues from factories or ships.
Due to the increasing importance now being given to preserving the environment, even low landfills or minor pollution are attracting widespread attention and the publicity that is given to them harms the public relations of an organization. a manner which often far exceeds the actual damage caused both from a material and ecological point of view.
In each of the above cases, it is important that the hydrocarbons, when they are spilled, be controlled or removed or when they are discharged into the sewers, be eliminated before the sewage reaches currents or masses. of water. Combinations of hydrocarbons and water from oil or petroleum slicks formed by spillage into bodies of water or oil-in-water emulsions caused by oil product changes will be referred to below. by hydrocarbon-water systems.
The present invention makes it possible to control and remove hydrocarbons and other organic materials from water by a process ensuring the selective absorption and stabilization of the material with a view to its subsequent mechanical separation.
The invention also relates to a loose fibrous material which is oleophilic, hydrophobic and which can float on water for the selective absorption and stabilization of hydrocarbons from a hydrocarbon-water system and which has a particle size which facilitates its mechanical separation from the system. .
The invention further relates to a process for producing such a material by mixing an expanded perlite with asphalt and a fibrous filler and grinding the compound to form a mass of an average particle size such that it can be separated. of a liquid system by filtration by means of a mechanical element permeable to the liquid.
In a preferred embodiment, the invention relates to a material for the separation of hydrocarbons.
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consisting of expanded perlite, clay and a fibrous filler, formed by dehumidifying an aqueous suspension of the compound and subsequently grinding the dehumidified mixture.
Material is introduced into the system to selectively absorb the hydrocarbon, the compound and the hydrocarbon it absorbed then being separated from the system.
Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description which follows.
The material of the invention generally comprises a compound consisting predominantly of expanded perlite, asphalt and a fibrous filler. The components are known in the art and have heretofore been used in building panels as more particularly described.
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As described in the aforementioned patent, the compound is
shaped into a panel or sheet after being dehumidified, preferably by heating it in an oven. According to the invention, the material can be put into any form suitable for drying and it is possible to have
use of any other known dehumidification process such as
as compression, centrifugation, application of a vacuum, etc., in conjunction with or in place of heating as
described more particularly in the aforementioned patent.
The resulting configuration is then crushed, preferably in a hammer mill, to produce a mass.
loose with an average grain size of at least 3.2 mm.
In addition to the constituents indicated in the aforementioned patent, according to a preferred formulation, the compound comprises the following constituents:
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The clays preferably comprise 50% by weight of a clay which occurs naturally in Lowndes County, Alabama � and 50% of a clay which occurs naturally in Big Horn County. , Vyoming.
The average particle size can be determined by choosing a screen for the hammer mill, as is known in the art. Of course, the grinding can be carried out by other types of grinders provided that the minimum particle size is kept. For handling, dispersion and maximum absorbent surface, the maximum average particle size should be of the order of 6.35 mm. When the above material is dispersed, its size is sufficient for it to be retained and recovered by a mechanical device such as a sieve.
The resulting ground compound advantageously has a density of about 0.072 g / cm <3> and has a consistency allowing it to be easily dispersed either by gravity flow or by fluidization and / or entrainment in generated air currents. by blowers or the like. The consistency of the compound is determined and regulated mainly by the average dimension of the fibers of the fibrous filler which is itself determined by the grinding process described above.
The organic material absorption characteristics of the compound are determined by the expanded perlite which exhibits an affinity for hydrocarbons and the asphalt component is presumed to render the compound water repellent. The resulting material can absorb 75 to 125 liters of petroleum product per kilo depending on the viscosity of the product
and the water temperature. Due to the overall density of the material and the hydrophobic nature of the asphalt component, the material is not wetted by water and floats indefinitely on its surface.
Usually the compound is stored and transported in granular form in bulk or in bags of suitable capacity. By using bags with high resistance
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Due to the reliability and hydrophobic nature of the compound, the material can be stored in the open when necessary. When, due to the large size of the compound, the costs of transport or storage become important, the compound can be treated for dehumidification and can be transported or stored to be ground in situ or to specific places of distribution of the product. so as to reduce transport and / or storage costs.
The compound must be dispersed manually or by gravity from an aircraft, ships or the like and such dispersal can be effected by using blowers to drive the compound in a stream of air directed over the surface. Due to the density and the hydrophobic nature of the compound, as described above, the material which absorbed the petroleum product continues to float so that it can be collected later. Buoyancy
of matter is such that even when it absorbs low sulfur oils, which have almost no buoyancy, and which often sink after evaporation of their light fraction, the mixture of oils and matter floats indefinitely. Even if the pickup is very delayed, the mixture of oils and compound continues to float and does not soil the bottom of the body of water or change so as to prevent it from being collected.
The particle size distribution of the material allows the mixture of oil and material to be mechanically treated which, therefore, can be dragged using fixed or movable baffles so as to be able to direct it to a collection area or to hold it until that the pickup can be completed. These baffles can consist of purlins, pontoons, plates or can be replaced by powerful jets of water from pipes or when sea currents, tides or wave action are important, it
it is possible to use fence posts, nets
or floats from which the nets are suspended. (For this purpose nets with a mesh opening of 6.35 x 6.35 mm or a hard material canvas with threads separated by 6.35 mm have been found suitable ). The collection can be carried out by means of shovels, perforated belt conveyors or suction devices such as vacuum leaf pick-up machines, etc.
Since the material is relatively inert, non-flammable and non-toxic, application of the material to the affected environment does not increase the risk of damage.
from an ecological point of view and thanks to its long-lasting buoyancy, the retention of spilled oil is ensured for subsequent disposal. The material also has a very high capacity to retain the oily product absorbed and does not easily give up said product as soon as it is absorbed.
Where the separation of hydrocarbons involves the removal of a petroleum product from a water discharge containing oil, the material may be placed in a vessel permeable to the fluid but containing screens or other mechanical element to retain matter. Such a container can be equipped so as to allow the replacement of certain parts of the material in order to be able to replace said parts when they are saturated with oil, allowing the device to be used in a continuous manner.
It goes without saying that numerous modifications can be made to the compounds and to the methods described without departing from the scope of the invention.