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WO2009044050A2 - Extraction a sec d'huiles minerales - Google Patents

Extraction a sec d'huiles minerales Download PDF

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WO2009044050A2
WO2009044050A2 PCT/FR2008/051584 FR2008051584W WO2009044050A2 WO 2009044050 A2 WO2009044050 A2 WO 2009044050A2 FR 2008051584 W FR2008051584 W FR 2008051584W WO 2009044050 A2 WO2009044050 A2 WO 2009044050A2
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WO
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sorbent
mixer
installation according
mineral
mineral material
Prior art date
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PCT/FR2008/051584
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René Pascal
Christian Martin
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NOVAD
Original Assignee
NOVAD
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/02—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for oil-sand, oil-chalk, oil-shales, ozokerite, bitumen, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/12—Apparatus having only parallel elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B9/00—Combinations of apparatus for screening or sifting or for separating solids from solids using gas currents; General arrangement of plant, e.g. flow sheets

Definitions

  • the present invention relates primarily to a dry extraction plant of mineral oils contained in a mineral material, for example sand and shale type.
  • the invention further relates to a process for extracting such oils when agglomerated with these materials.
  • the object of the present invention is therefore, in addition to an increase in the efficiency of current technologies, to significantly reduce the nuisance generated by their operation.
  • the invention must in fact make it possible to improve the exploitation of oil sands and shale deposits by reducing their impact on ecosystems, so that the natural environment in which this exploitation takes place is not degraded. It should also be noted that the increase in yield, making it possible to extract a much larger quantity of mineral oils contained in the material, leads, as a corollary, to appreciably reduce the discharge of polluted materials into the environment.
  • the dry extraction plant of mineral oils contained in a mineral material of the invention comprises conventionally: a crushing-grinding unit transforming the mineral material to obtain a sand or granulate, a batch or continuous mixing-mixing mixer for mixing and obtaining an intimate contact between the sand and a reversible sorbent introduced into the mixer-mixer by means of a metering system.
  • the extraction system of the invention operates by blowing for example air, which additionally simplifies considerably the entire installation.
  • the blowing chamber is disposed at a level lower than that of the mixer-mixer and fed by gravity from this last. In terms of energy control, the use of gravity makes it possible to save motor means for driving the flow of particles towards the blowing unit.
  • the mixer-mixer and the blowing chamber are connected by a distribution duct distributing the mineral material and the sorbent in a laminar-like flow on an inclined surface subjected to the blowing of fluid.
  • the sands, particles, aggregates to be treated are conveyed on the blowing surface in the form of a flux or flow of surface appearance, that is to say of small thickness and more wide width.
  • said inclined surface consists of a perforated grid, one side of which supports the laminar flow of the mineral matter particles and of the sorbent, and the other face is subjected to a gaseous flow oriented substantially perpendicularly to the grid. .
  • the relative orientation of the grid and the flow of blowing fluid is to optimize the efficiency of the process, that is to say to reduce as much as possible the energy consumption for optimum separation of the particles of material to be treated. on the one hand, and sorbent on the other.
  • the terms "reversible sorbent agent" also known, must be understood as defining a product for fixing the mineral oils by surface effect, and to release them by mechanical desorption.
  • the reversible sorbent can then be reused for a given number of extraction cycles.
  • it may be a cellular plastics material of the polypropylene, polyethylene or expanded polystyrene type, milled and processed in the form of aggregates adapted to the needs of the extraction process.
  • the mineral oils contained in the oil sands are hydrocarbons, which may be particularly dense, hence special measures that will be described below to make their extraction possible in the best conditions.
  • the bottom of the discharge chamber, on the flow side is provided with two so-called primary discharge ducts, located according to the blowing power so that they collect by gravity respectively the particles of mineral matter and sorbent agent.
  • the primary discharge pipe of the mineral material is disposed at the bottom of the flow grid, and the primary discharge pipe of the sorbent is disposed at the lower end of a wall facing the said grid, the blowing power being provided to blow only the sorbent agent towards said wall.
  • the efficiency of blow separation is very high, it may be necessary, in some cases, to refine it before discharging and reintroducing the sands or aggregates removed from their hydrocarbons in their natural environment.
  • the primary discharge conduit of the mineral material opens onto a vibrating screen mat overcoming a recovery capacity of said deoiled mineral material, said carpet passing through the latter and filtering and driving to a secondary discharge duct a possible residue of sorbent agent.
  • said belt may be provided with additional blowing means.
