FR2543682A1 - Procedes et appareils pour mesurer optiquement et en continu la teneur en hydrocarbures d'un liquide - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET DES APPAREILS POUR MESURER OPTIQUEMENT ET EN CONTINU LA TENEUR EN HYDROCARBURE D'UN LIQUIDE. UN APPAREIL SELON L'INVENTION EST PLACE A BORD D'UN NAVIRE PETROLIER 1 COMPORTANT UNE CLOISON 2 QUI SEPARE UN COMPARTIMENT AVANT 3 A SECURITE INTRINSEQUE D'UN COMPARTIMENT ARRIERE 4. UN ECHANTILLON CONTINU D'EAU DE DEBALLASTAGE 6 DES CITERNES 5 EST PRELEVE PAR UNE CONDUITE 9. CET ECHANTILLON EST CLARIFIE DANS UNE CENTRIFUGEUSE 24, ENTRAINEE PAR UN MOTEUR 24A QUI ELIMINE LES PARTICULES EN SUSPENSION. LE LIQUIDE SORTANT DE LA CENTRIFUGEUSE EST EMULSE 25 PUIS IL PASSE DANS UNE CELLULE DE MESURE OPTIQUE 10 COMPORTANT DEUX FIBRES OPTIQUES 13, 15 QUI RELIENT LA CELLULE A UN COFFRET ELECTRONIQUE 14 PLACE DANS LE COMPARTIMENT ARRIERE 4. UNE APPLICATION EST LE CONTROLE DE LA TENEUR EN HYDROCARBURES DE L'EAU DE DEBALLASTAGE DES NAVIRES PETROLIERS.

Description

Procédé et appareils pour mesurer optiquement et en continu

la teneur en hydrocarbures d'un liquide.

La présente invention a pour objet un procédé et des appa-

reils permettant de mesurer optiquement, dans un temps très bref, la teneur, même très faible, en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de déballastage rejetée par des navires-pétroliers, contenant

des particules en suspension.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construc-

tion des appareils de mesure optiques.

On rappelle que les navires pétroliers doivent, lorsqu'ils déchargent leur cargaison d'hydrocarbures, mettre de l'eau dans leurs

citernes pour faire fonction de lest ou de ballast Cette eau est pom-

pée dans le port de déchargement La plupart des grands ports pétro-

liers sont situés à proximité d'un estuaire et il est fréquent que l'eau du port soit chargée de particules de limon amenées par le fleuve et

soient donc plus ou moins troubles.

Au cours de leur voyage de retour vers un poste de charge-

ment, les navires pétroliers procèdent à des déballastages en pleine

mer pour laver les citernes et pour remplacer la première eau de bal-

lastage par une eau plus propre qui peut être rejetée directement à la mer à proximité du port de chargement Le rejet à la mer des eaux de déballastage est règlementé pour éviter une pollution trop importante des mer Les règlements internationaux interdisent de rejeter à la mer de l'eau contenant plus de 60 litres d'hydrocarbures par mille nautique ce qui correspond à 100 mg/litre pour un navire filant 15 noeuds et rejetant 9000 m /heure Les navires pétroliers comportent une cuve de décantation spéciale, dénommée "slop-tankc", dans laquelle il est

possible de décanter l'eau pour la séparer des sédiments en suspen-

sion et d'une partie des hydrocarbures afin de rejeter à la mer une

eau répondant aux normes réglementaires.

Le contrôle de la teneur en hydrocarbures des eaux de débal-

lastage des navires pétroliers requiert des appareils de mesure fiables,

capables de détecter en un temps relativement bref, des teneurs en hy-

drocarbures qui peuvent être très faibles, Ces appareils de mesure sont généralement associés à des commandes automatiques qui arrêtent le

pompage de l'eau ou le déversement à la mer si la teneur en hydro-

carbures mesurée dépasse un seuil Ils sont également associés à un enregistreur, du type boîte noire, qui conserve en mémoire les teneurs en hydrocarbures mesurées au cours des déballastages et qui permet de contrôler un navire à l'arrivée dans un port et de le pénaliser en

fonction des dépassements éventuels du seuil autorisé.

