FR2646101A1 - Procede et appareil de regeneration de solvants usages contenant au moins une cetone et/ou un ester et/ou un ether, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procede de recuperation de solvant dans l'air - Google Patents
Procede et appareil de regeneration de solvants usages contenant au moins une cetone et/ou un ester et/ou un ether, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procede de recuperation de solvant dans l'air Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un appareil de régénération de solvants usagés. L'appareil est caractérisé en ce qu'il comprend une colonne 12 de distillation du solvant à régénérer sous une pression adéquate pour séparer en queue 12a de la colonne les cétones et/ou esters, en tête 12b de la colonne, la fraction alcoolique contenant de l'eau et éventuellement contaminée par les cétones et/ou esters. Cette colonne 12 est couplée à un dispositif 14 de perméation contenant une membrane 16 de perméation hydrophile pour déshydrater la fraction alcoolique obtenue comme distillat de la colonne 12. L'invention permet de régénérer des solvants contenant des cétones et/ou esters et/ou éthers, des alcools et de l'eau d'une manière extrêmement simple.
Description
Procédé et appareiL de régénération de soLvants usagés contenant au moins une cétone et/ou un ester et/ou un éther, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procédé de récupération de solvant dans l'air.
La présente invention concerne essentiellement un procédé et un appareil de régénération de solvants usagés contenant au moins une cétone et/ou un ester et/ou un éther, au moins un alcool et de L'eau, et application dans un procédé de récupération de solvant dans L'air.
On sait que des solvants à base de mélange contenant au moins une cétone etlou un ester et/ou un éther, au moins un alcool, comme constituants principaux, sont utilisés couramment dans
L'industrie de l'embalLage, de L'adhésif, de l'imprimerie pour leur pouvoir solvant des encres, des laques, des matières plastiques.
L'industrie de l'embalLage, de L'adhésif, de l'imprimerie pour leur pouvoir solvant des encres, des laques, des matières plastiques.
Après enduction d'un support et séchage du solvant à L'air, il est possible de les récupérer mais à L'état humide, ce qui rend leur réutiLisation directe impossible.
Le probLème se pose donc de la régénération de ces solvants usagés en vue de permettre une réutilisation de ceux-ci.
Pour cette régénération, le problème majeur concerne la séparation de L'eau qui se retrouve dans les solvants au moment de leur séchage à l'air qui contient un taux non négligeabLe d'humidité.
Parmi les procédés connus de régénération de solvants, les plus utilisés mettent en oeuvre une distillation classique et une extraction Liquide-Liquide à L'aide d'une soLution d'hydroxyde de sodium concentrée (à 40 X). Du fait que les cétones utilisées dans les solvants forment des azéotropes avec L'eau, en général, on procède à une déshydratation du mélange azéotropique fourni par la colonne de distillation à L'aide de soude. Cette méthode présente
L'inconvénient de nécessiter une reconcentration de la solution de soude diluée afin d'éviter des rejets polluants. Cette reconcentration est habituellement réalisée par évaporation de L'eau dans des évaporateurs, ce qui accroit la compLexité du procédé de régénération.
L'inconvénient de nécessiter une reconcentration de la solution de soude diluée afin d'éviter des rejets polluants. Cette reconcentration est habituellement réalisée par évaporation de L'eau dans des évaporateurs, ce qui accroit la compLexité du procédé de régénération.
Un autre procédé de régénération a été proposé dans La demande de brevet français IFP FR-A-2 438 021, qui préconise l'injection d'un agent hydrophobe dans la colonne de distillation, mais ce procédé présente t 'inconvénient de ne pas être applicable à des solvants contenant des alcools car la présence des alcools accroît sensiblement La solubilité dans L'eau de L'agent hydrophobe en augmentant ainsi Les pertes de celui-ci, ce qui rend ce procédé difficilement utilisable à l'échelle industrielle.
Par ailleurs, on connaît également des procédés de régé nération de solvants basés essentiellement sur une déshydratation de ceux-ci par absorption sélective de l'eau sur tamis moléculaire ou alumine. Ces procédés ne sont utilisables que pour des teneurs en eau très faibles (teneurs inférieures à 0,5 %). Une solution a été partiellement apportée à ce probLème par le procédé décrit par GARG. D. R. AUSIKAITIS J. P., dans Chem. Eng. Progress 79 (4) page 60 (1983), mais le procédé de déshydratation décrit utilisant les tamis moléculaires n'est pas applicable à des solvants contenant des cétones car les adsorbants utilisés provoquent des réactions chimiques, actuellement mal maftrisées, qui aboutissent à une coloration des solvants.En outre, ce procédé nécessite un contrôle assez strict de la teneur en eau dans le mélange à traiter pour assurer un bon fonctionnement du dispositif.
