Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
1
PROCEDE DE TRAITEMENT DE DECHETS ORGANIQUES PAR
OXYDATION HYDROTHERMALE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine du traitement de déchets
organiques par oxydation hydrothermale.
ETAT DE LA TECHNIQUE
De multiples procédés de traitement d'effluents aqueux comprenant des
déchets organiques et/ou des sels dissous ont été décrits, parmi lesquels on
peut en particulier citer ceux dans lesquels on place l'effluent à traiter en
présence d'un agent oxydant dans des conditions dites hydrothermales , ce
qui conduit à une oxydation des déchets. En particulier, il est connu de
traiter
des effluents aqueux à une température et une pression dans lesquelles l'eau
se trouve dans un état sous-critique ou supercritique (le point critique de
l'eau
se situant à une température de 374 degrés Celsius et à une pression de 221
bars).
Dans le cas de composés organiques, le traitement conduit
typiquement à une oxydation sous forme de composés simples tels que CO2 et
H20. Les sels des métaux autres que les alcalins et alcalino-terreux sont
quant
à eux typiquement convertis en des (hydr)oxydes métalliques.
Le document WO 89/08614 décrit notamment un tel procédé de
traitement par oxydation hydrothermale.
Un autre procédé de ce type, qui s'avère particulièrement intéressant,
est décrit dans les documents WO 2012/095391 ou WO 02/20414, qui permet
de contrôler l'élévation de température produite lors de l'oxydation
hydrothermale. Dans le procédé décrit dans ces documents, l'effluent est
traité
au sein d'un réacteur tubulaire en introduisant l'agent oxydant non pas en une
seule fois mais de façon progressive le long du réacteur tubulaire, en
plusieurs
points d'injection le long du trajet de l'effluent, ce qui permet d'augmenter
progressivement la température du flux selon une courbe croissante, d'une
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
2
température initiale sous-critique (par exemple de l'ordre de l'ambiante ou
supérieure) jusqu'à une température supercritique. De cette manière,
l'oxydation des composés organiques contenus dans l'effluent est réalisée
progressivement au cours de son écoulement et l'énergie thermique produite au
cours de la réaction d'oxydation à chaque injection est utilisée pour faire
passer
progressivement le mélange réactionnel d'un état sous-critique en phase
liquide
à un état supercritique.
La réaction d'oxydation produit une grande quantité d'énergie
thermique dans les zones où la concentration en oxydant est la plus élevée,
c'est-à-dire dans les zones d'injection de l'oxydant. L'apparition de ces
zones
chaudes est susceptible d'endommager les parois du réacteur. Il est donc
souhaitable de contrôler cette libération d'énergie thermique.
C'est pourquoi les effluents sont généralement caractérisés par leur
pouvoir calorifique (PC). Le pouvoir calorifique d'un combustible est
l'enthalpie
de réaction de combustion par unité de masse dans les conditions normales de
température et de pression. En d'autres termes, le PC représente l'énergie
dégagée sous forme de chaleur par la réaction de combustion par le dioxygène.
Le PC est en général exprimé en kilojoule par kilogramme (noté kJ/kg ou kJ= kg-
1). Toutefois, pour un effluent donné cette libération d'énergie peut être
estimée
par une mesure de DCO (Demande Chimique en oxygène). En effet, l'analyse
DCO mesure la quantité de matière oxydable présente dans l'effluent, or pour
des composés identiques, plus la matière oxydable est concentrée, plus le
pouvoir calorifique est élevé. En conduite industrielle en continu, les
effluents
sont caractérisés par leur DTO (Demande Totale en Oxygène), dont la valeur
est très proche expérimentalement de la DCO, et présente des temps de
mesure plus rapides.
Le domaine optimal d'utilisation de l'oxydation hydrothermale, c'est-à-
dire permettant une mise en oeuvre efficace et sûre du procédé sans risque
d'emballement de la réaction, se situe à des DTO d'effluent à traiter
comprises
par exemple entre 20 et 400 g/L, de préférence entre 100 et 250 g/L, de
manière encore préférée entre 150 et 220 g/L.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
3
Le problème se pose cependant du traitement des déchets comprenant
au moins une phase organique, qui ne peuvent être traités seuls ni par
incinération ou dégradation biologique, ni par oxydation hydrothermale en
l'état.
Ainsi, lorsque le déchet à traiter comprenant au moins une phase organique est
soit constitué d'une seule phase organique (déchet monophasique), soit un
déchet au moins biphasique comprenant des agrégats insolubles de diamètre
moyen ou apparent supérieur à 1 mm ou 5 mm, le déchet est particulièrement
difficile à traiter dans la mesure où la DTO n'est pas homogène au sein de
celui-ci. On observe en effet des zones de DTO très élevée (phase organique),
et éventuellement des zones de DTO faible (phase aqueuse). Le traitement
direct par oxydation hydrothermale engendre des difficultés techniques puisque
se forment des points chauds qui peuvent provoquer un emballement de la
réaction.
Les documents WO 89/08614, WO 2012/095391 et WO 02/20414 ne
mentionnent pas ce problème technique.
Une solution à l'échelle pilote de ce problème est décrite dans la
demande de brevet EP 1 834 928 et dans l'article de Sanchez-Oneto et al
Direct injection of oil waste in a supercritical water oxidation reactor at a
pilot
plant scale (Proceedings of 11th European Meeting on Supercritical Fluids
2008). Celle-ci consiste en l'utilisation d'un déchet organique quasi anhydre
pour enrichir une phase aqueuse supercritique, ladite phase aqueuse
présentant une DTO faible et comprenant du peroxyde d'hydrogène pour
accélérer la réaction d'oxydation. Un tel procédé permet de s'affranchir des
problèmes liés à la faible solubilité du déchet organique à traiter dans la
phase
aqueuse, puisque le déchet est injecté dans la phase aqueuse supercritique,
c'est-à-dire dans des conditions où celui-ci est soluble dans la phase
aqueuse.
Par ailleurs, ces documents prévoient, en cas de montée en pression ou en
température dans le réacteur d'oxydation hydrothermale, de couper
l'alimentation en déchet organique anhydre.