Les appareils de mesure destinés au contrôle de la teneur en hydrocarbures des eaux de déballastage doivent être homologués par une organisation internationale dite: Intergouvernemental Maritime Consultative Organisation, en abrégé t I M O.

Le contrôle de la teneur en hydrocarbures des eaux de débal-

lastage peut être effectué par des appareils utilisant différentes

méthodes.

Parmi ceux-ci, on connaît des appareils optiques qui contrô-

lent la teneur en hydrocarbures en mesurant la turbidité ou l'opacité du mélange d'eau et d'hydrocarbures après avoir finement émulsifié

les gouttelettes d'hydrocarbures.

Le brevet FR 71/33 128 et le certificat d'addition FR.

72/42 946 (Jacques PERIERES) décrivent des détecteurs optiques de tur-

bidité comportant une cellule de mesure optique ou capteur optique,

composé d'une source lumineuse, d'un récepteur photo-électrique et de.

fibres optiques qui sont situées à l'intérieur de deux tubes transpa-

rents, qui sont disposés en alignement de part et d'autre d'une con-

duite dans laquelle circule le liquide à contrôler Avantageusement,

un émulseur est place en amont de la cellule de mesure optique.

Les appareils optiques décrits dans ces deux brevets anté-

rieurs ont été homologués par l'IM O pour équiper les stations de con-

tr 8 le et d'enregistrement placées à bord des navires pétroliers Ils présentent, notamment, trois avantages intéressants Le temps de réponse de ces appareils est inférieur à 10 secondes donc nettement inférieur au seuil de 20 secondes imposé par le règlement de l'I 1 M O,ceci graceà à la grande vitesse de passage de l'eau dans la cellule de mesure qui

permet d'obteni un temps de réponse et un temps de mesure très courts.

Les parties de la cellule de mesure optique qui sont au contact de l'eau chargée d'hydrocarbures, c'est-à-dire les extrémités

des tubes transparents qui contiennent les fibres optiques, sont netto-

yées automatiquement par le passage de l'eau à grande vitesse qui évite

le dépôt d'hydrocarbures sur les parois transparentes et donc des er-

reurs de mesure par excés de la teneur en hydrocarbures.

Enfin, ces appareils optiques répondent aux normes de sé-

curité intrinsèque contre les risques d'incendie ou d'explosions des

installation traitant des hydrocarbures.

En effet, les parties électriques de la cellule de mesure qui sont constituées par l'émetteur de lumière et par le récepteur photoélectrique, sont situées dans le compartiment arrière du navire pétroliers o la présence dés installations électriques est admise Ce compartiment est séparé du compartiment avant par une cloison, qui est traversée par les fibres optiques qui prolongent l'émetteur de lumière d'une part et le récepteur photo-électrique d'autre part, de sorte qu'aucune des parties de la cellule de mesure optique situées dans le compartiment avant,o circule l'eau chargée d'hydrocarbures, n'est mise

sous tension.

On a vu que l'eau de ballastage qui est pompée dans les ports peut contenir des limons ou des sédiments en suspension qui rendent l'eau plus ou moins trouble De plus, l'eau de mer attaque les tÈles en acier des citernes du navire pétrolier, ce qui entraîne la présence dans l'eau de déballastage, de fer sous forme colloïdale, qui réduit

la transparence de l'eau.

La turbidité de l'eau due aux sédiments, aux limons ou au fer colloïdal se traduit par une absorption de lumière lors du passage du liquide à travers la cellule de mesure optique et cette absorption vient s'ajouter à l'absorption due aux hydrocarbures contenus dans l'eau La teneur en hydrocarbures mesurée par l'appareil est donc

faussée par excès par la présence des impuretés autres que les hydro-

carbures qui sont en suspension dans l'eau Cette erreur est généra-

lement faible et inférieure aux normes imposées par l'I M C O Ces

normes imposent que la présence de 100 mg/litre de poussières bien dé-

terminées en suspension dans une eau contenant 500 mg/litre de pétrole brut léger, ne doit pas entraîner une majoration de la mesure de

turbidité supérieure à 20 %.