Ainsi, L'état de La technique actuelle ne permet pas de réaliser une régénération satisfaisante industriellement de solvants usagés contenant soit des cétones et/ou des esters et/ou des éthers, soit des alcools contaminés par des quantités d'eau non négligeables, en vue de leur réutilisation. Ceci est encore plus vrai pour le cas des solvants contenant des mélanges de cétones et d'alcools ou des solvants contenant des esters avec des alcools ou encore des solvants contenant à la fois des cétones et des esters ainsi que des alcools.
La présente invention a donc pour but de résoudre le nouveau probLème technique consistant à fournir une solution technique permettant de régénérer des solvants usagés à base de mélange de cétones et/ou d'esters et/ou d'éthers, d'alcools et d'eau, d'une manière extrêmement simple, en le minimum d'étapes de traitement.
La présente invention a encore pour but de résoudre le nouveau problème technique énoncé ci-dessus selon une solution technique qui présente une grande soupLesse en étant très aisément adaptable pour le traitement de régénération d'un très grand nombre de mélanges de solvants.
Ces nouveaux problèmes techniques, ainsi que d'autres qui sont apparents å l'homme de L'art, à partir de la description détaillée ci-après de L'invention, sont résolus pour la première fois par la présente invention d'une manière simple, utilisable à
L'échelle industrielle.
L'échelle industrielle.
Ainsi, selon un premier aspect, La présente invention fournit un procédé de régénération de solvants usagés contenant au moins une cétone et/ou au moins un ester et/ou au moins un éther, au moins un alcool, et de l'eau, par séparation en ses constituants individuels, caractérisé en ce qu'on réalise tout d'abord une dis tillation sous une pression adéquate permettant de séparer Ladite cétone et/ou ledit ester.et/ou Ledit éther en queue de colonne, et une fraction alcoolique contenant L'eau, éventuellement contaminée par ladite cétone et/ou ledit ester et/ou ledit éther, en tête de colonne ; et dans une deuxième étape, on procède à une séparation par perméation de L'eau de la fraction alcoolique, en faisant passer la fraction alcoolique sur une membrane de perméation hydrophile, en obtenant ainsi un alcool sensiblement déshydraté et un perméat contenant L'eau.
Selon un mode de réalisation avantageux du procédé selon l'invention, La pression utilisée lors de La distillation est compatible avec la pression de passage de la fraction alcoolique sur la membrane de perméation hydrophile.
Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon L'invention, la pression utilisée lors de la distillation est comprise entre environ 2 et environ 6 bars absolus.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse du procédé selon L'invention, la température de la fraction alcoolique, lors de son passage sur La membrane de perméation hydrophile, est comprise entre environ 70 et environ 1000C.
Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, dans le cas d'une charge de solvants usagés contenant des produits Lourds, la fraction résiduelle contenant ta cétone précitée et/ou L'ester précité récupére en queue de colonne de distillation sous pression, contient les produits Lourds qui sont séparés ultérieurement dans une deuxième colonne de distillation classique. Selon L'invention, on entend par L'expression "produit lourd" tout produit qui présente un point d'ébullition supérieur à celui de la cétone et/ou de L'ester du solvant usagé à régénérer.
Comme produits lourds, on peut citer à titre d'exemples les plus courants dans les solvants industriels : le toluène, un éther de glycol.
Il est à noter que la présence de fractions Légères dans les solvants usagés ne présente pas de problème en raison du fait que ces fractions Légères se retrouvent dans la fraction alcoolique.
Par ailleurs, on observera que la teneur en eau doit être la plus faibLe possible en vue d'améliorer le rendement de la régénération, par séparation de l'eau. De préférence, la teneur en eau du solvant usagé admis dans la colonne de distillation sous pression sera inférieure à environ 10 X en poids et encore, de préférence, sera inférieure à environ 5 X en poids.
La régénération des solvants ayant des teneurs en eau aussi élevées que 5 à 10 X en poids constitue un avantage technique déterminant du proc#dé de 11 invention.
Egalement, une régénération en deux étapes essentielles, constitue un autre avantage technique déterminant de l'invention.
Un autre avantage de L'invention réside dans Le fait que la cétone et/ou L'ester séparés ainsi que L'alcool séparé présentent avec le procédé selon l'invention une teneur en eau habituellement inférieure à 0,1 X en poids et même de préférence inférieure à 0,05 X en poids.
Le procédé selon L'invention permet également de simplifier et rationnaliser grandement le procédé de régénération en obtenant en tête de colonne de distillation sous pression des azéotropes multicomposants Légers qui sont plus volatils que les azéotropes binaires obtenus dans les techniques de distillation classiques antérieures.
Un autre avantage déterminant du procédé selon l'invention réside dans te fait que la pression de La fraction alcoolique sortant en tête de colonne de distillation sous pression, est une pression qui est adéquate pour réaliser une séparation de L'eau par perméation depuis ta fraction alcoolique, avec une surface de membrane de perméation hydrophile très petite.