Ainsi, le procédé selon la demande EP 1 834 928 ou selon Sanchez-
Oneto et al implique l'injection du déchet dans la phase aqueuse en conditions
supercritiques, ce qui nécessite l'emploi d'installations coûteuses, et
surtout
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
4
adaptées à cet effet. En outre, ce procédé ne permet pas une mise en oeuvre
dans le cadre d'une oxydation hydrothermale en conditions de démarrage sous-
critiques.
Il existe donc un besoin pour un procédé industriel de traitement de
déchets comprenant au moins une phase organique, optimisé en termes de
coût, de rendement et de sécurité, et permettant un contrôle précis de la DTO
de l'effluent introduit dans le réacteur d'oxydation hydrothermale, notamment
en
conditions de démarrage sous-critiques, ce qui permettrait un gain très
substantiel en coût énergétique de fonctionnement du procédé. Un tel procédé
1.0 permettrait de ne pas avoir à modifier les installations adaptées pour
le
traitement par oxydation hydrothermales préexistantes.
RESUME DE L'INVENTION
Le demandeur a résolu ce problème technique par la mise en oeuvre
d'une étape de préparation d'une émulsion huile-dans-eau avec une DTO
contrôlée à partir d'un déchet comprenant au moins une phase organique,
préalablement à la mise en oeuvre de l'étape d'oxydation hydrothermale.
Un objet de la présente invention concerne ainsi un procédé de
traitement de déchets comprenant au moins une phase organique, ledit
procédé comprenant les étapes successives suivantes :
a) préparation d'une émulsion huile-dans-eau, avec une DTO contrôlée à
partir d'un déchet à traiter comprenant au moins une phase organique, par
mélange dans un mélangeur, de préférence à haut cisaillement, dudit déchet
avec une phase aqueuse;
b) éventuellement ajustement de la DTO de l'émulsion obtenue à l'étape
a) ;
c) oxydation hydrothermale en conditions de démarrage sous-critiques
ou supercritiques de l'émulsion ainsi obtenue,
le déchet à traiter comprenant au moins une phase organique étant :
- soit constitué d'une seule phase organique (déchet monophasique),
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
- soit un déchet multiphasique (au moins biphasique) comprenant au
moins une phase organique, se présentant sous forme décantée ou d'émulsion
comprenant des agrégats ou des gouttes de diamètre moyen ou apparent
supérieur à 1 mm, de préférence supérieur à 5 mm.
5
Un autre objet de la présente invention concerne également une
installation adaptée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention,
comprenant :
- un mélangeur (1), de préférence à haut cisaillement, adapté pour
recevoir une phase aqueuse et le déchet à traiter pour préparer l'émulsion ;
et
- un réacteur d'oxydation hydrothermale (6), de préférence tubulaire et
comprenant plusieurs points d'injection de l'oxydant, pour réaliser
l'oxydation
hydrothermale de l'émulsion en conditions de démarrage sous-critiques ou
supercritiques.
PRESENTATION DES DESSINS
La figure 1 est une représentation schématique d'une installation
adaptée pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation avantageux du
procédé selon l'invention.
DEFINITIONS
Par émulsion huile-dans-eau , on entend au sens de la présente
invention une composition au moins biphasique comprenant une phase
continue et au moins une phase discontinue, la phase continue étant de nature
aqueuse, et la phase discontinue étant essentiellement de nature organique.
Selon une variante, l'émulsion est biphasique.
Au sens de la présente invention, on entend par déchet à traiter
comprenant au moins une phase organique un déchet qui est soit constitué
d'une seule phase organique (déchet monophasique), soit un déchet au moins
biphasique comprenant au moins une phase organique. Un déchet
multiphasique comprenant au moins une phase organique se présente par
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
6
exemple sous forme décantée ou d'émulsion comprenant des agrégats ou des
gouttes macroscopiques, c'est-à-dire dont le diamètre moyen ou apparent est
supérieur à 1 mm, de préférence supérieur à 5 mm.
Par phase organique , on entend au sens de la présente invention
une phase non miscible à l'eau qui se présente par exemple sous forme
décantée ou d'agrégats ou de gouttes macroscopiques, c'est-à-dire dont le
diamètre moyen ou apparent est supérieur à 1 mm, de préférence supérieur à 5
mm. La phase organique comprend de préférence essentiellement des
constituants organiques (éventuellement en mélange avec de la matière
inorganique), et est présente à une concentration qui dépasse sa concentration
de saturation dans l'eau. La phase organique est donc distincte de la phase
aqueuse, qui, elle, est essentiellement constituée d'eau, éventuellement en
mélange avec de la matière inorganique (de préférence soluble).La phase
organique constitue donc la phase discontinue de l'émulsion huile-dans eau..
Au sens de la présente invention, on entend par DTO ou
demande totale en oxygène la masse d'02 (dioxygène) nécessaire pour
effectuer l'oxydation complète d'un litre de déchet organique, et/ou
inorganique,
c'est-à-dire la décomposition totale du déchet en CO2 et H20, etc... en
conditions d'oxydation thermique. La DTO est exprimée en g/L. La mesure de la
DTO peut notamment être effectuée selon la procédure suivante. Un volume
échantillon de l'effluent à analyser est introduit dans un four à 1200 C par
exemple, dans lequel circule un flux contrôlé d'02 gazeux. Ce flux d'oxygène
est mesuré en sortie du four, par exemple à l'aide d'un détecteur au
zirconium.
L'oxydation thermique de l'effluent dans le four est supposée totale à cette
température, et entraîne une baisse du flux d'oxygène mesuré en sortie. La
mesure du flux d'oxygène consommé par la réaction permet d'exprimer la DTO
en g d'02 par litre de déchet.
On mentionnera également le terme DCO ou demande chimique
en oxygène , qui au sens de la présente invention se définit comme étant la
masse d'02 nécessaire pour effectuer l'oxydation complète d'un litre de déchet
organique, et/ou inorganique, c'est-à-dire la décomposition totale du déchet
en
CO2 et H20, etc... en conditions d'oxydation chimique. La mesure de la DCO
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
7
peut notamment être effectuée au moyen d'un DCO-mètre usuel, par exemple
tel que décrit dans les normes NFT90-101 et IS015705. La mesure de la DCO
peut notamment être effectuée selon la procédure suivante. Un volume
échantillon de l'effluent à analyser est introduit dans un tube commercial
comprenant du dichromate de potassium, puis le tube est introduit dans un four
à 148 c pendant deux heures. Le tube est ensuite sorti du four, et une mesure
colorimétrique à la longueur d'onde 605 nm est effectuée. Le DCO-mètre, qui
est étalonné, donne directement une valeur de DCO par corrélation avec la
valeur d'absorbance mesurée.