Toutefois, l'appareil de mesure est associé, le plus souvent

à un enregistreur qui enregistre et calcule la quantité totale d'hy-

drocarbures rejetés à la mer et particulièrement celle qui se situe au-

dessus d'un seuil de teneur agréé et l'armateur du navire est pénalisé

proportionnellement à la quantité calculée.

Dans ce cas, la quantité théorique d'hydrocarbures calculée est faussée par excés si l'eau est rendue opaque par de la rouille ou des sédiments ou limons en suspension et l'armateur du navire se trouve injustement pénalisé par un rejet à la mer d'impuretés autres que des

hydrocarbures qui ne sont contraires aucun règlement.

Cette cause d'erreur freine l'utilisation sur les pétroliers

des appareils de contrôle optique des eaux de déballastage.

Pour résoudre cette difficulté, on a proposé, dans une de-

mande de brevet FR 79/03 915 (S E Ro E S) un procédé suivant lequel

on extrait les hydrocarbures au moyen d'un solvant, on mesure séparé-

ment l'opacité du liquide avant extraction des hydrocarbures et du li-

quide restant après extraction des hydrocarbures et on fait la diffé-

rence entre les deux opacités mesurées.

L'appareil mettant en oeuvre ce dernier procédé, permet d'éliminer l'erreur de mesure sur la teneur en hydrocarbures dues à la

présence d'impuretés opaques autres que des hydrocarbures mais l'ex-

traction des hydrocarbures par solvant requiert au moins 10 minutes, ce qui conduit à un temps de réponse trop élevé et incompatible avec le temps de réponse inférieur à 20 secondes exigé par l'I M O v L'objectif de l'invention est de procurer un nouveau procédé qui permet de construire des appareils optiques de mesure en continu de la teneur en hydrocarbures des eaux de déballastage en éliminant

les erreurs de mesure dues à la présence d'impuretés opaques, en sus-

pension dans l'eau, autres que les hydrocarbures.

Cet objectif est atteint au moyen d'un procédé pour mesurer optiquement et en continu la teneur en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de déballastage des navires pétroliers, contenant des particules en suspension, lequel procédé comporte les opérations suivantes: on prélève en continu un débit du liquide à contrôler; on clarifie ledit liquide en éliminant par centrifugation les particules en suspension dans le liquide;

on forme une émulsion très fine de l'eau et des hydrocar-

bures sortant de la centrifugeuse;

et on fait passer en continu ladite émulsion dans une cel-

lule de mesure optique entre un émetteur lumineux et un récepteur photoélectrique.

Un appareil optique selon l'invention, pour mesurer en con-

tinu la teneur en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de

déballastage d'un navire pétrolier, contenant des particules en sus-

pension,est du type connu comportant une cellule de mesure optique équipée d'une source lumineuse et d'un récepteur de lumière entre

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lesquels ledit liquide circule.

Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un

appareil de ce type qui comporte, en amont de ladite cellule de me-

sure, une centrifugeuse qui clarifie ledit liquide en séparant lesdi-

tes particules en suspension et un émulseur qui brasse les hydrocar-

bures et l'eau sortant de ladite centrifugeuse en formant une émul-

sion très fine.

L'invention a pour résultat la mesure optique en continu de

la teneur en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de débal-

lastage d'un navire pétrolieren éliminant les erreurs de mesure par excés dues aux particules en suspension dans le liquide et, notamment, à la présence de limons, de sédiments ou de rouille à l'état colloïdal

dans les eaux de déballastage des navires pétroliers.

Grace à la centrifugationqui précède le passage à travers la cellule de mesure optique, on obtient une élimination très poussée des particules en suspension et cette élimination est réalisée en continu et très rapidement, en quelques secondes, de sorte que l'on ne risque pas d'enregistrer des mesures erronées pendant une longue durée qui risquent de pénaliser l'armateur du navire On ne risque pas non plus d'arrêter intempestivement et automatiquement le rejet à la mer de l'eau de ballastage dans le cas o la teneur en hydrocarbures de celle-ci est dans les limites tolérées et o l'eau contient des sédiments ou des impuretés opaques autres que des hydrocarbures dont le

rejet est autorisé mais qui risqueraient d'être confondues par l'appa-

reil avec des hydrocarbures.

