FR2520373A1

FR2520373A1 - Composition pour nettoyer des surfaces encrassees

Info

Publication number: FR2520373A1
Application number: FR8201257A
Authority: FR
Inventors: Anita G Kapiloff; Randolph T Hatch
Original assignee: Chemical Sciences Inc
Current assignee: Chemical Sciences Inc
Priority date: 1982-01-27
Filing date: 1982-01-27
Publication date: 1983-07-29
Also published as: FR2520373B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE COMPOSITION POUR NETTOYER DES SURFACES ENCRASSEES, EN ELIMINANT LES INCRUSTATIONS CALCAIRES, MAGNESIENNES, FERREUSES ET LES CRASSES ORGANIQUES. LA COMPOSITION RENFERME A AU MOINS UN DES COMPOSES SUIVANTS: UN PHOSPHATE DIACIDE DE METAL ALCALIN OU D'AMMONIUM, UN PHOSPHATE NEUTRE DE METAL ALCALIN OU D'AMMONIUM ET L'ACIDE PHOSPHORIQUE, B AU MOINS UN ACIDE CHOISI PARMI L'ACIDE CITRIQUE, L'ACIDE MALIQUE ET L'ACIDE SULFAMIQUE, ET C UN DETERGENT NON IONIQUE NON MOUSSANT. LA COMPOSITION BIODEGRADABLE ET SANS DANGER CONVIENT PARTICULIEREMENT BIEN POUR LE NETTOYAGE DES MEMBRANES D'OSMOSE INVERSE 12 ENCRASSEES OU D'AUTRES SURFACES ENCRASSEES SEMBLABLES.

Description

Composition pour nettoyer des surfaces encrassées.

La présente invention concerne une composition pour nettoyer des surfaces encrassées.

De façon générale, l'invention concerne l'élimination des dépôts organiques et minéraux de surfaces solides et, plus particulièrement, l'élimination des dépôts organiques et minéraux des systèmes d'osmose inverse pour la purification de l'eau. Plus particulièrement, l'invention vise un procédé et une composition pour éliminer les incrustations des systèmes de purification de l'eau par osmose inverse. Selon un autre aspect, l'invention concerne un nettoyant pour métaux et un inhibiteur de corrosion.

Une des ressources naturelles les plus abondantes de la planète et paradoxalement une des ressources naturelles les plus rares est l'eau. Bien que 75 % de la surface de la planète soient recouverts d'eau, l'homme ne dispose que de très peu d'eau utilisable sans traitement, car en majorité l'eau est salée ou saumâtre. De plus, la repartition de l'eau, en particulier de l'eau potable, sur la planète, est telle que de nombreuses zones habitées ne sont pas abondamment pourvues d'eau potable. Il est donc nécessaire de purifier l'eau salée ou saumâtre pour obtenir de l'eau potable dans de nombreuses régions du monde.

Il existe d'autres environnements artificiels dans lesquels une purification efficace et relativement peu coûteuse de l'eau salée ou saumâtre est très nécessaire.

Par exemple, les plateformes de forage en mer sont littéralement entourées d'eau, mais cette eau n'est pas potable et le coût du transport de l'eau en de tels emplacements avec des bateaux citernes est prohibitif. Les systèmes de purification de l'eau par osmose inverse sont parmi les moyens les plus efficaces conçus pour fournir de l'eau douce dans de tels environnements.

Le principe de l'osmose inverse est connu depuis de nombreuses années. Sous sa forme la plus simple, l'osmose utilise une membrane qui est semi-perméable à l'eau, mais qui ne laisse pas passer certains sels dissous. Dans les conditions normales, si l'on sépare de l'eau pure d'une solution salée au moyen d'une membrane semi-perméable, l'eau traverse la membrane du côté de l'eau pure vers le côté de l'eau impure, c'est-à-dire d'une solution diluée vers une solution plus concentrée, ce qui provoque une dilution de la solution la plus concentrée jusqu'à ce que l'équilibre osmotique soit atteint. L'équilibre osmotique est atteint lorsque la dénivellation osmotique est égale à la pression osmotique de la solution salée.Cependant, il est bien connu que si l'on applique à la solution salée une pression positive de valeur suffisante pour vaincre la pression osmotique, l'écoulement s'inverse et l'eau passe de la solution salée à travers la membrane vers le côté d'eau pure de la membrane, d'où le terme d'osmose inverse.

Dans un système de purification de l'eau par osmose inverse, on pompe de l'eau impure sous pression élevée dans le système pour qu'elle vienne en contact avec la membrane semi-perméable. L'eau produite qui est débarrassée à 95-99 % des matières minérales dissoutes, traverse la membrane et sort de l'appareil. Comme la production d'un système de purification par osmose inverse dépend dans une grande mesure de l'importance de la surface de la membrane, on a réalisé de nombreux perfectionnements des systèmes qui permettent à une membrane occupant un espace minimal d'avoir une surface maximale. Une structure typique utilisée pour réaliser un dispositif de purification de l'eau par osmose inverse est représentée sous une forme extrêmement simplifiée partiellement schématique et partiellement en coupe par la figure 1.La structure qui est désignée de façon générale par la référence 10, comprend la membrane 12 portée par une matrice 14 de polymere cellulaire qui elle-même est portée par un support central 16 percé de nombreux petits trous. Le support percé de nombreux petits trous ou grillage 16 agit essentiellement comme un élément d'espàcement et constitue également un support métallique.