1.0 En conduite industrielle en continu, les effluents sont
caractérisés par
leur DTO (Demande Totale en Oxygène), dont la valeur est très proche
expérimentalement de la DCO. De manière générale, on observe une
différence d'au plus 5% entre les valeurs mesurées de DTO et de DCO.
Par oxydation hydrothermale (OHT) en conditions de démarrage
supercritiques , on entend au sens de la présente invention que l'oxydation
hydrothermale est conduite dès l'entrée du réacteur dans des conditions de
pression et de température telles que l'eau, qui est le solvant de la réaction
et
donc le constituant majoritaire du mélange réactionnel, est sous forme de
fluide
supercritique. Le point supercritique de l'eau correspond à la température
d'environ 374 C à une pression d'environ 221 bars. Typiquement, la
température initiale de l'effluent à l'entrée du réacteur dans lequel a lieu
l'oxydation hydrothermale est de préférence comprise entre 374 C et 600 C, et
à une pression comprise entre 221 et 300 bars.
Par oxydation hydrothermale (OHT) en conditions de démarrage
sous-critiques , on entend au sens de la présente invention que l'oxydation
hydrothermale est conduite selon un procédé dans lequel l'effluent (comprenant
le déchet à traiter) est traité au sein d'un réacteur en introduisant l'agent
oxydant en au moins un point d'injection, ce qui permet d'augmenter la
température de l'effluent, d'une température initiale sous-critique jusqu'à
une
température sous-critique plus élevée ou supercritique. Typiquement, la
température initiale sous-critique de l'effluent à l'entrée du réacteur dans
lequel
a lieu l'oxydation hydrothermale est de préférence comprise entre 20 C et
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
8
373 C, de manière encore préférée comprise entre 150 C et 350 C, de manière
encore préférée comprise entre 250 C et 350 C, et à une pression comprise
entre 1 et 300 bars, de préférence comprise entre 15 bars et 300 bars, de
manière encore préférée entre 15 bars et 250 bars, de manière préférée entre
toutes entre 221 et 250 bars. L'étape d'oxydation hydrothermale en conditions
de démarrage sous-critiques selon l'invention est de préférence effectuée
selon
un procédé en continu. Avantageusement le réacteur utilisé est un réacteur
tubulaire tel que décrit dans WO 02/20414.
i.o DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La présente invention concerne en premier lieu un procédé de traitement de
déchets comprenant au moins une phase organique, ledit procédé comprenant
les étapes successives suivantes :
a) préparation d'une émulsion huile-dans-eau avec une DTO contrôlée à
partir d'un déchet à traiter comprenant au moins une phase organique, par
mélange dans un mélangeur, de préférence à haut cisaillement, dudit déchet
avec une phase aqueuse;
b) éventuellement ajustement de la DTO de l'émulsion obtenue à l'étape
a) ;
c) oxydation hydrothermale en conditions de démarrage sous-critiques
ou supercritiques (de préférence sous-critique) de l'émulsion ainsi obtenue.
Par mélangeur à haut cisaillement on entend au sens de la
présente invention un mélangeur capable de mélanger deux liquides non
miscibles de viscosités éventuellement différentes avec une vitesse de
cisaillement suffisante pour la formation d'une émulsion, par opposition à un
mélangeur à bas cisaillement qui ne permet pas un tel mélange. A titre
d'exemple, on citera notamment les mélangeurs à haut cisaillement de marque
SI LVERSON .
Le déchet à traiter comprenant au moins une phase organique est:
- soit constitué d'une seule phase organique (déchet monophasique),
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
9
- soit un déchet multiphasique (au moins biphasique) comprenant au
moins une phase organique, se présentant sous forme décantée ou d'émulsion
comprenant des agrégats ou des gouttes de diamètre moyen ou apparent
supérieur à 1 mm, de préférence supérieur à 5 mm.
Selon une variante de l'invention, le déchet à traiter est monophasique,
et comprend donc une seule phase organique, éventuellement en mélange
avec de la matière inorganique, tel que des sels inorganiques (minéraux ou
métalliques).
Le déchet comprenant au moins une phase organique est de
préférence choisi parmi des résidus pétroliers ou les résidus issus de
l'industrie
chimique. On citera notamment les bitumes, les goudrons, les effluents de type
huile de vidange, les solvants organiques. Ledit déchet peut présenter une
viscosité très forte.
La DTO de l'émulsion huile-dans-eau obtenue à l'issue de l'étape b), et
utilisée pour la mise en oeuvre de l'étape c), est par exemple comprise entre
20
et 400 g/L, de préférence comprise entre 100 et 250 g/L, de manière encore
préférée comprise entre 150 et 220 g/L. Des valeurs de DTO inférieures à 400
g/L permettent d'éviter une élévation trop importante de la température au
sein
du réacteur lors de l'OHT, qui pourrait conduire à endommager celui-ci.
L'étape
c) est alors conduite dans des conditions permettant d'assurer la sécurité
totale
du procédé, et d'augmenter la durée de vie des équipements utilisés pour la
mise en oeuvre de l'étape c). En outre, des valeurs de DTO supérieures à 100
g/L permettent généralement de rendre le procédé d'oxydation hydrothermale
autotherme, la réaction d'oxydation produisant une chaleur suffisante pour
s'auto-entretenir, et la chaleur résiduelle pouvant être avantageusement
recyclée dans d'autres étapes du procédé ou d'un autre procédé industriel, ou
réutilisée pour produire de l'électricité. Ainsi, le contrôle de la DTO de
l'émulsion
utilisée pour la mise en oeuvre de l'étape c) permet à la fois d'optimiser la
sécurité et le coût énergétique du procédé.