L'adjonction d'une centrifugeuse à un appareil de mesure optique de turbidité permet d'obtenir un appareil ayant un temps de réponse de l'ordre de 10 secondes et répondant donc sur ce point aux

exigences pour être homologué.

L'adjonction sur la sortie de la centrifugeuse de déflecteurs

fixes qui mélangent intimement l'eau et les hydrocarbures en une émul-

sion très fine permet de remplacer la pompe multicellulaire émulseuse, placée en amont de la cellule de mesure optique sur les appareils existants.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui

représentent, sans aucun caractère limitatif des exemples de réalisa-

tion d'appareils selon l'invention.

La figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'un

appareil selon l'invention.

La figure 2 est une coupe verticale axiale d'une centri-

fugeuse faisant partie d'un appareil selon l'invention.

La figure 3 est une coupe verticale axiale d'un autre mode de réalisation d'une centrifugeuse associée à un émulseur. La figure 4 est une coupe axiale d'une cellule de mesure

optique équipant un appareil selon l'invention.

La figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble en élévation d'un appareil selon l'invention installé à bord d'un navire pétrolier Le repère 1 est le fond du navire Le repère 2 représente une cloison transversale qui sépare le navire en deux

compartiments, un compartiment avant 3 o se trouvent des hydrocar-

bures et un compartiment arrière 4 o se trouvent les machines de

propulsion, les moteurs et tous les circuits électriques Le comparti-

ment avant 3 doit être conforme à des normes de sécurité intrinsà-

que destinées à éviter tout risque d'inflammation ou d'explosion des

hydrocarbures et notamment il est interdit de placer dans le comparti-

ment avant des circuits électriques ou des parties de machines sous tension.

Le repère 5 représente une des citernes du navire qui con-

tient des hydrocarbures a Saller et qui contient, au retour vers un poste de chargement, de l'eau de ballastage 6 qui a été pompée dans le port de déchargement et qui est au contact des hydrocarbures ayant

adhéré aux parois et des sédiments et boues contenant des hydrocarbu-

res lourds qui sont déposés au fond de la citerne.

la figure 1 représente un appareil optique destiné à contrôler

en continu la teneur en hydrocarbures de l'eau pendant le déballastage.

L'eau est pompée dans les citernes par une pompe de déballas-

tage 7 qui est disposée dans le compartiment avant 3 Par contre,

le moteur 7 a d'entraînement de la pompe est installé dans le compar-

timent arrière 4.

L'arbre 7 b reliant le moteur à la pompe est représenté en pointillés Il traverse la cloison 2 et un presse étoupe 7 c assure

l'étanche-té du passage de l'arbre à travers la cloison 2.

Le repère 8 représente la conduite de refoulement de la pompe 7 qui rejette l'eau à la mer dans le cas o la teneur en hydrocarbures est inférieure au seuil toléré qui est de 60 litres/mille

Dans le cas contraire, un automatisme arrête la pompe.

Pour contrôler la teneur en hydrocarbures de l'eau de déballastage, une conduite 9 est connectée en dérivation sur la conduite de refoulement 8 Cette conduite 9 dérive un faible

débit vers une cellule de mesure optique 10.

Le liquide à contrôler entre dans la cellule 10 par une conduite 11, il traverse en continu la cellule 10 et il ressort de celle-ci par une conduite 12 qui véhicule le liquide vers le

décanteur qui équipe le navire.

La cellule 10 comporte un émetteur de lumière qui est pla-

cée dans l'alignement d'un récepteur de lumière.

Le liquide à eontr 8 ler circule entre l'énietteur et le récep-

teur et le liquide absorbe plus ou moins de lumière selon qu'il est

plus ou moins opaque.

La mesure de la quantité de lumière atteignant le récepteur permet de déterminer la teneur en hydrocarbures dans le cas o le

liquide est un mélange d'eau et d'hydrocarbures.

L'émetteur de lumière est constitué par une extrémité d'une fibre optique 13 qui est engagée dans un tube transparent dont la

paroi externe est balayée par le liquide à contrôler.