La matrice 14 en polymère spongieux est constituée d'une mousse à cellules ouvertes appropriée quelconque qui constitue un certain support mécanique tout en permettant le libre passage de l'eau. La membrane 12 est une membrane semi-perméable mince quelque peu délicate faite d'une matière appropriée quelconque, telle que l'acétate de cellulose, le triacétate de cellulose, un polyimide ou une polysulfone. Si cette structure est entourée d'eau salée sous pression, à une pression typique de 41,36 à 55,14 bars, l'eau traverse la membrane, s'écoule à travers la matrice de polymère puis à travers la grille et sort par la sortie 18 à l'une des extrémités de la structure. L'eau suit essentiellement le trajet indiqué par les flèches sur la figure 1. La membrane retient les sels minéraux dissous. L'extrémité opposée à la sortie 18 est fermée.

Lorsque l'on considère la structure illustrée par la figure 1, il est évident qu'une structure suffisante pour fournir un courant d'eau potable convenant à l'usage industriel est extrêmement volumineuse et peu pratique.

Donc, dans un appareillage moderne, cette structure est enroulée en spirale et est logée dans une enveloppe rigide pour former une cartouche échangeable pour l'appareillage.

L'eau pénètre dans la cartouche par une entrée et s'écoule à travers les enroulements en spirale, l'eau traversant la membrane de l'ensemble de la cartouche et sortant par une canalisation au centre de la spirale. L'eau salée concentrée est évacuée par une sortie.

Il convient de noter que l'invention ne concerne en rien l'appareillage de purification de l'eau par osmose inverse, la description succincte d'un appareil typique, qui vient d'être faite, ne servant qu'à expliquer le système en question et les problèmes qu'il pose.

Un système typique de purification de l'eau par osmose inverse est représenté schématiquement par la figure 2. L'eau impure pénètre en 22dans la pompe 20. Divers additifs chimiques, dont l'utilité est décrite ci-après, sont injectés dans le courant d'eau impure en 24 et sont mélangés intimement à l'eau-impure par un mélangeur 26.

L'eau traverse lé filtre 28 qui élimine les impuretés solides puis traverse la pompe de surcompression 30 pour atteindre un filtre à cartouche 32 qui élimine les impuretés solides plus petites. L'eau est ensuite pompée par la pompe à pression 34 dans l'appareil d'osmose inverse 36.

L'eau qui traverse la membrane d'osmose inverse contenue dans une cartouche sort de l'appareil 36 par une sortie 38. On ajoute un désinfectant en 40 et le produit final sort du système en 42. La saumure concentrée sort du système en 44.

Le maintien du rendement d'un système d'osmose inverse dépend du maintien de la membrane sous une forme non encrassée. Le problème capital que pose l'emploi de ces systèmes est probablement l'encrassement de la membrane par les incrustations. De façon typique, la membrane s 'encras- se par l'accumulation des incrustations, au point qu'il faut la remplacer très souvent parfois plusieurs fois par mois. On doit retirer la cartouche et la remplacer par une cartouche propre. On traite ensuite la cartouche usée pour éliminer les incrustations. Il est évidemment souhaitable d'éviter l'accumulation des incrustations ou d'au moins prolonger l'intervalle séparant les échanges de cartouche.

Généralement pour cela on injecte certains additifs chimiques dans l'eau impure, ces additifs étant utilisés pour empêcher l'accumulation d'incrustations.

Dans l'art antérieur les "incrustations" désignent généralement des incrustations calcaires et magnésiennes.

Il existe de nombreux additifs connus évitant l'accumulation des incrustations. On utilise couramment un hexamétaphosphate de même que l'acide phosphorique en une quantité suffisante pour abaisser le pH à environ 4-5.

Sans entrer dans les détails de la description des mécanismes de la prévention de l'accumulation des incrustations, on sait que l'hexamétaphosphate empêche le développement d'tm précipité d'oxyde-hydroxyde de calcium-magnésium.

L'acide sulfurique accroît la solubilité des sels de calcium et de magnésium, ce qui réduit l'importance du précipité. Ces deux additifs de l'art antérieur retardent l'accumulation des incrustations mais ne les empêchent pas.

Il demeure nécessaire de retirer la membrane et de la nettoyer au moins une fois par mois.

Une autre matière couramment utilisée comme inhibiteur des incrustations est une composition d'acide polyacrylique ayant un poids moléculaire d'environ 20.000, de chlore et d'hypochlorite de calcium. Le chlore et l'hypochlorite de calcium sont destinés à inhiber le développement des microbes. L'inconvénient principal de cette composition est que le chlore endommage certaines membranes au point qu'il faille les remplacer ou les jeter.

On a découvert que les incrustations ferreuses posent souvent un problème aussi important que les incrustations calcaires et magnésiennes. Par conséquent dans l'invention, c'est-à-dire dans le reste de la description et les revendications, le terme "incrustations" désigne les incrustations calcaires, les incrustations magnésiennes et/ou les incrustations ferreuses.

Quel que soit l'inhibiteur des incrustations de l'art antérieur que l'on utilise, il est nécessaire de déposer périodiquement la cartouche à membrane pour la nettoyer, c'est-à-dire pour enlever les incrustations accumulées. Sinon, dans les installations que l'on peut mettre à l'arrêt et selon le degré d'encrassement par les incrustations et les autres contaminants, on peut effectuer le nettoyage par passage d'une solution nettoyante à travers le système.