L'étape a) est avantageusement conduite à pression atmosphérique et
à température ambiante. Ces conditions de réactions permettent de réduire les
coûts en énergie du procédé.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
Avantageusement, la phase aqueuse est essentiellement constituée
d'eau. Elle peut néanmoins comprendre entre 1 et 30 % d'additifs tels que des
alcools ou des sucres. De manière préférée, la phase aqueuse ne contient pas
de peroxyde d'hydrogène.
5
Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise un tensioactif
dans la phase aqueuse afin de stabiliser l'émulsion. Ainsi, la phase aqueuse
de
l'émulsion à l'étape a) comprend au moins un tensioactif, représentant moins
de
10% en poids, par exemple de 0.1 à 10% en poids, par rapport au poids total de
1.0 la phase aqueuse.
Il est à noter que l'utilisation d'un tensioactif n'est pas nécessaire pour
obtenir une émulsion à partir du déchet à traiter, celui-ci pouvant comprendre
des constituants jouant le rôle de tensioactifs. Néanmoins, pour le traitement
de
certains déchets, il paraît préférable d'utiliser un tensioactif. Celui-ci
peut être
de nature anionique, cationique ou non ionique. L'homme du métier saura
adapter le choix du tensioactif à la nature particulière du déchet à traiter.
Cependant, de préférence, le tensioactif utilisé dans ce mode de
réalisation est du type non-ionique. En particulier, les polysorbates et les
nonylphénol éthoxylates présentent les propriétés d'émulsifiant et de
résistance
à la chaleur particulièrement avantageuses pour la mise en oeuvre de l'étape
a).
Ainsi, le tensioactif selon la présente invention est de préférence choisi
parmi
les polysorbates et les nonylphénol éthoxylates.
Par polysorbates, on entend de préférence les dérivés pegylés de
sorbitane, c'est-à-dire des dérivés de sorbitane comprenant plusieurs chaînes
polyoxyéthyléniques et estérifié par un acide gras. Les polysorbates sont bien
connus de l'homme du métier. De préférence, les polysorbates comprennent
entre 10 et 50 motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-, de manière encore préférée
entre 15 et 30 motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-, de manière encore préférée 20
motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-. On citera notamment le Polysorbate 20 ou
TWEEN 20 (Polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, CAS 9005-64-5), le
Polysorbate 40 ou TWEEN 40 (Polyoxyethylene (20) sorbitan monopalmitate,
CAS 9005-66-7), le Polysorbate 60 ou TWEEN 60 (Polyoxyethylene (20)
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
11
sorbitan monostearate, CAS 9005-67-8), et le Polysorbate 80 ou TWEEN 80
(Polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate, CAS 9005-65-6). De préférence, le
polysorbate utilisé est le Polysorbate 80 ou TWEEN 80.
Parmi les nonylphénol éthoxylates, on préférera les nonylphénol
éthoxylates comprenant entre 10 et 50 motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-, de
manière encore préférée entre 15 et 30 motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-, de
préférence 20 motifs oxyéthylène -(CH2CH20)-. Par exemple, on peut citer les
produits commercialisé sous la marque Tergitol NP@ ou Tergitol 15-S0.
Le tensioactif non-ionique représente de préférence de 0.1 à 10% en
1.0 poids, de préférence entre 0.1 à 5% en poids, de manière encore
préférée de
0.1% à 1% en poids par rapport au poids total de la phase aqueuse.
Dans un mode de réalisation préféré, le tensioactif non ionique est
mélangé à la phase aqueuse. La phase aqueuse comprend de 0.1 à 10% en
poids, par rapport au poids total de la phase aqueuse, d'au moins un
tensioactif
non-ionique. Puis le déchet à traiter comprenant au moins une phase organique
est incorporé progressivement à ladite phase aqueuse comprenant le
tensioactif non-ionique dans un mélangeur, conduisant à la formation de
l'émulsion huile-dans-eau. De préférence, le mélangeur est un mélangeur à
haut cisaillement. Dans ce cas, le déchet à traiter comprenant au moins une
phase organique et la phase aqueuse comprenant le tensioactif non-ionique
sont mélangés pendant une durée inférieure à 24h, préférentiellement
inférieure
à 12h, préférentiellement pendant environ 1h.
Optionnellement, le procédé selon l'invention comprend une étape b)
d'ajustement de la DTO. L'ajustement de la DTO peut être obtenu :
- si la DTO mesurée de l'émulsion issue de l'étape a) est trop élevée :
par dilution, par exemple par ajout d'eau ou d'un autre effluent de DTO plus
faible; et
- si la DTO mesurée de l'émulsion issue de l'étape a) est trop faible :
par concentration, par exemple par addition de déchets organiques et/ou
inorganiques ou d'un effluent de DTO plus élevée dans l'effluent à traiter, de
préférence dudit déchet comprenant au moins une phase organique, ou par
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
12
ajout d'un additif organique soluble dans la phase continue, généralement des
alcools, en particulier des alcools linéaires ou ramifiés en C1-08, ou des
sucres
tel que le glucose.
Par alcool linéaire ou ramifié en C1-08 , on entend au sens de la
présente invention une alkyle linéaire ou ramifié comprenant au moins une
fonction alcool (OH). Par exemple on citera le méthanol, l'éthanol, le n-
propanol, l'isopropanol, le n-butanol, le sec-butanol, le tert-butanol, le
pentanol,
l'héxanol, l'heptanol, et l'octanol. En particulier, on considèrera
l'isopropanol.
Typiquement, pour la mise en oeuvre de l'étape b), on effectue un
1.0 prélèvement de l'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a), et on
effectue une
mesure de la DTO de cet échantillon. On constate que l'endroit du prélèvement
sur le système de mélange est indifférent pour la mesure de la DTO. En
fonction du résultat de DTO obtenu, soit:
- si la DTO mesurée est comprise dans la fenêtre de consigne, l'effluent
est envoyé dans une cuve de stockage, soit dans le réacteur d'oxydation
hydrothermale par des moyens d'amenée appropriés comprenant notamment
une pompe d'alimentation, et incluant optionnellement un système de chauffage
de l'émulsion ;
- si la DTO est supérieure à la limite haute de la fenêtre de consigne, de
l'eau ou un autre effluent aqueux moins concentré est ajouté, de préférence de
l'eau, éventuellement obtenue à l'issue de l'étape c) et recyclée ;
- si la DTO est inférieure à la limite basse de la fenêtre de consigne, est
ajouté un déchet organique et/ou inorganique ou un effluent plus concentré
dans l'émulsion, de préférence il s'agit dudit déchet comprenant au moins une
phase organique.