  • the primary discharge pipe of the sorbent agent that is to say the one which is disposed at the outlet of the first step of separation by blowing, can optionally be provided with a venturi. Depending on the length of this pipe, it is more dynamic to drive the discharged sorbent particles. Assuming a second separation step, there are two sorbent agent discharge pipes, which meet before any subsequent treatment.
  • said one or more evacuation ducts open into a separating device separating the sorbent agent from the mineral oils which impregnate it, provided with an evacuation opening above a reservoir for said oils.
  • the sorbent agent who took care of the oil he removed sand or granules of mineral material, is in turn desorbed, so as to be reused if necessary.
  • This second separation operation distinct from the first, therefore aims to obtain on the one hand a reusable purified sorbent, and on the other hand mineral oils themselves treatable separately.
  • this separation device comprises a compression screw.
  • it can also be a centrifuge.
  • the mineral oils that are to be extracted are, however, extremely dense hydrocarbons. It may then be necessary to use an additional solvent allowing a dilution of said hydrocarbons.
  • a mixer connected to a tank of solvent is placed between the outlet or channels of discharge of the sorbent agent and the aforementioned separation device.
  • a mixer can be worm.
  • the oil tank placed below the device for separating the sorbent agent from the mineral oils is connected to an evaporator of the solvent, the vapors of which are conveyed to a condenser. - even connected to the solvent tank feeding the mixer.
  • the use of solvent therefore operates, according to the invention, in a loop, since the liquid solvent obtained using the condenser is reinjected, via a reservoir, into the mixer for fluidizing the hydrocarbons.
  • the installation of the invention makes it possible to recover the reversible sorbent agent after the step of separating the mineral oils, and to store it for a new use.
  • the outlet of the separation device is connected to a treated sorbent storage tank.
  • This storage tank is itself connected to a metering hopper feeding the mixer-mixer by suitable means of routing.
  • a dosing hopper is arranged between the crushing-grinding unit and the mixer-mixer.
  • a screening unit by screening.
  • This unit makes it possible in particular to remove the lumps or agglomerates possibly resulting from the crushing / grinding stage, to make it possible to optimize the work of separation carried out downstream.
  • the installation of the invention makes it possible, at all operating stages, to reuse and recover the functional components of the depollution process, of the sorbent agent, solvent, etc. type.
  • No chemical or toxic is released in nature and the only products released by the installation of the invention are mineral oils, which are found in the natural state, and sands or schists rid of their hydrocarbons. These can then be reintroduced into their natural environment without any additional treatment.
  • the sorbent can be reused, after the mineral oil separation step, during a predetermined number of sorption / desorption cycles, before being replaced.
  • the invention also relates to an extraction method, implemented in the installation described above, which consists in a known manner of:
  • this process is such that the separation is effected by blowing a gaseous fluid into an enclosure in which the mixture of mineral matter and sorbent agent continuously flows in the form of a laminar-type flow to which the blowing is applied.
  • the method may comprise a second separation step, downstream of the previous one, by sieving the mineral material and entrainment of the sorbent agent by means of a sieving belt vibrant.
  • the sorbent agent loaded with mineral oil is separated from the mineral material of sand or granular type, it is itself subjected, according to the method of the invention, to a desorption stage of the sorbent agent for the separation of mineral oils.
  • this desorption step is preceded by a step of mixing a solvent with the sorbent agent.
  • the oils mixed with the solvent are collected in an evaporator separating the oils from the solvent.
  • the evaporated solvent is then condensed, so that it can be reinjected in the liquid state into the loop, that is to say, be recycled for reuse in an operational phase in order to dilute the hydrocarbons.
  • the crushing-grinding unit (1) makes it possible to transform the mineral material into sand or aggregates, in other words to control the granulometry of the raw material to be treated.
  • a demoulding unit (2) is arranged downstream of the crushing-grinding device (1), in order to remove lumps or agglomerates by screening, in order to optimize the extraction process implemented downstream.
  • the material thus prepared is sent to a metering hopper, shown schematically in (3), which provides asphalt sand feed mixer-mixer (5).
  • a reservoir (4) of reversible sorbent agent also feeds the mixer-mixer (5) via a metering hopper (3 ').
  • This reversible sorbent agent may in particular be made from a treated plastic honeycomb milled in the form of granules suitable for the extraction process of the invention.
  • the mixer-mixer (5) is for example provided with rotating arms (5a) driven by an electric motor (M1).
  • the mixing of the mixture obtained is carried out for a determined time, so as to obtain a homogeneous diffusion of the reversible sorbent agent in the mineral material, and a surface-effect fixing of the oils on said sorbent agent.