Selon un deuxième aspect, la présente invention fournit également un appareil de régénération de solvants usagés contenant au moins une cétone et/ou au moins un ester et/ou au moins un éther, au moins un alcool, et de L'eau, caractérisé en ce qu'il comprend une colonne de distillation comprenant des moyens de mise sous une pression adéquate permettant de séparer ladite cétone et/ ou ledit ester et/ou ledit éther en queue de colonne et une fraction alcoolique contenant de l'eau, éventuellement contaminée par
Ladite cétone et/ou ledit ester, en tête de colonne ; et un dispositif de séparation par perméation de L'eau de la fraction alcoolique, comprenant une membrane de perméation hydrophile, de manière à réaliser la séparation de ta fraction alcoolique en un alcool sensiblement déshydraté et en un perméat contenant L'eau.
Ladite cétone et/ou ledit ester, en tête de colonne ; et un dispositif de séparation par perméation de L'eau de la fraction alcoolique, comprenant une membrane de perméation hydrophile, de manière à réaliser la séparation de ta fraction alcoolique en un alcool sensiblement déshydraté et en un perméat contenant L'eau.
Cet appareil comprend également toutes les caractéristiques structurelles permettant de mettre en oeuvre le procédé précédemment décrit, et qui sont clairement apparentes à l'homme de l'art à partir de la description précédente et ta description qui va suivre faite en référence à un mode de réalisation actuellement préféré d'un appareil selon l'invention.
Dans La présente description et les revendications, les termes "cétone", "ester", "éther", "aLcool" sont de préférence définis comme suit - "cétone" = une cétone Légère qui comporte au total de 4 à
8 atomes de carbone, qui est de préférence en C4-C6.
8 atomes de carbone, qui est de préférence en C4-C6.
Cette cétone est de préférence une cétone aliphatique
Linéaire ou ramifiée ou cyclique.
Linéaire ou ramifiée ou cyclique.
- "ester" = un ester Léger ayant au total de 4 à 8 atomes de
carbone, de préférence en C4-C6. L'ester est de préfé
rence un ester aliphatique réalise à partir d'un acide
aliphatique et d'un alcool aliphatique.
carbone, de préférence en C4-C6. L'ester est de préfé
rence un ester aliphatique réalise à partir d'un acide
aliphatique et d'un alcool aliphatique.
- "éther" = un éther Léger ayant au total de 4 à 8 atomes de car
bone de préférence en C -C
Cet éther est de préférence un éther aliphatique
Linéaire, ramifié ou cyclique, en particulier le
tétrahydrofuranne.
bone de préférence en C -C
Cet éther est de préférence un éther aliphatique
Linéaire, ramifié ou cyclique, en particulier le
tétrahydrofuranne.
- "alcool" = un alcool Léger ayant au total de 1 à 8 atomes de
carbone, de préférence en C2-C4. Cet alcool est de
préférence un alcool aliphatique linéaire ou ramifié
ou même cycLique.
carbone, de préférence en C2-C4. Cet alcool est de
préférence un alcool aliphatique linéaire ou ramifié
ou même cycLique.
Comme exemples de cétones particulièrement utilisables dans Le procédé selon L'invention, on peut citer la méthyléthylcétone, la méthylisobutylcétone et la cyclohexanone.
Comme exemples d'esters particulièrement avantageux dans le cas du procédé selon L'invention, on peut citer un ester réalisé à partir de L'acide acétique, en particulier L'acétate d'éthyle,
L'acétate d'isopropyle ; comme exemples d'éther, on peut citer le diisopropylétheé et le tétrahydrofuranne.
L'acétate d'isopropyle ; comme exemples d'éther, on peut citer le diisopropylétheé et le tétrahydrofuranne.
Comme exempLes d'alcools particulièrement intéresants dans le cas du procédé selon L'invention, on peut citer L'éthanol.
Dans Le cadre de La présente invention, on peut utiliser toutes membranes de perméation hydrophile connues a L'homme de l'art. De telles membranes de perméation hydrophile sont par exemple décrites dans les documents suivants :
Proceedings of Third International Conference on
Pervaporation Processes in the Chemical Industry. NANCY, FRANCE,
Sept. 19-22, 1988,
Selection of Polymers for Pervaporation Membranes.
Proceedings of Third International Conference on
Pervaporation Processes in the Chemical Industry. NANCY, FRANCE,
Sept. 19-22, 1988,
Selection of Polymers for Pervaporation Membranes.
Journal of Membrane Science. 36, 1988, qui sont ici incorporés par référence. Une membrane de perméation hydrophile particulièrement adaptee est la membrane en alcool polyvinylique.
On comprend que ces membranes de perméation hydrophile doivent être d'une épaisseur extrêmement fine pour permettre une perméation rapide. En outre, il est souhaité que leur surface utile soit très faible afin de limiter le dimensionnement de l'appareil.