De préférence, les étapes a) et b) sont conduites selon un procédé par
lots ou discontinu (encore dit procédé batch). Dans ce mode de réalisation,
l'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a) ou b) est typiquement envoyée dans
une cuve de stockage, qui permet d'alimenter le réacteur pour la mise en
oeuvre de l'étape c).
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
13
Selon une variante, l'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a) ou b)
comprend entre 5 et 50% en poids, de préférence entre 15 et 45% en poids,
encore plus avantageusement entre 25 et 35% en poids de phase organique
par rapport au poids total de l'émulsion. Le reste de l'émulsion est constitué
de
la phase aqueuse, et optionnellement d'au moins un tensioactif, notamment un
tensioactif non-ionique, et/ou d'additifs.
L'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a) ou b) est avantageusement
homogène. En particulier, la DTO de l'émulsion est homogène à l'échelle
macroscopique. En d'autres termes, la répartition des gouttes dans l'émulsion
1.0 est homogène.
Ainsi, l'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a) ou b) possède
avantageusement une taille moyenne de goutte inférieure à 1000 pm, de
préférence entre 0.1 et 100 pm, de manière encore préférée entre 0.5 et 10 pm,
de manière encore préférée entre 0.5 et 5 pm. Par taille moyenne de goutte
,
on entend au sens de la présente invention aussi bien le diamètre moyen des
gouttes de phase discontinue, que le diamètre apparent des éventuels
agrégats. Par agrégat , on entend au sens de la présente invention un
assemblage de plusieurs gouttes liées entre elles mais non fusionnées.
Ces plages de taille moyenne de goutte et l'homogénéité de ladite
émulsion sont particulièrement avantageuses dans la mesure où elles
permettent de ne pas obtenir une concentration locale en phase organique trop
élevée, qui serait délétère à la mise en oeuvre de l'étape c) d'oxydation
hydrothermale (OHT). Elles améliorent également la sécurité du procédé
d'oxydation hydrothermale en empêchant la formation d'agrégats organiques
qui pourraient lors d'un contact avec de l'oxygène (02), conduire à une
réaction
exothermique violente générant une élévation de température préjudiciable à la
tenue mécanique du (des) réacteur(s) (meilleure gestion de l'exothermie de la
réaction d'oxydation).
Ainsi, l'étape a) de formation de l'émulsion huile-dans-eau est
essentielle pour le traitement des déchets à traiter comprenant au moins une
phase organique selon la présente invention, car elle permet à la fois de
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
14
diminuer la DTO du déchet à traiter, et d'augmenter l'homogénéité de la DTO
au sein de celui-ci.
En outre, l'émulsion obtenue à l'issue de l'étape a) ou b) est
avantageusement stable pendant une durée comprise entre 1 heure et 24
heures, de préférence entre 1 heure et 3 jours, de manière encore préférée
entre 1 et 7 jours. La durée de stabilité minimale recherchée est définie par
le
temps de séjour de l'émulsion entre la cuve de stockage et l'entrée du
réacteur
d'oxydation hydrothermale. Cette stabilité est donc notamment observée à des
températures comprises entre 15 C et 374 C, et à des pressions comprises
entre 1 et 300 bars. On notera que les turbulences accompagnant l'écoulement
de l'émulsion dans les installations participent à la conservation de la
stabilité.
Par stable , on entend que les propriétés d'homogénéité, de taille
moyenne de gouttes et de teneur en déchet comprenant au moins une phase
organique sont préservées sur les durées et dans les conditions de température
et de pression mentionnées. En particulier, on n'observe pas de formation
d'agrégats pendant une durée comprise entre 1 et 7 jours, en particulier
environ
3 jours.
Cette stabilité permet de stocker l'émulsion formée à l'étape a) ou b),
notamment afin de conduire les éventuelles mesures de DTO avant la mise en
oeuvre de l'étape c).
On constate en outre, notamment dans le cas où un tensioactif de type
non ionique est utilisé, et en particulier un polysorbate et/ou un nonylphénol
éthoxylate, qu'il suffit de fournir une énergie cinétique faible (i.e. une
agitation
faible), à l'émulsion dégradée pour retrouver les propriétés initiales
d'homogénéité et de taille moyenne de gouttes de l'émulsion. On constate
également une faible apparition de mousse lorsqu'un tensioactif non ionique
est
utilisé, en comparaison avec l'emploi de tensioactifs anioniques ou
cationiques.
Concernant l'étape c) d'oxydation hydrothermale en conditions de
démarrage sous-critiques et ses modes de réalisations préférés, on pourra se
reporter aux demandes WO 02/20414 ou WO 2012/095391 qui détaillent ces
aspects.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
Dans un mode de réalisation particulier, l'oxydant utilisé lors de cette
étape c) ne comprend pas de peroxyde d'hydrogène (H202). De manière
préférée, il est constitué uniquement de dioxygène (02) ou d'air, ou d'un
mélange de ceux-ci.
5 Dans un mode de réalisation particulier, l'effluent traité en sortie
du
réacteur d'oxydation subit une détente, qui génère des gaz d'une
part, comprenant essentiellement du 002, et de l'eau liquide d'autre part.
L'eau
liquide ainsi obtenue à l'issue de l'étape d'oxydation hydrothermale c) peut
subir
des traitements optionnels subséquents, par exemple déminéralisation,
1.0 notamment par osmose inverse.
Ainsi, l'effluent traité peut être recyclé comme source d'eau pour la
phase aqueuse de l'étape a), ou l'étape optionnelle d'ajustement b).
Optionnellement, le procédé selon l'invention comprend également des
étapes d'analyse d'autres paramètres tels que la teneur en halogènes, de
15 préférence effectués entre les étapes a) et b), de manière que l'étape
b) puisse
également servir à ajuster la teneur en halogène par exemple.