  • the sand particles are in principle cleaned of their oil, whereas, conversely, the honeycomb particles of the sorbent agent are loaded with this material.
  • a funnel-shaped conduit (25) at the exit of which they flow on an inclined grid-like surface (26) integrated with a blow-off device (6).
  • This is schematically as a sort of hopper, one of which is constituted by said grid surface (26), the opposite wall (13) being full.
  • An air blower (27) in this case a fan, emits a flow of air through the grid (26) and separates the particles according to their density.
  • the granules of mineral matter are not or only slightly affected by the flow of air, whereas the particles of sorbent agent are much lighter since they consist of cells of material synthetic, for example of the expanded polystyrene type, are pushed towards the opposite full wall (13).
  • two ducts serve respectively to discharge the particles of mineral matter and sorbent by gravity.
  • a new separation is carried out using a vibrating belt (7), sieving the very small particles of the mineral matter. These flow by gravity to a storage tank (21). Vibrations of the vibrating belt (7) are calculated such that they drive the residual particles of sorbent to the left, so as to send them to a secondary pipe (30).
  • a venturi device (31) equips the primary conduit (29) to impart motion to the sorbent particles which are then transported downstream of the circuit.
  • the sorbent particles originating from the primary (29) and secondary (30) pipes are sent to a mixer (14) in which a diluent, for example of the C5 type, is injected in order to facilitate the desorption phase.
  • a diluent for example of the C5 type
  • the diluent aims to make less dense the hydrocarbons that now charge the sorbent agent. It may be an endless mechanical screw device driven by a motor (M2).
  • M2 motor
  • This step completed, the sorbent particles are conveyed to a separation device (17) for example consisting of a screw compression system (18) driven by a motor (M3).
  • This separating device (17) results in separating the mineral oils (19) on the one hand, collected in a reservoir (20), and on the other hand the sorbent agent, reusable and sent for this purpose in a cooling device.
  • intermediate storage (32) then to the aforementioned tank (4).
  • the sorbent agent is indeed in its initial state, and can again be reused for one or more cycles, by injection into the mixer-mixer (5) via the metering hopper (3 ').

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Abstract

Installation d'extraction à sec d'huiles minérales contenues dans une matière minérale, comportant : une unité de concassage-broyage (1) transformant la matière minérale pour obtenir un sable ou un granulat; un malaxeur-mélangeur (5) en discontinu ou en continu pour mélanger et obtenir un contact intime entre le sable et un agent sorbant réversible introduit dans le malaxeur-mélangeur (5) grâce à un système doseur. L'installation comporte une enceinte (6) de soufflage d'un fluide gazeux séparant la matière minérale de l'agent sorbant réversible.

Description

Extraction à sec d'huiles minérales.
La présente invention concerne à titre principal une installation d'extraction à sec d'huiles minérales contenues dans une matière minérale par exemple du type sables et schistes. L'invention concerne par ailleurs un procédé d'extraction de telles huiles lorsqu'elles sont agglomérées à ces matériaux.
Cette problématique n'étant pas nouvelle, des technologies d'extraction existent et sont depuis longtemps en exploitation. Elles présentent cependant un certain nombre d'inconvénients qui deviennent de plus en plus pénalisants à mesure que la prise de conscience de la nécessité de préserver l'environnement se fait jour. Ainsi, les technologies existantes nécessitent une consommation très importante d'énergie notamment destinée à produire la vapeur d'eau nécessaire aux différents procédés utilisés, la production d'énergie ayant un impact direct sur l'émission de gaz à effet de serre. Par ailleurs, ces procédés consomment dans la plupart des cas des quantités importantes d'eau, ce qui pose le double problème de la raréfaction de l'eau disponible et des rejets. Or, de nos jours, l'eau n'est plus considérée comme abondante et à portée de tous, mais elle devient précieuse.
Les technologies utilisées actuellement conduisent de plus à des rejets importants de résidus, aujourd'hui souvent déversés et stockés dans des lagunes. Des sites entiers se trouvent par conséquent souillés. Enfin, sur un plan strictement technique, les procédés utilisés n'aboutissent dans nombre de cas qu'à une extraction incomplète des huiles, ce qui diminue sensiblement le rendement d'exploitation des installations existantes et par conséquent leur intérêt économique.