Une surface utile selon L'invention est en général comprise entre 50 et 300 m2 par machine d'enduction.
L'invention permet de répondre à toutes ces exigences.
également, selon L'invention, de préférence, la teneur en eau dans la charge de solvants usagés soumise au procédé de régénération selon l'invention est telle que la fraction alcoolique amenée à la membrane de perméation ne contient pas plus de 30 X en poids d'eau, ce qui permet d'obtenir une sélectivité particulièrement élevée de la membrane. Dans le cas ou La teneur en eau de la charge initiale est trop élevée, on procède à un traitement de déshydratation partielle pour amener la teneur en eau en dessous de la valeur de 30 Z en poids précitée dans La fraction alcoolique sortant en tête de colonne.
On comprend ainsi que L'invention permet d'aboutir à tous les avantages techniques précédemment énoncés, et qui sont parti culièrement inattendus pour L'homme de l'art.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention appara~tront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence à la figure annexée représentant un mode de réalisation actuellement préféré d'un appareil de régénération selon l'invention donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de L'invention. Dans La figure unique annexée, on a représenté schématiquement L'appareil de régénération selon L'invention.
En référence à cette figure unique annexée, L'appareil de régénération selon L'invention est représenté par le numéro de référence générale 10.
Cet appareil comprend essentiellement une colonne 12 de distillation comprenant des moyens de mise sous pression (non représentés car tout à fait classiques) ainsi qu'un dispositif 14 comprenant une membrane hydrophile 16 de perméation représentée symboliquement en pointillé à l'intérieur du dispositif 14.
On peut observer à partir de ta figure unique annexée que la colonne de distillation sous pression 12, reçoit, en 18, à un niveau intermédiaire, comme cela est classique aux colonnes de distillation, le solvant à régénérer arrivant par une conduite correspondante 20 qui est avantageusement équipée d'une pompe 22 et également de préférence d'un réservoir tampon 24 muni d'une vanne 26.La colonne de distillation sous pression 12 est prévue pour pouvoir fonctionner à une pression adéquate pour permettre la séparation des cétones et/ou esters et/ou éthers contenus dans Le solvant à régénérer, en queue de colonne 12a de la colonne 12, évacué par la conduite 30 ; et une fraction alcoolique contenant de L'eau éventuellement contaminée par des cétones et/ou des esters et/ou des éthers, en tête 12b de la colonne, évacué par une conduite 32 aboutissant au dispositif 14. On peut prévoir, comme cela est classique, sur la conduite 32 un dispositif réfrigérant 34, un réservoir tampon 36, une vanne 38 ainsi qu'un dispositif de reflux 40 pour faire recirculer partiellement une partie de la fraction alcoolique séparée en tête de colonne.
Cette colonne 12 est prévue pour fonctionner de préférence à une pression comprise entre environ 2 et environ 6 bars absolus. Le nombre de plateaux de la colonne peut varier dans de larges limites. Cependant, en pratique, ce nombre de plateaux sera de quelques étages théoriques å plusieurs dizaines d'étages théoriques, en particulier d'environ quatre étages à une vingtaine d'étages théoriques. La température à Laquelle est porté le mélange à l'intérieur de la colonne varie naturellement en fonction de la pression utilisée et de la nature des composants du solvant à régénérer.Habituellement, cette température sera supérieure å 100 C. Cette température peut être fournie par un chauffage de la colonne par un échangeur 50 comportant une conduite 52 d'amenée de fluide chauffant et une conduite 54 de retour du fluide chauffant.
Le fluide chauffant le plus courant est de la vapeur amenée sous une pression elevee. Les exemples ci-après préciseront les conditions de fonctionnement de la colonne en fonction de la charge de solvants à régénérer.
Dans le dispositif 14, il a été précisé précédemment qu'il était incorporé une membrane 16 de perméation hydrophile qui présente une épaisseur de quelques microns, et qui est supportée de manière classique par un élément support 60. Cette membrane subdi vise ainsi le dispositif 14 en un compartiment 14a et un compartiment 14b. Le compartiment 14a reçoit la fraction alcoolique par la conduite 32, en provenance de la tête 12b de la colonne 12 tandis que le compartiment 14b reçoit le perméat qui est évacué, éventuellement après refroidissement dans un groupe de réfrigération 64, par une conduite 66 pour être récupéré en vue d'une utilisation ultérieure qui sera précisée plus loin.
En fin du compartiment 14a, on récupère les alcools sensiblement déshydratés par l'intermédiaire d'une conduite 62. On peut prévoir une double enveloppe au dispositif 14 de manière à réaliser un chauffage complémentaire par L'intermédiaire de conduites correspondantes 68, 70 amenant un fluide chauffant tel que par exemple de la vapeur d'eau sous pression, pour maintenir la fraction alcoolique à une température appropriée pour réaliser
La perméation de L'eau au travers de la membrane de perméation 16 dans les meilleurs conditions possibles, de préférence entre environ 70 et environ 100 C.