La présente invention concerne également une installation adaptée pour la
mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comprenant :
- un mélangeur (1), de préférence à haut cisaillement, adapté pour
recevoir une phase aqueuse et le déchet à traiter pour préparer l'émulsion ;
et
- un réacteur d'oxydation hydrothermale (6), de préférence tubulaire et
comprenant plusieurs points d'injection de l'oxydant, pour réaliser
l'oxydation
hydrothermale de l'émulsion en conditions de démarrage sous-critiques ou
supercritique, de préférence sous-critiques.
Avantageusement, l'installation comprend en outre une cuve de
stockage (2) de l'émulsion adaptée pour recevoir et stocker l'émulsion, la
cuve
étant située entre le mélangeur (1) et le réacteur d'oxydation hydrothermale
(6),
la cuve de stockage étant adaptée pour recevoir l'émulsion à traiter par lots
et
permettant de coupler la fabrication par lots de l'émulsion à un procédé
d'oxydation hydrothermale continu.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
16
La figure 1 représente un mode de réalisation particulier de l'installation
selon l'invention. Ainsi, sur la figure 1, l'installation comprend :
- un mélangeur (1), de préférence à haut cisaillement recevant en
entrée la phase aqueuse comprenant le tensioactif et le déchet comprenant au
moins une phase organique;
- une cuve de stockage (2) de l'émulsion adaptée pour recevoir et
stocker l'émulsion en sortie du mélangeur ;
- une pompe d'alimentation (3) agencée en sortie de la cuve de
stockage pour prélever l'émulsion de la cuve de stockage et l'injecter vers un
échangeur de chaleur (4) de l'installation de traitement ;
- un échangeur de chaleur (4) servant à préchauffer l'émulsion obtenue
à l'issue de l'étape a) ou b) ;
- un préchauffeur électrique (5) ;
- un réacteur d'oxydation hydrothermale (6), de préférence tubulaire et
comprenant plusieurs points d'injection (de préférence trois points
d'injection)
de l'oxydant, l'oxydant étant de préférence du dioxygène ;
- un refroidisseur (7) ;
- une première vanne de détente (8) ;
- un séparateur (9).
Le mélangeur (1) comprend avantageusement un robinet manuel ou
une vanne (10) permettant de prélever un échantillon d'émulsion afin de
mesurer notamment la DTO de ladite émulsion pour éventuellement l'ajuster à
une valeur appropriée. Alternativement, le robinet ou la vanne peut être situé
sur une boucle de prélèvement en ligne. La phase aqueuse est optionnellement
stockée dans la cuve (15), tandis que le déchet à traiter est stocké dans la
cuve
(14). Les cuves (14) et (15) sont connectées aux entrées du mélangeur (1).
La cuve de stockage (2) permet de recevoir l'émulsion à traiter par lots
(batchs), et d'alimenter en continu la pompe d'alimentation (3). Ainsi la cuve
de
stockage permet de coupler un procédé par lots (batch) de fabrication de
l'émulsion qui servira de réactif à la réaction d'oxydation hydrothermale, à
un
procédé d'oxydation hydrothermale continu.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
17
La pompe d'alimentation (3) injecte sous pression l'émulsion dans
l'échangeur de chaleur (4). L'émulsion passe de la pression atmosphérique à
une pression de préférence comprise entre 221 et 300 bars. A ce stade,
l'émulsion est à l'état liquide.
L'échangeur de chaleur (4) permet de chauffer l'émulsion en sortie de
la pompe (3) par échange de chaleur avec l'effluent traité en sortie du
réacteur
(6). La température de l'émulsion est alors comprise entre 150 et 374 C, de
préférence comprise entre 250 C et 340 C. L'échangeur transfère une partie de
la chaleur du fluide supercritique obtenu en sortie du réacteur d'oxydation
i.o hydrothermale (6) à l'émulsion utilisée comme réactif de la
réaction d'oxydation
hydrothermale. Un tel dispositif permet de minimiser la consommation d'énergie
globale du procédé.
Le réchauffeur électrique (5) permet de chauffer l'émulsion lors de la
phase transitoire de démarrage du procédé lorsque l'effluent en sortie du
réacteur n'a pas atteint une température suffisante pour porter l'émulsion à
une
température comprise entre 150 et 374 C, de préférence comprise entre 250 C
et 340 C.
Le réacteur (6) reçoit en entrée l'émulsion issue de l'échangeur (4) ou
du réchauffeur électrique (5).
Le réacteur (6) reçoit en entrée d'une part l'émulsion, et d'autre part de
l'oxygène sous pression nécessaire à la réaction d'oxydation hydrothermale.
L'émulsion circule dans le réacteur. L'oxygène est injecté en différents
points du
réacteur (de préférence 3 points) le long du trajet de circulation de
l'effluent.
Selon une variante de l'invention, l'effluent collecté en sortie du réacteur
(6) possède une DTO de préférence inférieure à 300 mg/L, et est à une
température comprise entre 374 C et 600 C, de préférence entre 500 C et
600 C. L'effluent est alors injecté dans l'échangeur thermique (4) pour
réchauffer l'émulsion en entrée du réacteur (6).
L'effluent en sortie de l'échangeur (4), qui est alors typiquement à une
température comprise entre 200 c et 250 C, est refroidi par un refroidisseur
(7)
jusqu'à une température par exemple comprise entre 15 C et 100 C, de
préférence 15 C et 30 C. Le refroidisseur permet avantageusement de valoriser
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
18
l'énergie thermique de l'effluent en l'utilisant par exemple pour la
génération
d'électricité ou pour le chauffage (réseau de vapeur ou autre).
Puis l'effluent refroidi ainsi obtenu en sortie du refroidisseur (7) subit
une détente grâce à la vanne de détente (8). L'effluent passe alors sous
pression atmosphérique. Il se présente sous forme d'un mélange de gaz et de
liquide, la phase gazeuse comprenant notamment du CO2 et de l'02,
éventuellement en mélange avec du N2, et le liquide étant essentiellement
constitué d'eau ne contenant plus de matière organique. L'effluent liquide
obtenu à ce stade du traitement possède par exemple une DCO inférieure à
1.0 300 mg/L, de préférence inférieure à 100 mg/L, de manière encore
préférée
inférieure à 50 mg/L.