La fibre optique 13 traverse, de façon étanche, la cloi-

= son 2 et l'autre extrémité de la fibre aboutit dans un coffret 14 situé dans le compartiment arrière 4, dans lequel se trouve une source lumineuse Il est précisé que le terme source lumineuse désigne toute

source de rédiations électromagnétiques qui peuvent être de la lumià-

re visible, blanch 3 ou monochromatique, de la lumiàre non visible dans l'infrarouge ou l'ultraviolet ou des radiations cohérentes émises par

une source laser.

De même, le récepteur de lumière situé dans la cellule 10

est constitué par l'extrémité d'une fibre optique 15 qui est dispo-

sée à l'intérieur d'un tube transparent La fibre 15 traverse la cloison 2 de façon étanche et aboutit dans le coffret 14, en face d'un récepteur photo-électrique qui reçoit la lumière transmise par la fibre 15 et qui convertit celle-ci en un signal électrique qui est converti par des circuits électroniques en un signal qui mesure l'opacité de la lame de liquide située entre les extrémités des deux

tubes transparents.

La figure 4 est une coupe axiale d'un mode de réalisation

préférentiel d'une cellule de mesure optique 10.

On voit sur cette figure la canalisation Il par laquelle arrive le liquide à contrôler et la canalisation 12 par laquelle

il repart Les canalisations Il et 12 sont alignées On voit égale-

ment une gaine souple 15 a dans laquelle est placé un faisceau de fibres optiques 15 et une autre gaine souple 13 a qui contient la

fibre optique 13 dont on a représenté l'extrémité seulement.

Les fibres optiques 13 et 15 sont placées respectivement à l'intérieur d'un étui transparent 16 et 17 Les étuis 16 et 17

sont alignés et ont un axe commun x xl.

Le conduit Il se termine par un premier alésage borgne la dans lequel débouchent deux alésages diamétralement opposés 18 et 19, d'axe x xl Les deux alésages 18 et 19 font communiquer

l'alésage lia avec deux chambres 20 et 21.

L'étui transparent 16 a la forme d'un tube à essais ou d'un doigt de gant, qui est fermé à une extrémité par un bout arrondi 16 a,en forme de calotte sphérique,qui fait saillie dans la chambre , en regard de l'alésage 18 De même, l'étui transparent 17 a la forme d'un tube à essais fermé à une extrémité par un bout 17 a, en forme de calotte sphérique, qui fait saillie dans la chambre 21

en face de l'alésage 19.

Le conduit 12 communique avec un alésage borgne 12 a qui communique par des alésages 22 et 23 respectivement avec les

chambres 20 et 21.

Le liquide à contrôler arrivant par le conduit 11 et la

passe par les alésages 18 et 19 et vient balayer les calottes sphé-

riques 16 a et 17 a, ce qui a pour effet d'éviter que des hydrocarbures

ou des particules opaques ne risquent d'adhérer à ces calottes.

Le liquide remplit les chambres 20 et 21 Il ressort de celles-ci par les alésages 22 et 23 et il rejoint le conduit de

sortie 12.

Le faisceau de lumière qui arrive par la fibre optique 13 traverse la calotte transparente 17 a, passe à travers les alésages coaxiaux 18 et 19 puis à travers la calotte transparente 16 a et

il rentre dans la fibre optique 15 qui le canalise jusqu'au récep-

teur photo-électrique situé dans le coffret 14 La quantité de lu-

mière transmise de la fibre optique 13 à la fibre optique 15 dépend de l'opacité de la tranche de liquide comprise entre les

extrémités en regard des deux calottes sphériques 16 a et 17 a.

Revenant à la figure 1, on voit que l'échantillon de liquide prélevé en continu par la canalisation 9 passe à travers une unité de clarification 24 dont la fonction est de séparer du liquide toutes les particules plus oumoins opaques en suspension dans celui-ci, autres que les hydrocarbures. Selon une caractéristique de l'invention, on effectue cette

séparation au moyen d'une centrifugeuse tournant à une vitesse suf-

fisamment élevée, par exemple une vitesse de l'ordre de 7000 à 9000 t/minute pour que les particules en suspension, qui sont plus

denses que l'eau, soient séparées de celle-ci par la force centrifuge.