On connaît diverses matières pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées. On entend par "membranes encrassées" des membranes dont le rendement a été réduit en-dessous des valeurs acceptables par des incrustations, par divers oxydes métalliques, par dépôt de matières collol- dales et par dépôt de matières biologiques. Les techniques connues de nettoyage comprennent généralement l'élimination d'un seul type de crasses. Par exemple on peut éliminer les précipités de carbonate de calcium par traitement avec de l'acide chlorhydrique à un pH bas (environ pH 4), de l'acide sulfurique à environ pH 4 ou de l'acide citrique à environ pH 4. L'acide sulfurique n'est pas particulièrement souhaitable car il apporte des ions sulfate additionnels qui peuvent provoquer la précipitation de sulfate de calcium.On élimine souvent les incrustations de# sulfate de calcium et de phosphate de calcium avec une combinaison d'acide citrique et d'hydroxyde d'ammonium à pH 8. Sinon, on peut éliminer ce type d'incrustations avec de 1'EDTA disodique et de l'hydroxyde de sodium à un pH de 7-8 ou de 1'EDTA tétrasodique et de l'acide chlorhydrique à un pH de 7-8. Donc, bien que l'on puisse utiliser l'acide citrique pour éliminer les incrustations de carbonate de calcium et de sulfate de calcium, les conditions de pH nécessaires sont très différentes.

Pour éliminer les crasses organiques, on lave très souvent la membrane avec une solution caustique, c'est-àdire de l'hydroxyde de sodium à un pH ne dépassant pas 11.

Sinon, on utilise un détergent activé par une enzyme qu'il est facile de se procurer, fabriqué par Proctor et Gamble et connu sous le nom de "Biz" à pH 10.

Pour éliminer les crasses colloldales provoquées par les silicates, on utilise couramment de l'acide citrique et de l'hydroxyde ammonium à pH 4. Sinon, on peut utiliser de l'acide chlorhydrique à pH 2,5 ou de l'hydroxyde de sodium à pH 11. D'autres matières d'enlèvement des crasses colloidales sont le Biz à un pH de 8,5-9,5 ou à un pH de 11 ou l'hexamétaphosphate de sodium.

On sait, dans l'art antérieur, qu'un encrassement peut être provoqué par des oxydes métalliques tels que l'oxyde de fer. Selon l'art antérieur, l'encrassement par l'oxyde de fer est principalement causé par l'emploi de canalisations ou d'autres éléments en acier qui élèvent progressivement la teneur en fer ferreux de l'eau. Le fer ferreux est ensuite oxydé par l'oxygène dissous pour former du fer ferrique. L'oxyde ferrique se dépose sur la membrane. On élimine couramment les dépôts d'oxyde ferrique en utilisant de l'acide citrique et de l'hydroxyde d'ammonium à pH 4, de l'acide citrique, de 1'EDTA disodique et de l'hydroxyde d'ammonium a pH 4 ou de l'-nydrosu rite de sodium.

Les problèmes et les inconvénients des matières et des procédés de nettoyage de l'art antérieur sont connus de l'homme de l'art, mais on n'a pas proposé de solutions satisfaisantes. Les inconvénients comprennent le simple fait que l'on utilise des matières de nettoyage différentes pour des crasses différentes ou que des conditions différentes sont nécessaires pour éliminer des crasses différentes, si bien que pour nettoyer toutes les crasses, on doit soumettre une membrane à plusieurs traitements diffé rente En pratique, comme il est admis par l'homme de l'art, aucun de ces traitements n'est entièrement efficace contre tous les types de crasses. Egalement certains de ces traitements peuvent endommager des membranes particulières et on doit donc veiller à éviter de tels dégats.

Par exemple, un pH extrêmement bas ou extrêmement élevé endommage les membranes cellulosiques et la présence du chlore endommage les membranes de polyimide aromatique.

On recherche donc une composition capable d'éliminer de façon efficace différents types de crasses des membranes d'osmose inverse dans une gamme étendue de conditions.

On a également découvert que la composition décrite ci-après relativement au nettoyage des membranes d'osmose inverse est de plus utile comme nettoyant ou détar tant des métaux, avec addition d'un inhibiteur de la corrosion.

L'invention a pour objet
- une composition pour nettoyer des membranes d'osmose inverse encrassées qui ne présente pas les inconvénients précités, ni d'autres
- une composition pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées qui est peu coûteuse et facile à utiliser sur place
- une composition pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées qui élimine de façon efficace différents types de crasses
- une composition pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées qui est plus efficace qu'une quelconque des compositions connues de l'art antérieur
- une composition pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées qui est efficace pour éliminer les incrustations calcaires, les incrustations magnésiennes, les incrustations ferreuses, les crasses organiques et les crasses insolubles ; et
- une composition pour nettoyer ou détartrer les surfaces métalliques.

Conformément aux objectifs précédents, la demanderesse a découvert qu'une composition comprenant certains ingrédients qui, individuellement, ont peu ou pas d'efficacité, est extrêmement efficace pour éliminer les crasses d'une membrane d'osmose inverse: Par exemple, l'acide citrique seul élimine une faible portion des dépôts calcaires et magnésiens d'une membrane et est totalement inefficace pour éliminer les incrustations ferreuses. De même, 1'EDTArélimine entre la moitié et les deux-tiers des incrustations calcaires et magnésiennes, mais non les incrustations ferreuses. Les phosphates et les agents chélatants tels que l'acide malique l'acide oxalique et l'acide sulfamique ne sont pas efficaces pour éliminer ces incrustations pour d'autres raisons.

Par exemple en présence de calcium, l'acide oxalique précipite. Si du fer est présent, les phosphates précipitent dans la solution. On doit utiliser certaines des matières de nettoyage connues à un pH particulier, mais le maintien du pH approprié est difficile, ce qui nécessite dans l'art antérieur l'addition d'hydroxyde d'ammonium ou d'autres matières étrangères.

De façon surprenante, une composition selon llin- vention constituée de phosphate monosodique, de phosphate disodique, d'au moins un acide choisi parmi l'acide citrique, l'acide malique et l'acide sulfamique, et d'un agent tensio-actif non ionique est particulièrement efficace pour nettoyer les membranes d'osmose inverse encrassées. Les phosphates servent à la fois pour nettoyer et pour tamponner la solution de la composition à un pH de 2 à environ 4. L'emploi d'agents chélatants, tels que l'acide malique, l'acide citrique ou l'acide sulfamique, sert à la fois à dissoudre les incrustations calcaires et magnésiennes et à éviter la précipitation des phosphates provoquée par le fer. L'agent tensio-actif non ionique dissout les matières organiques et émulsifie les autres solides minéraux.