La perméation de L'eau au travers de la membrane de perméation 16 dans les meilleurs conditions possibles, de préférence entre environ 70 et environ 100 C.
On va maintenant décrire plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé de L'invention à L'aide de L'appareil 10 de régénération selon l'invention ci-dessus décrit. Tous Les pourcentages sont donnés en poids, sauf indication contraire.
Exemple 1 selon L'invention
On amène une charge de solvants à régénérer à un débit de 9,65 kg/h, par la conduite 20 dans La colonne 12. Cette charge contient en pourcentage en poids - eau.................... eau 2,8 - éthanol 13,2 - acétate d'éthyle 9,6 - méthyléthylcêtone 74,4
Cette charge, amenée dans La colonne 12, est distillée sous une pression de 4 bars absolus dans la colonne 12 qui présente vingt étages théoriques et qui est à une température d'environ 13O0C, grâce à un chauffage par une vapeur d'eau à 14 bars et une température d'environ 1700C amenée par la conduite 52.On récolte en queue de colonne 12a par La conduite 30 une fraction résiduelle de cétone et d'ester de 3,910 kg/h, contenant 0,026 X d'eau, 0,035 X d'éthanol, 4,9 X d'acétate d'éthyle et 95 X de méthyléthylcétone.
On amène une charge de solvants à régénérer à un débit de 9,65 kg/h, par la conduite 20 dans La colonne 12. Cette charge contient en pourcentage en poids - eau.................... eau 2,8 - éthanol 13,2 - acétate d'éthyle 9,6 - méthyléthylcêtone 74,4
Cette charge, amenée dans La colonne 12, est distillée sous une pression de 4 bars absolus dans la colonne 12 qui présente vingt étages théoriques et qui est à une température d'environ 13O0C, grâce à un chauffage par une vapeur d'eau à 14 bars et une température d'environ 1700C amenée par la conduite 52.On récolte en queue de colonne 12a par La conduite 30 une fraction résiduelle de cétone et d'ester de 3,910 kg/h, contenant 0,026 X d'eau, 0,035 X d'éthanol, 4,9 X d'acétate d'éthyle et 95 X de méthyléthylcétone.
En tête de colonne, le distillat soutiré par la conduite 32 est à une température de 1100C et comprend 6,9 X d'eau, 45,3 X de méthyléthylcétone, 31,8 X d'éthanol et 16,9 X d'acétate d'éthyle. Ce distillat est injecté sous la même pression de 4 bars à environ 100 C directement dans le dispositif 14 pour passer sur la membrane de perméation hydrophile 16. Le perméat obtenu dans le compartiment 14b qui est évacué par la conduite 62 est constitué de 265 g/h d'eau et 60 g/h de solvant, tandis que par la conduite 66, on récupère une coupe alcoolique contenant des alcools extrêmement purs dont la teneur en eau est réduite à moins de 0,1 X en poids.
De même, dans la fraction de cétone et d'ester soutirée par la conduite 30 de la colonne 12, La teneur en eau est inférieure à 0,1 X en poids.
Exemple 2 selon l'invention
En procédant comme décrit à L'exemple 1, mais dans une colonne 12 contenant seulement quatre étages théoriques, on peut traiter un solvant à régénérer à un débit de 7,40 kg/h contenant en pourcentage en poids : - eau...................... eau 5,1 - éthanol 10,6 - méthylisobutylcétone 84,3
On obtient par la conduite 30 une fraction résidueLle de 4,2 kg/h -contenant la méthylisobutylcétone essentiellement pure ne contenant que 0,07 X d'éthanol et 0,039 X d'eau.
En procédant comme décrit à L'exemple 1, mais dans une colonne 12 contenant seulement quatre étages théoriques, on peut traiter un solvant à régénérer à un débit de 7,40 kg/h contenant en pourcentage en poids : - eau...................... eau 5,1 - éthanol 10,6 - méthylisobutylcétone 84,3
On obtient par la conduite 30 une fraction résidueLle de 4,2 kg/h -contenant la méthylisobutylcétone essentiellement pure ne contenant que 0,07 X d'éthanol et 0,039 X d'eau.
Le distillat soutiré par la conduite 32 contient 11,7 X d'eau, 23,3 X d'éthanol et 65 X de méthylisobutylcétone.
Ce distillat, injecte directement dans le dispositif 14 à la même pression de 4 bars, qui est celle régnant dans la colonne 12, à environ 1000C, permet d'obtenir un perméat constitué de 376 g/h d'eau mélangé à 80 g/h de solvant.