Par contre, les hydrocarbures, qui sont plus légers que l'eau, ont tendance à se concentrer au centre du bol de la centrifugeuse Il en résulte que les hydrocarbures ne risquent pas d'être séparés et que l'on retrouve bien à la sortie de la centrifugeuse la totalité

de l'eau et des hydrocarbures débarrassés des particules en suspen-

sion. Le bol de la centrifugeuse 24 est entraîné en rotation par un moteur 24 a situé dans le compartiment arrière 4 et l'arbre

d'entraînement 24 b qui traverse la cloison 2 comporte un presse-

étoupe d'étanchéité 24 c.

Le repère 25 représente une pompe multicellulaire qui est disposée entre la sortie de la centrifugeuse 24 et la canalisation Il desservant la cellule de mesure 10 La pompe 25 brasse l'eau et les hydrocarbures sortant de la centrifugeuse et produit une émulsion très fine des gouttelettes d'hydrocarbures dans l'eau, cette condition étant indispensable pour le bon fonctionnement de la mesure

optique de l'opacité due aux hydrocarbures.

La pompe 25 est entraînée par un moteur 25 a placé dans le compartiment arrière, par l'intermédiaire d'un arbre 25 b

qui traverse la cloison 2 à travers un presse-étoupe 25 c.

On voit sur la figure 1 que l'appareil de mesure optique selon l'invention répond aux conditions de sécurité intrinsèque puisque le compartiment avant 3 ne contient aucun moteur, ni aucun

circuit électrique ou électronique.

La pompe multicellulaire 25 remplit une triple fonction.

Elle produit une fine émulsion d'eau et d'hydrocarbures Elle relève la pression de l'eau prélevée par la canalisation 9 pour vaincre la perte de charge due à la traversée de la cellule de mesure 10

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et pour obtenir à la sortie de celle-ci une pression suffisante pour refouler le liquide jusqu'à l'entrée du réservoir de décantation qui

est située généralement au niveau du pont du navire.

La figure 2 représente une coupe verticale passant par l'axe z zl d'un mode de réalisation d'une centrifugeuse 24 Celle- ci comporte un bol cylindro-conique 26 d'axe vertical z zl qui

est monté sur un arbre d'entraînement vertical 27.

L'arbre 27 est entraîné en rotation à une vitesse de l'ordre de 7000 à 9000 t/minute, par exemple par une vis sans fin 28 entratnée par un pignon 29 qui est monté sur l'arbre d'entraînement horizontal 24 b venant du moteur 24 a Bien entendu, l'arbre 27 peut être entraîné en rotation par tout autre moyen de transmission

mécanique équivalent.

Le bol 26 comporte à son extrémité supérieure un conver-

gent tronconique 26 a qui délimite un col ouvert 31 à travers le-

quel passe une tuyauterie fixe axiale 30 qui débouche dans le bol.

Le bol 26 est placé à l'intérieur d'un carter fixe 32 qui entoure le bol et l'arbre d'entraînement du bol afin de protéger les opérateurs en cas de rupture mécanique des parties qui tournent à grande vitesse Le col 31 débouche dans une chambre Fixe 33 qui coiffe le carter 32 Cette chambre comporte une ou plusieurs sorties 34 d'évacuation du liquides Le fonctionnement est le suivant Le liquide à contr 8 ler,

qui est prélevé par le conduit 9, arrive dans le bol par la tuyauté-

rie 30 Il est entraîné en rotation à grande vitesse Les particules

en suspension dans le liquide sont entraînées par la force centri-

fuge et sont projetées contre les parois latérales du bol sur lesquel-

les e Uesse déposent en formant une couche 35.

L'eau et les hydrocarbures sortent de la centrifugeuse par le col 31 et ils s'écoulent vers la sortie 34 Ils sont alors aspirés par la pompe multicellulaire 25 qui brasse énergiquement les

deux liquides non miscibles pour former une émulsion très fine d'hy-

drocarbures et d'eau qui est envoyée vers la cellule de mesure optique-

Le liquide qui traverse la cellule 10 est débarrassé de toutes les particules opaques qui étaient en suspension dans le liquideetelles

que des sédiments ou des limons ou de la rouille et la mesure d'opaci-

té correspond exactement à la teneur en hydrocarbures.