Le séparateur (9) permet de séparer la phase gazeuse de la phase
liquide. Selon une variante avantageuse, une partie de la phase liquide est
prélevée en sortie du séparateur pour être injectée en entrée du mélangeur (1)
pour ajuster la quantité d'eau dans l'émulsion. Ladite phase liquide subit
optionnellement un traitement supplémentaire afin d'ajuster la qualité de
l'eau
de la phase liquide.
Les vannes 11, 12 et 13 contrôlent le débit du dioxygène pressurisé
(oxydant), éventuellement en phase supercritique, injecté dans le réacteur (6)
en chacun des trois points d'injection.
Le procédé et l'installation selon l'invention permettent ainsi d'étendre le
champ d'application du procédé d'oxydation hydrothermale au traitement de
déchets comprenant au moins une phase organique dans des conditions de
démarrage sous-critiques, et cela à l'aide d'une méthode qui ne nécessite pas
d'adaptation particulière du procédé en lui-même mais uniquement une
préparation de l'effluent. La présente invention permet une amélioration toute
particulière de la sécurité et de la maîtrise du procédé en termes de gestion
du
profil de température dans le(s) réacteur(s), notamment grâce à un contrôle de
la DTO du réactif (émulsion) utilisé dans la réaction d'oxydation
hydrothermale.
La présente invention permet en outre un gain économique vis-à-vis du procédé
décrit par Sanchez-Oneto.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
19
EXEMPLES
La présente invention est illustrée par les exemples ci-dessous, qui ne
sauraient toutefois être considérés comme limitatifs.
Le procédé est conduit dans une installation telle que décrite sur la
figure 1.
Exemple 1 : fabrication d'émulsions selon l'invention et exemples
comparatifs
Déchet de type hydrocarbures usagés
Le déchet à traiter est une huile type huile de vidange pour véhicule de
transport. Il contient essentiellement des composés à base des éléments C, H
et 0 (déchet de type hydrocarbure usagé), et est monophasique.
Chaque essai porte sur des échantillons de 50g.
Le tensioactif est mélangé à de l'eau déminéralisée. La phase aqueuse
ainsi obtenue comprend 1% en poids de tensioactif, par rapport au poids total
de la phase aqueuse. Puis le déchet à traiter est incorporé progressivement à
ladite phase aqueuse comprenant le tensioactif dans un mélangeur à haut
cisaillement de marque Ultra Turrax0, commercialisé par la société IKA. Le
mélange est cisaillé pendant 1 à 5 minutes.
On obtient alors des émulsions huile-dans-eau.
Les quantités d'eau et de déchet sont telles que les émulsions
obtenues sont constituées de 50% en poids de phase aqueuse, et 50%
d'effluent à traiter. Comme indiqué plus haut, la phase aqueuse comprend 1%
en poids de tensioactif. Ainsi, pour chaque essai, on ajoute 24,75g d'eau
déminéralisée, 0,25g de tensioactif et 25g de déchet à traiter.
Trois tensioactifs différents ont été testés :
- un tensioactif cationique, le bromure de tétradécyltriméthylammonium
(TTAB) ;
- un tensioactif anionique, le laurylsulfate de sodium ; et
- un tensioactif non ionique, le Polysorbate 80 ou TWEEN 80.
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
Parallèlement, des tests ont également été conduits en l'absence de
tensioactif. Dans ce cas, la phase aqueuse est constituée à 100% d'eau
déminéralisée, et l'émulsion finale comprend 50% en poids d'eau déminéralisée
et 50% en poids de déchet à traiter.
5
En l'absence de tensioactif, une démixtion est observée très
rapidement (en moins de 1h30). L'émulsion n'est donc pas stable en l'absence
de tensioactif.
Dans les tests pour lesquels un tensioactif est utilisé, l'émulsion
10 obtenue présente une DTO comprise entre 850 g/L et 950 g/L.
Une étape de dilution par ajout d'eau déminéralisée est donc
nécessaire pour obtenir une DTO de valeur souhaitée (comprise entre 100 et
250 g/L).
On observe une démixtion de l'émulsion suite à l'étape de dilution avec
15 le tensioactif cationique.
Des émulsions stables et n'attachant pas aux parois des réacteurs sont
obtenues, même après dilution, avec les tensioactifs TWEEN 80 et
laurylsulfate de sodium. Le diamètre moyen des gouttes dans les émulsions
obtenues est d'environ 1 pm.
Déchet de type déchets industriels toxiques
Le déchet est un déchet diphasique industriel toxique. Sa phase
organique contient essentiellement des composés à base des éléments C, H et
0 (déchet de type hydrocarbure usagé), et se présente sous forme décantée.
Le déchet décanté a été séparé en phase aqueuse et phase organique.
Dans ce cas, le déchet à traiter est constitué par la phase organique.
Chaque essai porte sur des échantillons de 50g.
Le tensioactif est mélangé directement à la phase aqueuse après
séparation des deux phases du déchet. La phase aqueuse ainsi obtenue
comprend 1% en poids du tensioactif, par rapport au poids total de la phase
aqueuse. Puis la phase organique du déchet à traiter est incorporée
progressivement à ladite phase aqueuse comprenant le tensioactif dans un
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
21
mélangeur à haut cisaillement de marque Ultra Turrax0, commercialisé par la
société IKA. Le mélange est cisaillé pendant 1 à 5 minutes.
Les quantités de chaque phase sont telles que les émulsions obtenues
sont constituées de 50% en poids de phase aqueuse, et 50% de phase
organique. Comme indiqué plus haut, la phase aqueuse comprend 1% en poids
de tensioactif. Ainsi, pour chaque essai, on ajoute 24,75g de phase aqueuse
isolée du déchet à traité, 0,25g de tensioactif et 25g de phase organique
isolée
du déchet à traiter.
Trois tensioactifs différents ont été testés :
- un tensioactif cationique, le bromure de tétradécyltriméthylammonium
(TTAB) ;
- un tensioactif anionique, le laurylsulfate de sodium ; et
- un tensioactif non ionique, le Polysorbate 80 ou TWEEN 80.
On obtient alors des émulsions huile-dans-eau uniquement lorsqu'un
tensioactif anionique ou non ionique est utilisé. Aucune émulsion ne se forme
avec un tensioactif cationique.
Avec le laurylsulfate de sodium, une démixtion est observée très
rapidement (en moins de 1h30). L'émulsion n'est donc pas stable avec un
tensioactif anionique.