On peut utiliser un agent tensio-actif anionique pour éliminer les huiles ou les dépôts huileux de la membrane.

I1 est nécessaire d'éliminer et d'émulsifier les matières solides, telles que les matières colloidales, pour mettre à nu les incrustations qui peuvent ensuite être éliminées par les autres ingrédients. L'addition d'acide oxalique permet d'obtenir tous ces avantages avec l'élimination des incrustations ferreuses.

Bien que les phosphates préférés soient le phosphate monosodique et le phosphate disodique, on pourrait les remplacer par les phosphates correspondants de potassium ou d'ammonium ou même par l'acide phosphorique et abaisser ainsi la limite inférieure de la gamme des pH utiles à environ 1. Egalement, bien que la composition préférée contienne à la fois de l'acide citrique et de l'acide malique, elle agit lorsqu'elle ne contient que l'un d'eux ou lorsque l'acide sulfamique remplace l'un de ces acides ou les deux. Si la composition doit être utilisée à un pH élevé (jusqu'à environ 12), on peut utiliser des phosphates trisodique, tripotassique ou triammonique au lieu de la totalité ou d'une partie des phosphates diacides et monoacides.On utilise une composition à un pH élevé pour nettoyer les membranes encrassées par des graisses, des huiles et d'autres matières organiques. Dans ce cas, on utilisera également un agent tensio-actif anionique.

Le composition est biodégradable, ce qui facilite son rejet après le nettoyage.

Des détergents non ioniques à faible pouvoir moussant typiques sont bien connus dans l'art et ils sont généralement constitués de composés formés par condensation d'un alkylphénol, d'une alkylamine ou d'un composé aliphatique ayant une chaîne polyoxyéthylène dans sa molécule, c'est-à-dire une chaîne composée de motifs (-o-CH2-CH2-i.

Beaucoup de composés de ce type sont connus et utilisés pour leurs propriétés détergentes, tensio-actives, mouillantes et émulsifiantes. Les détergents de ce type qui sont utiles dans l'invention sont ceux produits par condensation d'environ 4 à 16 et, de préférence, 4 à 12
parmi moles d'oxyde d'éthylène avec 1 mole d'un composé choisi/ le groupe constitué par (1) un alkylphénol ayant environ 1 à 15 et, de préférence, 7 à 10 atomes de carbone dans le radical alkyle ; (2) une alkylamine ayant environ 10 à 20 et, de préférence, 12 à 16 atomes de carbone dans le radical alkyle ; (3) un alcool aliphatique ayant environ 10 à 20 et, de préférence, 12 à 16 atomes de carbone dans sa molécule ; et (4) une base hydrophobe formée par condensation d'oxyde de propylène et de propylèneglycol.On peut également utiliser des mélanges de deux ou plusieurs des groupes de détergents non ioniques indiqués ci-dessus. Le nombre des moles d'oxyde d'éthylène qui sont condensées avec une mole du composé parent (c'est-à-dire l'alkylphénol, l'alkylamine ou l'alcool aliphatique) dépend du poids moléculaire de la portion hydrophobe du produit de condensation.

Le détergent non ionique utilisé dans l'invention doit comporter suffisamment de motifs d'oxyde d'éthylène pour assurer sa solubilité dans la composition détergente ou dans une dilution quelconque de celle-ci utilisée en pratique.

De plus, le détergent non ionique utilisé dans l'invention doit avoir un faible pouvoir moussant ou ne pas mousser.

En général, les détergents non ioniques convenant à l'emploi dans l'invention peuvent être formés par condensation des composés réagissants dans les proportions précédemment indiquées. On détermine les propriétés moussantes selon des techniques bien connues.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, faite en regard des dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est une coupe partiellement schématique d'un ensembe de membrane d'osmose inverse typique de l'art antérieur
la figure 2 est un schéma d'un système de purification de l'eau par osmose inverse typique de l'art antérieur ; et
la figure 3 est un schéma d'un système de nettoyage typique.

L'invention va maintenant être décrite de façon détaillée.

Un système de purification de l'eau pas osmose inverse typique a été précédemment décrit en regard de la figure 2. Pour que l'invention soit mieux comprise, un système de nettoyage typique pour un appareil d'osmose inverse va maintenant être décrit en regard de la figure 3. I1 convient de noter que les systèmes de nettoyage sont bien connus dans l'art antérieur et que l'explication détaillée du système est donc inutile.

De façon typique, un système de nettoyage désigné de manière générale par la référence 46 est constitué d'une cuve de mélange 48 qui est faite d'une manière appropriée quelconque résistant à la corrosion par l'environnement dans lequel on l'utilise. Une matière appropriée est une matière plastique courante quelconque ou l'acier inoxydable. I1 est évident pour l'homme de l'art que la taille de la cuve de mélange est déterminée par le nombre de membranes à nettoyer en une seule fois et la capacité de l'unité d'osmose inverse. Une taille assurant une rétention d'environ 3 minutes est satisfaisante. La cuve de mélange 48 est munie d'un mélangeur approprié 50 traversant le couvercle 52. Le couvercle 52 comporte également une trappe d'introduction de matières chimiques 54 et des canalisations d'entrée 56 et 58.L'évacuation de la cuve de mélange 48 se fait par la canalisation 60 dans la canalisation 62 dans laquelle la solution de nettoyage est pompée, à travers la pompe 64 qui, de façon appropriée, est une pompe centrifuge en acier inoxydable, vers l'unité d'osmose inverse 36 dans la canalisation d'entrée 66. De façon essentielle, pendant le cycle de nettoyage, on arrête la purification de l'eau et on introduit la solution de nettoyage dans l'unité par la canalisation d'entrée servant habituellement à l'entrée de l'eau d'alimentation. Une purge 68 permet de purger le système lorsque le nettoyage est achevé. On introduit la solution de nettoyage dans l'unité d'osmose inverse à une pression d'environ 10,34 bars. Le perméat quitte l'unité d'osmose inverse 36 en 42 et est recyclé dans la cuve de mélange 48 par la canalisation 56.Le liquide de rejection quitte l'unité d'osmose inverse 36 en 44 et est recyclé dans la cuve de mélange 48 par la canalisation 58. I1 s'établit un système clos dans lequel la solution de nettoyage traverse l'unité d'osmose inverse sous une pression relativement faible et le perméat ainsi que le liquide de rejection sont tous deux recyclés dans la cuve de mélange.