Les sédiments s'accumulent contre les parois du bol qui est

facilement démontable pour être nettoyé En variante, on peut utili-

ser une centrifugeuse comportant un débourbage automatique permettant d'éliminer périodiquement la couche de sédiments 35 En pratique, l'appareil selon l'invention,monté à bord d'un navire pétrolier, n'est utilisé que pendant le premier déballastage des citernes qui a une durée de l'ordre de 20 heures et il n'est pas nécessaire de nettoyer le bol de la centrifugeuse pendant une traversée Il suffit de le démonter et de le nettoyer à l'arrivée au port ou pendant le

voyage de retour pendant lequel il n'y a pas de déballastage.

La figure 2 représente une centrifugeuse simplifiée Les centrifugeuses qui sont utilisées habituellement pour clarifier des

liquides et pour séparer des liquides non miscibles de densité dif-

férente, comportent plusieurs convergents coaxiaux, qui se terminent

par des cols coaxiaux qui débouchent chacun dans une chambre diffé-

rente comportant une sortie d'évacuation.

Si l'on utilisait une telle centrifugeuse, le convergent coaxial recueillerait les hydrocarbures plus légers que l'eau tandis que le convergent périphérique recueillerait l'eau Mais dans la présente application, la séparation de l'eau et des hydrocarbures ne

présente aucun intérêt puisqu'il faut ensuite les mélanger pour for-

mer une émulsion.

On utilise donc, de préférence, une centrifugeuse simplifiée comportant un seul convergent 26 a et une seule chambre 33 qui

recueille la totalité du liquide sortant de la centrifugeuse.

Il existe des centrifugeuses comportant des bols qui sont

divisés en plusieurs chambres coaxiales par des chicanes cylindriques.

* Ces centrifugeuses sont utilisées pour traiter des liquides diffici-

les à clarifier ou des liquides contenant peu de particules en sus-

pension. La figure 2 représente un bol de centrifugeuse comportant

une seule chambre mais ce choix n'est pas limitatif et on peut uti-

liser des centrifugeuses dont le bol comporte plusieurs chambres

délimitées par des cloisons cylindriques coaxiales formant des chi-

canes, de sorte que le liquide circule du centre vers la périphérie et passe d'une chambre à la suivante en contournant la cloison qui

sépare les deux chambres.

La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'un bol de centrifugeuse utilisé dans un appareil optique selon l'invention. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères sur les figures 2 et 3 La seule différence réside dans le fait que la pompe émulseuse 25 représentée sur la figure I est supprimée et est remplacée par des déflecteurs centripètes 38 qui

sont incorporés à la centrifugeuse.

Dans ce mode de réalisation, le col 31 communique avec le bol 26 par une cloison 36 comportant des orifices 37 La cloison 36 délimite une chambre 31 à travers laquelle le liquide qui sort de la centrifugeuse s'écoule en étant animé d'un mouvement

hélicoïdal très rapide La chambre 31 est équipée d'une ou plu-

sieurs turbines centripètes Les turbines sont constituées par des déflecteurs fixes 38 qui sont solidaires du couvercle du bâti 32.

Les déflecteurs 38 sont disposés en travers de la chambre 31 Ils comportent un ou plusieurs conduits centripètes 39 ayant

des orifices d'entrée du liquide situés à la périphérie des déflec-

teurs Les conduits 39 débouchent dans un conduit 40 par lequel

sort l'émulsion d'eau et d'hydrocarbures.

Le mouvement relatif du liquide par rapport aux déflecteurs fixes 38 est le même que le mouvement relatif par rapport à un rotor de turbine centripète Le liquide qui pénètre dans les canaux 39 est soumis à un brassage intense en régime très turbulent et les hydrocarbures sont fractionnés en gouttelettes très fines qui forment

avec l'eau une émulsion.

De plus, la vitesse du liquide est transformée en pression

de l'ordre de 4 bars, de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'interca-

ler une pompe émulseuse 25 entre la centrifugeuse et la cellule de

mesure 10, d'o une économie de construction de l'appareil.