Il résulte globalement de ces facteurs un coût d'extraction élevé, encore aggravé par l'impact lourd sur l'environnement. Les techniques actuelles s'avèrent de plus inadaptées aux enjeux cruciaux que pose l'évolution du monde, résultant notamment de l'épuisement prévisible des ressources en eau, de la maîtrise de l'émission des gaz à effet de serre, et de la présence de sites présentant une pollution sévère des sols.
Le but de la présente invention est donc, outre une augmentation du rendement des technologies actuelles, de diminuer significativement les nuisances générées par leur exploitation. L'invention doit de fait permettre d'améliorer l'exploitation des gisements de sables et schistes bitumeux en diminuant leur impact sur les écosystèmes, de telle sorte que le milieu naturel dans lequel cette exploitation s'effectue ne soit pas dégradé. Il est d'ailleurs à noter que l'augmentation du rendement, permettant d'extraire une quantité bien plus importante d'huiles minérales contenues dans la matière, aboutit corollairement à diminuer sensiblement le rejet de matières polluées dans la nature.
Pour remplir ces objectifs, et d'autres qui apparaîtront à la lecture de cette description, l'installation d'extraction à sec d'huiles minérales contenues dans une matière minérale de l'invention comporte de manière classique : une unité de concassage-broyage transformant la matière minérale pour obtenir un sable ou un granulat, un malaxeur-mélangeur en discontinu ou en continu pour mélanger et obtenir un contact intime entre le sable et un agent sorbant réversible introduit dans le malaxeur-mélangeur grâce à un système doseur.
Elle se caractérise à titre principal en ce qu'elle comporte de plus une enceinte de soufflage d'un fluide gazeux apte à séparer la matière minérale de l'agent sorbant réversible. Le premier constat qui s'impose est le suivant : au contraire de la plupart des technologies existantes, basées sur une utilisation massive d'eau, l'installation d'extraction de l'invention fonctionne par soufflage par exemple d'air, ce qui permet de plus de simplifier considérablement l'ensemble de l'installation. Selon une possibilité, l'enceinte de soufflage est disposée à un niveau inférieur à celui du malaxeur-mélangeur et alimentée par gravité à partir de ce dernier. En termes de maîtrise des énergies, l'utilisation de la gravité permet de faire l'économie de moyens moteurs d'entraînement du flux de particules vers l'unité de soufflage.
De préférence, le malaxeur-mélangeur et l'enceinte de soufflage sont reliés par un conduit de distribution répartissant la matière minérale et le sorbant selon un flux de type laminaire sur une surface inclinée soumise au soufflage de fluide.
En d'autres termes, les sables, particules, granulats à traiter sont acheminés sur la surface de soufflage sous forme d'un flux ou d'un écoulement d'allure surfacique, c'est-à-dire de faible épaisseur et de plus grande largeur.
Plus précisément, ladite surface inclinée est constituée d'une grille perforée dont une face supporte l'écoulement laminaire des particules de matière minérale et de l'agent sorbant, et l'autre face est soumise à un flux gazeux orienté sensiblement perpendiculairement à la grille. L'orientation relative de la grille et du flux de fluide de soufflage vise à optimiser le rendement du procédé, c'est-à-dire à réduire autant que possible la consommation d'énergie pour une séparation optimale des particules de matière à traiter d'une part, et de sorbant d'autre part. Dans la présente description, les termes "agent sorbant réversible", par ailleurs connus, doivent être compris comme définissant un produit permettant de fixer les huiles minérales par effet de surface, et de les libérer par désorption mécanique. L'agent sorbant réversible peut alors être réutilisé pendant un nombre de cycles d'extraction déterminé. A titre d'exemple, il peut s'agir d'une matière plastique alvéolaire de type polypropylène, polyéthylène ou polystyrène expansé, broyé et traité sous forme de granulats adaptés aux besoins du procédé d'extraction.
Quant aux huiles minérales contenues dans les sables bitumeux, il s'agit d'hydrocarbures, qui peuvent le cas échéant être particulièrement denses, d'où des mesures particulières qui seront décrites dans la suite pour rendre leur extraction possible dans les meilleures conditions. Le fond de l'enceinte de soufflage, du côté de l'écoulement, est muni de deux conduits d'évacuation dits primaires, localisés en fonction de la puissance de soufflage de sorte qu'ils recueillent par gravité respectivement les particules de matière minérale et d'agent sorbant. De préférence, le conduit d'évacuation primaire de la matière minérale est disposée au bas de la grille d'écoulement, et le conduit d'évacuation primaire de l'agent sorbant est disposé à l'extrémité inférieure d'une paroi faisant face à ladite grille, la puissance du soufflage étant prévue pour souffler uniquement l'agent sorbant en direction de ladite paroi. Bien que le rendement de la séparation par soufflage soit très élevé, il peut être nécessaire, dans certains cas, de l'affiner avant d'évacuer et de réintroduire les sables ou granulats débarrassés de leurs hydrocarbures dans leur milieu naturel.