Les émulsions obtenues (laurylsulfate de sodium et TWEEN 80)
présentent une DTO comprise entre 850 g/L et 1050 g/L.
Une étape de dilution par ajout d'eau déminéralisée est donc
nécessaire pour obtenir une DTO de valeur souhaitée (comprise entre 100 et
250 g/L).
Des émulsions stables et n'attachant pas aux parois des réacteurs sont
obtenues avec le TWEEN 80, même après dilution. Le diamètre moyen des
gouttes dans les émulsions obtenues est compris entre 0.5 pm et 1 pm.
Déchet de type hydrocarbure non valorisable
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
22
Le déchet à traiter est un déchet monophasique issu de l'industrie
pétrolière non valorisable. Sa phase organique contient essentiellement des
composés à base des éléments C, H, 0 et S (déchet de type Pétrole brut).
Chaque essai porte sur des échantillons de 50g.
Le tensioactif est mélangé à de l'eau déminéralisée. La phase aqueuse
ainsi obtenue comprend 0%, 1`)/0, 2% ou 5% en poids, par rapport au poids
total
de la phase aqueuse, du tensioactif. Puis le déchet est incorporé
progressivement à ladite phase aqueuse comprenant le tensioactif dans un
mélangeur à haut cisaillement de marque Ultra Turrax0, commercialisé par la
Io société IKA. Le mélange est cisaillé pendant 1 à 5 minutes.
Les quantités d'eau et de déchet sont telles que les émulsions
obtenues sont constituées de 70% en poids de phase aqueuse, et 30%
d'effluent à traiter. Comme indiqué plus haut, la phase aqueuse comprend 0%,
1`)/0, 2% ou 5% en poids en poids de tensioactif.
Trois tensioactifs non ioniques différents ont été testés :
- le Polysorbate 80 ou TWEEN 80 (tensioactif A);
- le Tergitol@ NP7, tensioactif de la famille des Nonylphenol Ethoxylates
(tensioactif B); et
- le Polysorbate 20 ou TWEEN 20 (tensioactif C).
Les émulsions obtenues présentent une DTO comprise entre 225 g/L et
265 g/L. Des émulsions stables et n'attachant pas aux parois des réacteurs
sont obtenues dans tous les cas.
Echa Tensioa DTO Caractéristiques de l'émulsion Stabilité
ntillo ctif (en g/L)
n
E4 1(0%) 230 Le diamètre moyen des gouttes Peu stable,
est de 5 pm. On observe en outre non
de nombreux agrégats et d'amas reproductible
solides de diamètre compris entre
10 et 50 pm.
E5 A (5%) 235 Le diamètre moyen des gouttes Stable
est compris entre 3 et 4 pm. On
observe en outre des agrégats et
d'amas solides, mais moins que
dans l'émulsion E4.
E6 B (1%) 225 Le diamètre moyen des gouttes Stable
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
23
est de 3 pm. On observe en outre
des agrégats et d'amas solides,
mais moins que dans l'émulsion
E5.
E7 B (2%) 250 Le diamètre moyen des gouttes Stable
est compris entre 2 et 3 pm. On
observe en outre des agrégats et
d'amas solides, mais moins que
dans l'émulsion E6.
E8 0(1%) 245 Le diamètre moyen des gouttes Stable
est de 1 pm. On observe en outre
des agrégats et d'amas solides,
mais moins que dans les
émulsions E4 à E7.
E9 C (2%) 265 Le diamètre moyen des gouttes Stable
est inférieur à 1 pm. On observe
en outre des agrégats et d'amas
solides, mais moins que dans
l'émulsion E8.
Sans tensioactif, l'émulsion obtenue n'est pas stable. Par ailleurs, on
note que dans ces conditions, seule l'émulsion E9 nécessite une dilution
supplémentaire pour obtenir une DTO inférieure à 250 g/L.
Exemple 2: Mise en oeuvre de la réaction d'oxydation hydrothermale sur
les émulsions obtenues selon l'invention
Le déchet à traiter est un déchet monophasique issu de l'industrie
pétrolière non valorisable (déchet similaire au troisième déchet de l'exemple
1).
Sa phase organique contient essentiellement des composés à base des
éléments C, H, 0 et S (déchet de type Pétrole brut).
Un exemple de traitement industriel de ce déchet a été réalisé sur une
unité d'oxydation hydrothermale en conditions de démarrage sous-critique,
d'une capacité de 100kg/h.
La réalisation de l'émulsion s'est déroulée comme suit :
475L d'eau ont été chargés dans une cuve de stockage équipée d'un
mélangeur à haut cisaillement. A ce volume ont été ajoutés 5L de tensio-actif
TERGITOL 15-S-7. Dans cette phase aqueuse est incorporé progressivement
70L de déchet monophasique issu de l'industrie pétrolière non valorisable. Le
CA 02941696 2016-09-06
WO 2015/135932 PCT/EP2015/054949
24
mélange est agité avec le mélangeur haut cisaillement de marque
SILVERSON pendant 1h. La DTO du mélange obtenu est de 60g/L.
Une phase de dopage est alors réalisée à l'aide d'un deuxième déchet
contenant des alcools (isopropanol et butanol) en phase aqueuse et
parfaitement soluble. Ainsi 450L de dopant sont ajouté au mélange et
l'ensemble est agité pendant 12h. La DTO du mélange obtenu est de 177g/L.
Cette émulsion est alors utilisée pour alimenter en continu l'installation
d'oxydation hydrothermale en conditions de démarrage sous-critique.
1.0 L'émulsion est préchauffée à l'entrée du réacteur, puis injectée
dans le
réacteur où on réalise une injection multiple d'oxygène en trois points de
plus
en plus en aval. La première injection fait monter le milieu à une température
Ti, la deuxième à une température T2 et la troisième à une température T3,
selon un profil de température croissant (sans diminution de température). On
a
mesuré la DTO du flux en sortie du réacteur, dite "DTO finale".
- DTO initiale = 177 g/I
Température d'injection: 305 C
Ti = 365 C
T2 = 445 C
T3 = 580 C
On obtient une conversion efficace de l'émulsion, avec une DTO finale
égale à 27 mg/I, et avec une maîtrise de l'élévation de la température.