Exemple 3 selon L'invention
En procédant comme décrit à L'exempLe 1 avec une colonne 12 ayant huit étages théoriques, on traite une charge de solvant à régénérer à un débit de 7,35 kg/h contenant en pourcentage en poids : - eau.............. eau 3,9 - acétate d'éthyle 83,5 - éthanol 12,6
On obtient une fraction résiduelle en queue 12a de colonne 12 par la conduite 30 de 3,95 kg/h contenant 0,05 Z d'éthanol et 0,03 X d'eau.
En procédant comme décrit à L'exempLe 1 avec une colonne 12 ayant huit étages théoriques, on traite une charge de solvant à régénérer à un débit de 7,35 kg/h contenant en pourcentage en poids : - eau.............. eau 3,9 - acétate d'éthyle 83,5 - éthanol 12,6
On obtient une fraction résiduelle en queue 12a de colonne 12 par la conduite 30 de 3,95 kg/h contenant 0,05 Z d'éthanol et 0,03 X d'eau.
Le distillat évacué par La conduite 32 contient 8,1 X d'eau, 22,2 Z d'éthanol et 69,7 X d'acétate d'éthyle. Ce distillat est introduit directement dans le dispositif 14 où l'on obtient un perméat constitué de 285 g/h d'eau et de 72 g/h de solvant, L'méthanol récupéré par La conduite 66 tontenant moins de 0,1 Z d'eau.
Exemple 4
Essai comparatif entre la séquence selon l';nvention
DistiLLation sous pression - perméation sur membrane hydrophile et
La séquence inverse
Pour démontrer le caractère critique de la combinaison selon L'invention d'une distillation sous pression suivie d'une perméation sur membrane de perméation hydrophile du solvant à régénérer, on compare les deux séquences de procédé suivantes
Séquence 1
L'utilisation du procédé selon L'invention soumettant le solvant à régénérer tout d'abord à une distillation sous pression puis à un passage du distillat sur une membrane de perméation hydrophile en vue de réaliser la déshydratation de l'azéotrope obtenu dans le distillat.
Essai comparatif entre la séquence selon l';nvention
DistiLLation sous pression - perméation sur membrane hydrophile et
La séquence inverse
Pour démontrer le caractère critique de la combinaison selon L'invention d'une distillation sous pression suivie d'une perméation sur membrane de perméation hydrophile du solvant à régénérer, on compare les deux séquences de procédé suivantes
Séquence 1
L'utilisation du procédé selon L'invention soumettant le solvant à régénérer tout d'abord à une distillation sous pression puis à un passage du distillat sur une membrane de perméation hydrophile en vue de réaliser la déshydratation de l'azéotrope obtenu dans le distillat.
Séquence 2
On soumet le solvant à régénérer tout d'abord à une déshydratation sur membrane de perméation hydrophile puis on réalise une distillation sous pression en vue d'extraire les alcools.
On soumet le solvant à régénérer tout d'abord à une déshydratation sur membrane de perméation hydrophile puis on réalise une distillation sous pression en vue d'extraire les alcools.
Pour la déshydratation, et quel que soit te procédé utilisé, la surface d'échange nécessaire (surface de membrane ou surface de garnissage de colonne) est proportionnelle à la concentratio#n moyenne d'eau dans le mélange.
En effet, soit : m : Le débit d'eau à extraire, s : la surface d'échange,
Ce et Cs : les concentrations d'eau en entree et en sortie.
Ce et Cs : les concentrations d'eau en entree et en sortie.
Ces grandeurs sont reliées par une loi de La forme :
Si l'on applique chacune des séquences précitées sur un solvant à régénérer ayant une teneur initiale en eau égale à 2,7 X en poids = Ce et une teneur finale égale à 0,1 X = Cs, on obtient les résultats suivants : a) dans le cas de La séquence 1, le distillat sortant par la
conduite 32 est enrichi à 7 X d'eau.
conduite 32 est enrichi à 7 X d'eau.
Ainsi, le terme concentration moyenne en eau vaudra :
b) dans le cas de la séquence 2, pour obtenir une coupe azéotro
pique à 0,1 X d'eau à la sortie de La colonne, il faudra pousser
la déshydratation initiale à une valeur inférieure, c'est-à-dire
à 0,05 X par exemple.
b) dans le cas de la séquence 2, pour obtenir une coupe azéotro
pique à 0,1 X d'eau à la sortie de La colonne, il faudra pousser
la déshydratation initiale à une valeur inférieure, c'est-à-dire
à 0,05 X par exemple.
Le terme concentration moyenne vaudra ainsi :
La surface d'échange nécessaire se trouvera ainsi multipliée par 1,62/0,66 = 2s4 dans le cas de la séquence 2.