Dans le cas de la présente composition de nettoyage, la capacité de la composition à retenir les incrustations dissoutes et les matières organiques et autres émulsifiées est assez élevée pour que la solution de nettoyage puisse être recyclée pendant une période suffisante pour nettoyer complètement la membrane. En pratique, on pourrait utiliser la même solution pour nettoyer un grand nombre de membranes lorsqu'une installation comporte un certain nombre d'unités.

En ce qui concerne la composition de nettoyage, on a précédemment indiqué que, de façon générale, elle comprend du phosphate monosodique ou monopotassique, du phosphate disodique ou dipotassique, de l'acide citrique, de l'acide malique et un agent tensio-actif non ionique.

Cette composition est principalement utile pour nettoyer une membrane d'osmose inverse dans un système où il n'existe que peu ou pas d'incrustations ferreuses. Dans un système où il existe une quantité importante d'incrustations ferreuses, on incorpore de l'acide oxalique. Généralement la composition de 11 invention contient les ingrédients et les proportions indiqués dans le tableau I.

TABLEAU I

<tb> <SEP> ingrédients <SEP> <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> Phosphate <SEP> monosodique <SEP> 10-40
<tb> Phosphate <SEP> disodique <SEP> 10-40
<tb> Acide <SEP> citrique <SEP> 0-60* <SEP>
<tb> Acide <SEP> malique <SEP> 0-60* <SEP>
<tb> Acide <SEP> sulfamique
<tb> Renex <SEP> 30
<tb> <SEP> * <SEP> Au <SEP> moins <SEP> un <SEP> acide <SEP> choisi <SEP> parmi <SEP> l'acide <SEP> citrique,
<tb> <SEP> l'acide <SEP> malique <SEP> ou <SEP> l'acide <SEP> sulfamique <SEP> doit <SEP> être
<tb> <SEP> présent <SEP> bien <SEP> que <SEP> l'on <SEP> <SEP> préfère <SEP> l'acide <SEP> citrique
<tb> <SEP> et/ou <SEP> l'acide <SEP> malique, <SEP> la <SEP> quantité <SEP> totale <SEP> d'acide
<tb> <SEP> citrique, <SEP> sulfamique <SEP> et/ou <SEP> malique <SEP> étant <SEP> d'au
<tb> <SEP> moins <SEP> 20 <SEP> %.
<tb>

** <SEP> <SEP> Renex <SEP> 30 <SEP> est <SEP> une <SEP> marque <SEP> déposée <SEP> d'ICI <SEP> Americas, <SEP> Inc.
<tb>

<SEP> et <SEP> est <SEP> décrit <SEP> comme <SEP> un <SEP> polyoxyéthylène <SEP> (12) <SEP> éther
<tb> <SEP> tridécylique. <SEP> C'est <SEP> un <SEP> détergent <SEP> non <SEP> ionique <SEP> à <SEP> faible
<tb> <SEP> pouvoir <SEP> moussant <SEP> ayant <SEP> les <SEP> propriétés <SEP> ci-après
<tb> Liquide <SEP> incolore <SEP> limpide <SEP> à <SEP> trouble
<tb> <SEP> Densité <SEP> à <SEP> 250C/250C <SEP> environ <SEP> 1,0
<tb> <SEP> Viscosité <SEP> à <SEP> 250C <SEP> environ <SEP> 60 <SEP> cP
<tb> <SEP> Point <SEP> de <SEP> trouble <SEP> (1 <SEP> z <SEP> <SEP> dans <SEP> l'eau) <SEP> environ <SEP> 840C
<tb> <SEP> pH <SEP> (à <SEP> 1 <SEP> % <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> <SEP> distillée) <SEP> environ <SEP> 6
<tb> <SEP> Point <SEP> d'écoulement <SEP> environ <SEP> 130C
<tb>
Cette composition est particulièrement efficace comme composition à action rapide pour le nettoyage des membranes d'osmose inverse encrassées par dissolution et dispersion des dépôts organiques et minéraux principalement constitués d'incrustations calciques et magnésiennes ainsi que de silicates et d'argile colloïdale. On dissout la composition dans l'eau à une concentration d'environ 0,1 % en poids à environ 5 % en poids. Toute concentration comprise dans cette gamme nettoie de façon efficace la membrane, l'effet principal de la variation de la concentration étant le temps de nettoyage. A une concentration préférée d'environ 2 %, un système moyen peut être nettoyé en une durée comprise entre 0,5 et 1 heure à environ 250C.Lorsque la concentration se déplace vers l'extrémité supérieure de la gamme, la diminution du temps de nettoyage n'est pas réduite de façon appréciable en raison de la cinétique du système par rapport à la durée de nettoyage de 0,5 à 1 heure qui correspond à la concentration préférée de 2 %. Lorsque la concentration se déplace vers l'extrémité inférieure de la gamme, le temps de nettoyage devient trop long. Cependant, même à l'extrémité inférieure de la gamme, la capacité de la solution est plus qu'appropriée pour nettoyer efficacement la membrane.