La figure 3 représente un mode de réalisation comportant un seul déflecteur 38 mais on peut utiliser plusieurs déflecteurs superposés. On comprend que l'appareil selon l'invention équipé d'une centrifugeuse permet d'éliminer en continu les sédiments, les limons,

la rouille et en général, toutes les particules solides ou colloida-

les qui sont en suspension dans le liquide et qui altéreraient la mesure optique de la teneur en hydrocarbures Cette élimination est

réalisée en un temps très bref, de l'ordre de 8 à 10 secondes Il suf-

fit que le bol de la centrifugeuse ait une capacité de stockage de sédiments de l'ordre d'un litre pour que la centrifugeuse puisse contenir tous les sédiments qui doivent être séparés au cours d'un

trajet du navire.

Compte tenu du faible débit qui s'écoule à travers la cellule de mesure, il suffit d'utiliser une centrifugeuse dont le

bol a un volume de quelques litres pour clarifier le liquide à con-

trôler avant son passage dans la cellule de mesure.

Claims (4)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Procédé pour mesurer optiquement et en continu la teneur en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de déballastage des navires pétroliers, contenant des particules en suspension, caractérisé par la suite d'opérations suivantes: on prélève en continu un débit du liquide à contrôler; on clarifie ledit liquide en éliminant par centrifugation les particules en suspension dans le liquide; on forme une émulsion très fine du Iiiuide et des hydrocarbures sortant de la centrifugeuse;

et on fait passer en continu ladite émulsion dans une cellu-

le de mesure optique entre un émetteur lumineux et un récepteur photo-

électrique.

2 Appareil optique pour mesurer en continu la teneur en hydrocarbures d'un liquide, notamment de l'eau de déballastage d'un

navire pétrolier contenant des particules en suspension,du type compor-

tant une cellule de mesure optique ( 10) équipée d'une source lumineuse ( 13) et d'un récepteur de lumière ( 15) entre lesquels ledit liquide circule, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont de ladite cellule de mesure, une centrifugeuse ( 24) qui clarifie ledit liquide en séparant lesdites particules en suspension et un émulseur ( 25),qui brasse les hydrocarbures et l'eau sortant de ladite centrifugeuse en formant une

émulsion très fine.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite centrifugeuse comporte un bol ( 26), qui est entrainé en rotation à grande vitesse autour d'un axe vertical (z zl) et qui est surmonté d'un convergent ( 26 a) prolongé par un col ( 31) et ledit émulseur est constitué par des déflecteurs fixes ( 38) qui sont placés en travers dudit col ( 31) et qui délimitent entre eux des conduits centripètes ( 39) dans lesquels le liquide en mouvement rotatif pénètre par des

orifices périphériques.

4 Appareil selon la revendication 3, placé à bord d'un

navire pétrolier comportant un compartiment avant ( 3) à sécurité intrin-

sèque, qui est séparé par une cloison ( 2) d'un compartiment arrière ( 4),

caractérisé en ce que ledit bol rotatif ( 26) est placé dans ledit compar-

timent avant ( 3) et il est entraîné en rotation par un arbre ( 24 b) qui traverse ladite cloison ( 2) et qui est entraîné par un moteur ( 24 a)

situé dans ledit compartiment arrière ( 4).

Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à

4, caractérisé en ce que ladite cellule de mesure ( 10) comporte un pre-

mier alésage borgne ( 11 a) dans lequel arrive le liquide à contrôler, dans lequel débouchent deux canaux ( 18, 19) diamétralement opposés qui mettent en communication ledit alésage avec deux chambres ( 20, 21),

deux étuis transparents ( 16, 17) qui se terminent chacun par une ca-

lotte sphérique ( 16 a, 17 a) située dans ladite chambre, en regard du débouché de l'un desdits canaux ( 18, 19) et deux fibres optiques ( 13, ) qui sont placées dans l'alignement desdits canaux ( 18, 19) et dont l'une ( 13) relie ladite cellule de mesure à une source de lumière et

l'autre ( 15) relie ladite cellule de mesure à un récepteur photo-

électrique. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites chambres ( 20, 21) communiquent par des conduits ( 22, 23) avec un deuxième alésage borgne ( 12 a) qui est situé dans l'alignement dudit

premier alésage borgne ( 11 a).