On conçoit ainsi que, dans le cadre de La séquence 2, il faudra utiliser une surface d'échange considérable de la membrane 16 du dispositif 14. En outre, pour ce qui concerne L'extraction des alcools : a) dans la séquence 1, les cétones, esters ou éthers utilisés
donnent par distillation des azéotropes multicomposants avec
L'eau et les alcools qui accroissent singulièrement la volati
Lité des alcools par rapport aux cétones/estersjéthers, ce qui
se traduit par une taille et une consommation plus réduites de
La colonne à distiller 12.
donnent par distillation des azéotropes multicomposants avec
L'eau et les alcools qui accroissent singulièrement la volati
Lité des alcools par rapport aux cétones/estersjéthers, ce qui
se traduit par une taille et une consommation plus réduites de
La colonne à distiller 12.
On peut ainsi constater que à la fois sur le plan de ta déshydratation et de L'extraction, la séquence 1 s'avère, de manière totalement inattendue, La plus avantageuse.
En outre, il a été découvert de manière inattendue que La distillation sous pression permettait d'aboutir à un apprauvrissement en cétone/ester/éther du distillat azéotropique contenant Liteau et les alcools, ce qui permet d'augmenter la proportion du résidu cétonique ou ester ou éther pur qui est le plus facilement valorisable.
On augmente également la teneur en eau du distillat azéotropique, ce qui améliore le rendement de perméation avec la membrane 16.
Enfin, La distillation sous pression permet une alimentation directe du dispositif 14 de perméation car la membrane de perméation hydrophile a une sélectivité améliorée sous pression, en fonctionnant à une température minimum (par exemple une pression de 3 bars et une température de 750C).
Il est à noter qu'une déshydratation préalable à la soude qui constitue une variante de la séquence 2 impose en - outre de travailler à la température ambiante pour que les solubilités mutuelles eau/solvant soient les plus faibles possibles.
On peut ainsi constater que la séquence 1 du procédé selon l'invention est critique.
Exemple 5
Application du procédé selon L'invention dans un procédé de récupération de solvant dans l'air
Une application intéressante du procédé du dispositif selon L'invention réside à un couplage de celui-ci avec un procédé de récupération de solvant puisque dans ce type d'industrie le solvant est évaporé d'un support à l'aide d'un courant d'air chaud contenant une certaine proportion d'humidité. L'air ainsi contaminé par le solvant doit être débarrassé de ce solvant avant son rejet ou un recyclage de l'air vers le sécheur.
Application du procédé selon L'invention dans un procédé de récupération de solvant dans l'air
Une application intéressante du procédé du dispositif selon L'invention réside à un couplage de celui-ci avec un procédé de récupération de solvant puisque dans ce type d'industrie le solvant est évaporé d'un support à l'aide d'un courant d'air chaud contenant une certaine proportion d'humidité. L'air ainsi contaminé par le solvant doit être débarrassé de ce solvant avant son rejet ou un recyclage de l'air vers le sécheur.
Donc L'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons.
Claims (10)
1. Procédé de régénération de solvants usagés contenant au moins une cétone et/ou au moins un ester et/ou au moins un éther, au moins un alcool et de l'eau, par séparation de ces constituants individuels, caractérisé en ce qu'on réalise tout d'abord une distillation sous une pression adéquate permettant de séparer (en 30) ladite cétone et/ou ledit ester et/ou Ledit éther, en queue (12a) de colonne (12) ; et une fraction alcoolique contenant de L'eau et éventuellement contaminée par ladite cétone et/ou ledit ester et/ou ledit éther, en tête (12b) de la colonne (12). ; et ensuite on procède à une séparation (en 14) par perméation de t'eau de la fraction alcoolique, en faisant passer la fraction alcoolique sur une membrane (16) de perméation hydrophile, en obtenant ainsi un alcool sensiblement déshydraté-et un perméat contenant L'eau.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression utilisée lors de la distillation dans la colonne (12) est compatible avec la pression de passage de la fraction alcoolique sur la membrane (16) de perméation hydrophile.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pression utilisée lors de la distillation est comprise entre environ 2 et environ 6 bars absolus.
4. Procédé selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température de passage sur la membrane C16) est comprise entre environ 70 et environ 1000C.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, carac térisé en ce que dans le cas d'un solvant usagé contenant des produits lourds, on sépare ultérieurement la fraction résiduelle récupérée en queue (12au de la colonne (12) dans une deuxième colonne de distillation classique.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que la teneur en eau du solvant usagé est inférieure à environ 10 X en poids et de préférence à environ 5 X en poids.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, carac térisé en ce que La teneur en eau du solvant usagé à régénérer est telle que la fraction alcoolique précitée ne contient pas plus de 30 X en poids d'eau.