Un autre facteur dont on doit tenir compte pour choisir la concentration est la température à laquelle on utilise la solution de nettoyage. De façon évidente, plus la solution est froide, plus la durée de traitement est longue et vice versa. On peut utiliser la solution à une température quelconque à laquelle on utilise les compositions de l'art antérieur en sachant que la durée de nettoyage aux températures basses est quelque peu plus importante et que la limite supérieure de la gamme des températures utilisée dépend de la matière dont la membrane est faite. On ne doit évidemment pas utiliser la solution de nettoyage à une température suffisamment élevée pour endommager la membrane. Les températures ambiantes typiques conviennent.De plus, bien que le passage de la solution de nettoyage à travers l'appareil sous une pression élevée permette de prévoir une élévation de la température, pour les pressions typiques utilisées pour le nettoyage des unités d'osmose inverse, l'élévation de température est bné- gligeable. Cependant, si cette élévation de température intervient, on peut munir la cuve de mélange d'un échangeur de chaleur, ces échangeurs de chaleur étant bien connus dans l'art.

Comme le montre le tableau I, on peut dans la composition utiliser l'acide citrique ou l'acide sulfamique seul ou utiliser une combinaison quelconque d'acide citrique, d'acide malique et d'acide sulfamique. Dans tous les cas, la composition doit contenir au moins environ 20 % de l'un quelconque de ces acides ou d'une combinaison de deux quelconques d'entre eux ou des trois.

On utilise de préférence la solution de nettoyage à un pH bas compris dans la gamme d'environ 2 à 4, selon la composition de la membrane. Une gamme préférée des pH est comprise entre environ 2 et 3. On ajuste les proportions exactes du phosphate monosodique et du phosphate disodique pour obtenir un effet tampon au pH désiré, la détermination de ces proportions étant de la compétence de l'homme de l'art. Lorsqu'on désire opérer à un pH aussi bas que 1, on utilise de l'acide phosphorique au lieu d'un des phosphates de sodium ou des deux. Lorsque l'on désire opérer à un pH élevé atteignant 12, on utilise du phosphate trisodique à raison de 10 à 40 % en poids. Comme ces proportions sont prédéterminées, il suffit, lors de ltem- ploi, de dissoudre la composition complète à la concentration désirée sans se préoccuper de l'ajustement du pH.

Bien que l'invention ait été décrite relativement au nettoyage des membranes d'osmose inverse, il convient de noter qu'elle est également très efficace pour nettoyer le système complet partout où des dépôts d'incrustations ou de matières organiques peuvent s'accumuler. De plus, il convient de noter que cette composition est efficace pour nettoyer toute surface sur laquelle de tels dépôts peuvent se former, ces surfaces étant présentes dans des systèmes autres que les systèmes d'osmose inverse. Lors de l'emploi pour nettoyer une surface métallique, on peut incorporer un inhibiteur de corrosion spécifique du métal particulier.

Comme précédemment indiqué, dans les présents modes de réalisation, on peut utiliser des phosphates de potassium ou d'ammonium au lieu des phosphates de sodium précités. De plus, bien que l'on ait utilisé un détergent non ionique particulier, on peut utiliser un détergent non ionique à faible pouvoir moussant quelconque, ces détergents non ioniques étant bien connus dans l'art. Lorsqu'il est nécessaire d'éliminer des dépôts huileux, on incorpore un détergent anionique tel qu'un acide alkylbenzènesulfonique et ses sels et composés de formule R-Ar-S03M, où R représente un radical alkyle d'un acide gras, Ar représente un radical aromatique tel que phényle et M représente un atome d'hydrogène ou de métal alcalin. On peut également utiliser des alkylsulfates de métal alcalin.Parmi les acides alkylbenzènesulfoniques précités et leurs sels, les composés préférés sont ceux qui sont biodégradables et qui sont particulièrement caractérisés par un substituant alkyle linéaire en C10 à C22 et, de préférence, en C12 à
C15. Bien entendu la longueur de la chaine carbonée repré- sente de façon générale la longueur moyenne de la chaîne car, dans le procédé de production de ces produits, on utilise généralement des agents d'alkylation mixtes ayant diverses longueurs de chaine. I1 est cependant évident que les oléfines ainsi que les composés d'alkylation pratiquement purs utilisés dans d'autres techniques peuvent permettre, et en fait permettent, d'obtenir des benzènesulfonates alkylés dont le fragment alkyle n'a pratiquement (c'est-à-dire au moins à 99 %) qu'une longueur de chaîne, en enC12, C13 C14 ou C15. Les alkylbenzènesulfonates linéaires sont de plus caractérisés par la position du cycle benzène sur la chaîne alkylique linéaire, et tous les isomères de position (c'est-à-dire d'a à ) peuvent être utilisés et sont envisagés.

En plus des benzènesulfonates, on peut également utiliser des analogues à substitution alkylique inférieure (C1 à C4) du benzène tels que le toluène, le xylène, les triméthylbenzènes, 1' éthylbenzène, 1' isopropylbenzène et similaires. On utilise généralement les sulfonates sous forme d'un sel soluble dans l'eau contenant comme cation un métal alcalin, l'ammonium, une amine inférieure ou une alcanolamine. Les détergents anioniques sont bien connus dans l'art.

La composition du tableau I indique la gamme préférée des proportions des ingrédients. Une composition encore plus préférée a a été effectivement utilisée pour nettoyer un système d'osmose inverse d'une plateforme de forage en mer au large du Golfe du Texas, dans laquelle on peut ne pas tenir compte des incrustations ferreuses, figure dans l'exemple 1.

EXEMPLE 1
Ingrédients % en poids
Phosphate monosodique 29,0
Phosphate disodique 15,2
Acide citrique 30,5
Acide malique 24,5
Renex 30 0,8
Cette composition, lorsqu'on l'utilise à la concentration de 2 % en poids, forme une solution ayant un pH de 3 qui nettoie de façon efficace le système complet en environ 0,5 à environ 1 heure à la température ambiante.

Un avantage particulier de cette composition est qu'elle est non seulement biodégradable, mais que tous les ingrédients sont de qualité alimentaire, si bien qu'il est inutile de rincer le système après le nettoyage avant de le réutiliser pour purifier l'eau. Ceci est extrêmement important dans les endroits où on ne dispose généralement pas d'eau potable en dehors de celle obtenue par l'emploi du système d'osmose inverse, car l'eau de rinçage est essentiellement perdue. Ceci constitue un avantage net par rapport aux compositions de l'art antérieur, un autre avantage étant qu'une quantité moindre de la composition est nécessaire pour éliminer une quantité donnée de crasses par rapport aux compositions de l'art antérieur.

Si l'on considère que l'acide citrique en particulier est un agent chélatant connu, on pourrait s'attendre à ce qu'il soit efficace pour dissoudre les incrustations ferreuses. Au contraire on a constaté que, de façon surprenante, l'acide citrique est totalement inefficace pour dissoudre les incrustations ferreuses. En fait, dans des expériences effectuées avec l'acide citrique, 1'EDTA tétrasodique, le phosphate trisodique, l'acide malique et d'autres phosphates, on a constaté qu'aucun d'eux n'élimi- nait les incrustations ferreuses. Cependant, l'acide citrique et l'acide malique chélatent le fer préalablement dissous en évitant la précipitation des phosphates provoquée par le fer.Donc, lorsque les incrustations ferreuses sont présentes, ces matières sont inefficaces pour nettoyer la membrane ou une autre surface encrassée.

Lorsqu'on ajoute de l'acide oxalique à la composition de base précédemment décrite, cette composition devient, de façon surprenante, efficace pour éliminer les incrustations ferreuses ainsi que les autres types de crasses sans avoir aucun effet nuisible sur l'élimination des autres crasses. Donc, conformément aux objectifs précités de l'invention, une composition selon l'invention, utile pour nettoyer les surfaces portant des crasses ferreuses et d'autres types de crasses, est illustrée dans l'exemple 2.

EXEMPLE 2 ingrédients % en poids phosphate monosodique 10-40 phosphate monoacide 10-40 acide citrique 0-60 acide malique 0-60 acide oxalique 5-30
Renex 30 0,1-5
Comme dans le cas de la composition indiquée dans le tableau I, la composition de l'exemple 2 pourrait contenir de l'acide citrique et/ou de l'acide malique, sous réserve que la concentration de l'acide citrique et/ou de l'acide malique soit d'au moins 20 %. Egalement les proportions du phosphate monosodique ou monopotassique et du phosphate disodique ou dipotassique sont ajustées pour que l'on obtienne le pH désiré.

Une composition que l'on préfère encore plus, selon cet aspect de l'invention, figure dans l'exemple 3.

EXEMPLE 3
Ingrédients % en poids phosphate monosodique 19,9 phosphate disodique 21,0 acide citrique 26,5 acide malique 21,3 acide oxalique 11,7
Renex 30 0,7
On utilise la composition de l'exemple 3 pour nettoyer une unité d'osmose inverse d'une plateforme de forage en mer au large du Golfe du Texas encrassée par des matières comprenant des incrustations ferreuses. A la concentration de 2 %, le pH est égal à 3 et le nettoyage s'achève entre 0,5 et 1 heure.

D'autres compositions utiles dans des conditions différentes figurent ci-dessous.

EXEMPLE 4
Ingrédients pH 4 % en poids acide citrique 30,6 acide malique 24,6 détergent 0,4 phosphate monosodique 39,1 phosphate disodique 5,3
EXEMPLE 5
pH 1,8
Ingrédients % en poids acide citrique 15,8 acide malique 12,7 détergent 0,2 acide phosphorique 71,3
EXEMPLE 6
pH 10
Ingrédients % en poids acide citrique 26,2 acide malique 21,1 détergent 0,3 carbonate de sodium 43,0 hydroxyde de sodium 9,4
EXEMPLE 7
pH 12
Ingrédients % en poids acide citrique 23,4 acide malique 18,8 détergent 0,3 carbonate de sodium 38,3 hydroxyde de sodium 19,2
Pour utiliser la composition de l'invention pour nettoyer une surface métallique, on ajoute un inhibiteur de corrosion à la formule de base, On ajoute les inhibiteurs de corrosion aux compositions des exemples 3, 4 et 5.Ceci permet d'utiliser la composition de nettoyage pour éliminer les incrustations alcalines des surfaces métalliques, en particulier des alliages à teneur élevée en fer et en aluminium, qui normalement se corrodent lorsqu'elles sont expoSées à un pH acide.