8. Procédé selon L'une quelconque des revendications~1 à 7, caractérisé en ce que la cétone précitée est une cétone Légère ayant de 4 à 8 atomes de carbone au total, par exemple la méthyléthylcétone, la méthylisobutylcétone ou la cyclohexanone ; L'ester précité est un ester Léger ayant de 4 à 8 atomes de carbone au total, de préférence de 4 à 6 atomes de carbone, par exemple
L'acétate d'éthyle, l'acétate d'isopropyle ; l'éther est un éther léger ayant de 4 à 8 atomes de carbone au total, de préférence en
C4-C6, par exemple le diisopropyléther ou le tétrahydrofuranne ; l'alcool précité est un alcool Léger et ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 2 à 4 atomes de carbone, par exemple ltéthanol.
9. Appareil de régénération de solvants usagés contenant au moins une cétone et/ou au moins un ester et/ou au moins un éther, au moins un alcool et de L'eau, caractérisé en ce qu'il -comprend une colonne (12) de distillation comprenant des moyens de mise sous pression adéquate permettant de séparer ladite cétone et/ ou ledit ester et/ou ledit éther en queue (12a) de la colonne, et une fraction alcoolique contenant de L'eau éventuellement contaminée par ladite cétone et/ou ledit ester et/ou ledit éther, en tête (12b) de la colonne, et un dispositif (14) de perméation contenant une membrane(16) de perméation hydrophile, de manière à réaliser la séparation de la fraction alcoolique en un alcool sensiblement déshydraté et en un perméat contenant L'eau.
10. Application du procédé ou de L'appareil selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, dans un procédé de récuperation de solvant dans L'air.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8905367A FR2646101B1 (fr) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | Procede et appareil de regeneration de solvants usages contenant au moins une cetone et/ou un ester et/ou un ether, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procede de recuperation de solvant dans l'air |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8905367A FR2646101B1 (fr) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | Procede et appareil de regeneration de solvants usages contenant au moins une cetone et/ou un ester et/ou un ether, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procede de recuperation de solvant dans l'air |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2646101A1 true FR2646101A1 (fr) | 1990-10-26 |
| FR2646101B1 FR2646101B1 (fr) | 1992-05-22 |
Family
ID=9381023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8905367A Expired - Lifetime FR2646101B1 (fr) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | Procede et appareil de regeneration de solvants usages contenant au moins une cetone et/ou un ester et/ou un ether, au moins un alcool et de l'eau, et application dans un procede de recuperation de solvant dans l'air |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2646101B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0506159A1 (fr) * | 1991-03-19 | 1992-09-30 | Unichema Chemie B.V. | Procédé d'estérification |
| DE4430148A1 (de) * | 1993-08-10 | 1996-05-15 | Matthias Dipl Biol Mauz | Verfahren und Vorrichtung zur Pervaporation rektifizierter organischer Lösemittel aus Fluidgemischen |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3037736A1 (de) * | 1980-10-06 | 1982-09-23 | Achim Dipl.-Ing. 6650 Homburg Ballweg | Verfahren und vorrichtung zur entwaesserung von gemischen aus organischen fluessigkeiten und wasser |
| JPS5830301A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-22 | Kuraray Co Ltd | 液体混合物の分離方法 |
| JPS5855001A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-04-01 | Kuraray Co Ltd | 液体混合物の多段分離方法 |
| DE3410155C1 (de) * | 1984-03-20 | 1985-08-01 | Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht | Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Flüssigkeitsgemisches |
| DE3526755A1 (de) * | 1985-07-26 | 1987-01-29 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur trennung fluider gemische |
-
1989
- 1989-04-21 FR FR8905367A patent/FR2646101B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3037736A1 (de) * | 1980-10-06 | 1982-09-23 | Achim Dipl.-Ing. 6650 Homburg Ballweg | Verfahren und vorrichtung zur entwaesserung von gemischen aus organischen fluessigkeiten und wasser |
| JPS5830301A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-22 | Kuraray Co Ltd | 液体混合物の分離方法 |
| JPS5855001A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-04-01 | Kuraray Co Ltd | 液体混合物の多段分離方法 |
| DE3410155C1 (de) * | 1984-03-20 | 1985-08-01 | Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht | Verfahren zur Trennung der Komponenten eines Flüssigkeitsgemisches |
| DE3526755A1 (de) * | 1985-07-26 | 1987-01-29 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur trennung fluider gemische |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 7, no. 108 (C-165)[1253], 11 mai 1983; & JP-A-58 30 301 (KURARAY K.K.) 22-02-1983 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 7, no. 139 (C-171)[1284], 17 juin 1983; & JP-A-58 55 001 (KURARAY K.K.) 01-04-1983 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0506159A1 (fr) * | 1991-03-19 | 1992-09-30 | Unichema Chemie B.V. | Procédé d'estérification |
| DE4430148A1 (de) * | 1993-08-10 | 1996-05-15 | Matthias Dipl Biol Mauz | Verfahren und Vorrichtung zur Pervaporation rektifizierter organischer Lösemittel aus Fluidgemischen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2646101B1 (fr) | 1992-05-22 |
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