<tb>

<SEP> Inhibiteurs <SEP> de <SEP> corrosions <SEP> typiques
<tb> <SEP> Concentration
<tb> <SEP> Ingrédients <SEP> Concentration
<tb> <SEP> finale
<tb> a. <SEP> diéthylthiourée <SEP> 1 <SEP> g/i <SEP>
<tb> b. <SEP> N,N'-dicyclohexylthiourée <SEP> <SEP> 0,25 <SEP> g/l
<tb> <SEP> et <SEP> éthynylcyclohexanol <SEP> 0,25 <SEP> g/l
<tb> <SEP> Ref. <SEP> :brevet <SEP> US <SEP> No. <SEP> 3.979.311
<tb> c. <SEP> furfural <SEP> 12 <SEP> g/i <SEP>
<tb> <SEP> et <SEP> dialkylthiourée <SEP> 6 <SEP> g/l
<tb> <SEP> Ref. <SEP> : <SEP> brevets <SEP> US <SEP> No. <SEP> 3.969.255
<tb> <SEP> et <SEP> No. <SEP> 4.025.359
<tb> d. <SEP> Composés <SEP> de <SEP> sulfonium <SEP> 2-4 <SEP> mmoles/l
<tb> <SEP> brevets <SEP> US <SEP> No. <SEP> 3.969.414
<tb> <SEP> et <SEP> No.<SEP> 4.101.438
<tb> e. <SEP> Acide <SEP> phytique <SEP> 1 <SEP> g/i <SEP>
<tb>
EXEMPLE 8
pH 1,8
Ingrédients poids acide citrique 12,2 g acide malique 9,8 g détergent 0,15 g acide phosphorique 55 g diéthylthiourée 4 g
On dissout les ingrédients dans 4 litres d'eau et on applique la solution à la surface à nettoyer, de façon habituelle, pendant un temps suffisant pour éliminer les incrustations.

EXEMPLE 9
pH 1,8
Ingrédients poids acide citrique 12,2 g acide malique 9,8 g détergent 0,15 g acide phosphorique 15,6 g
N,N'-dicyclohexylthiourée 1 g éthynylcyclohexanol 1 g
EXEMPLE 10
pH 4
Ingrédients poids acide citrique 12,2 g acide malique 9,8 g détergent 0,15 g phosphate monosodique 15,6 g phosphate disodique 2,1 g furfural 24 g dialkylthiourée 12 g
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation des exemples décrits, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Composition pour nettoyer les surfaces solides qui sont encrassées par des incrustations minérales, caractérisée en ce qu'elle comprend (a) au moins un des composants suivants : un phosphate diacide de métal alcalin ou d'ammonium, un phosphate monoacide de métal alcalin ou d'ammonium, un phosphate neutre de métal alcalin ou d'ammonium et l'acide phosphorique, (b) au moins un acide choisi parmi l'acide citrique, l'acide malique et l'acide sulfamique, et (c) un détergent non ionique non moussant.

2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les phosphates et les acides, et les proportions des ingrédients, sont choisis de telle sorte que lorsque la composition est dissoute dans l'eau à une concentration d'environ 0,1 à environ 5 % en poids, la solution obtenue ait un pH prédéterminé compris entre 1 et 12.

3. Composition pour nettoyer des surfaces solides qui sont encrassées par des incrustations minérales selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un phosphate diacide de métal alcalin ou d'ammonium, un phosphate monoacide de métal alcalin ou d'ammonium, au moins un acide choisi parmi l'acide citrique, l'acide malique et l'acide sulfamique et un détergent non ionique non moussant.

4. Composition selon la revendication 3, pour nettoyer des systèmes de purification de l'eau par osmose inverse, caractérisée en ce que les proportions dudit phosphate diacide et dudit phosphate monoacide sont telles que lorsque ladite composition est dissoute dans l'eau à une concentration d'environ 0,1 à environ 5 % en poids, le pH soit de 2 à 4.

5. Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux phosphate monosodique ou monopotassique 10-40 % phosphate disodique ou dipotassique 10-40 % acide citrique 0-60 % acide malique 0-60 % détergent non ionique à faible pouvoir moussant 0,1-5 % sous réserve que de l'acide citrique et/ou de l'acide malique soient présents, les quantités combinées desdits acides étant d'au moins 20 %.

6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit détergent est le polyoxyéthylène (12) éther tridécylique.

7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux phosphate monosodique ou monopotassique 29,0 % phosphate disodique ou dipotassique 15,2 % acide citrique 30,5 % acide malique 24,5 % polyoxyéthylène (12) éther tridécylique 0,8 %

8. Composition selon la revendication 5, efficace pour dissoudre les incrustations ferreuses, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus 5 à 30 % en poids -d'acide oxalique.

9. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux phosphate monosodique ou monopotassique 19,9 % phosphate disodique ou dipotassique 21,0 % acide citrique 25,5 % acide malique 21,3 % acide oxalique 11,7 % polyoxyéthylène (12) éther tridécylique 0,7 %

10. Composition pour nettoyer des systèmes d'osmose inverse encrassées, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une solution aqueuse à 0,1 à 5 % en poids d'une composition selon l'une des revendications 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 ayant un pH de 2 à 4.

11. Composition selon la revendication- 10, carac risée en ce que la concentration est d'environ 2 % et le pH est compris entre 2 et 3.

12. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend les pourcentages suivants ingrédients % en poids acide citrique 30,6 acide malique 24,6 détergent 0,4 phosphate monosodique 39,1 phosphate disodique 5,3

13. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux ingrédients % en poids acide citrique 15,8 acide malique 12,7 détergent 0,2 acide phosphorique 71,3

14. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux ingrédients % en poids acide citrique 26,2 acide malique 21,1 détergent 0,3 carbonate de sodium 43,0 hydroxyde de sodium 9,4

15. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentages pondéraux ingrédients % en poids acide citrique 23,4 acide malique 18,8 détergent 0,3 carbonate de sodium 38,3 hydroxyde de sodium 19,2

16. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un inhibiteur de la corrosion.

17. Composition selon la revendication 16, caractérisée en ce que ledit inhibiteur de la corrosion est choisi parmi le groupe constitué par (a) la diéthylthiourée, (b) la N,N' -dicyclohexylthiourée#t 1' éthynylcyclohexanol, (c) le furfural et une dialkylthiourée, (d) un composé de sulfonium et (e) l'acide phytique.