Dans cette hypothèse, le conduit d'évacuation primaire de la matière minérale débouche sur un tapis à tamis vibrant surmontant une capacité de récupération de ladite matière minérale déshuilée, ledit tapis laissant passer cette dernière et filtrant et entraînant vers un conduit d'évacuation secondaire un éventuel reliquat d'agent sorbant.
Selon une possibilité, ledit tapis peut être muni de moyens de soufflage additionnels.
Par ailleurs, le conduit d'évacuation primaire de l'agent sorbant, c'est-à- dire celui qui est disposé en sortie de la première étape de séparation par soufflage, peut optionnellement être muni d'un venturi. Il s'agit, selon la longueur de ce conduit, d'entraîner de manière plus dynamique les particules d'agent sorbant évacuées. Dans l'hypothèse d'une seconde étape de séparation, il existe donc deux conduits d'évacuation d'agent sorbant, qui se rejoignent avant tout traitement ultérieur.
Selon l'invention, ledit ou lesdits conduits d'évacuation débouchent dans un dispositif de séparation séparant l'agent sorbant des huiles minérales qui l'imprègnent, doté d'une évacuation débouchant au-dessus d'un réservoir pour lesdites huiles. L'agent sorbant, qui s'est chargé de l'huile qu'il a retirée au sable ou aux granulats de matière minérale, est donc à son tour désorbé, afin d'être le cas échéant réutilisé. Cette seconde opération de séparation, distincte de la première, vise en conséquence à obtenir d'une part un agent sorbant purifié réutilisable, et d'autre part des huiles minérales elles-mêmes traitables séparément.
Selon une possibilité, ce dispositif de séparation comporte une vis de compression. Alternativement, il peut aussi s'agir d'une centrifugeuse.
Dans nombre de cas, comme indiqué ci-dessus, les huiles minérales que l'on cherche à extraire sont cependant des hydrocarbures extrêmement denses. Il peut alors être nécessaire d'utiliser un solvant additionnel permettant une dilution desdits hydrocarbures.
A cet effet, un mélangeur relié à un réservoir de solvant est placé entre le ou les conduits d'évacuation de l'agent sorbant et le dispositif de séparation précité. Selon une possibilité, un tel mélangeur peut être à vis sans fin.
Dans l'hypothèse de l'existence de solvant, le réservoir d'huile placé au- dessous du dispositif de séparation de l'agent sorbant des huiles minérales est relié à un évaporateur du solvant, dont les vapeurs sont acheminées à un condenseur, lui-même relié au réservoir de solvant alimentant le mélangeur. L'utilisation de solvant fonctionne par conséquent, selon l'invention, en boucle, puisque le solvant liquide obtenu à l'aide du condenseur est réinjecté, via un réservoir, dans le mélangeur visant à fluidifier les hydrocarbures.
Dans le même esprit, l'installation de l'invention permet de récupérer l'agent sorbant réversible après l'étape de séparation des huiles minérales, et de le stocker en vue d'une nouvelle utilisation. A cet effet, la sortie du dispositif de séparation est reliée à un réservoir de stockage d'agent sorbant traité.
Ce réservoir de stockage est lui-même relié à une trémie doseuse alimentant le malaxeur-mélangeur par des moyens d'acheminement adaptés. De la même manière, une trémie doseuse est disposée entre l'unité de concassage-broyage et le malaxeur-mélangeur.
De préférence, on a prévu entre l'unité de concassage-broyage et ladite trémie doseuse une unité de démottage par criblage. Cette unité permet notamment de supprimer les grumeaux ou agglomérats éventuellement issus de l'étape de concassage / broyage, pour permettre d'optimiser le travail de séparation réalisé en aval.
On a fait mention jusqu'ici du soufflage d'un fluide gazeux. Il s'agit en l'espèce de préférence d'air, dont l'orientation, la vitesse et la pression sont simplement données par un ventilateur judicieusement calibré.
L'installation de l'invention permet, à toutes les étapes de fonctionnement, de réutiliser et de récupérer les composants fonctionnels du procédé de dépollution, du type agent sorbant, solvant, etc. Aucun produit chimique ou toxique n'est donc relâché dans la nature et les seuls produits relâchés par l'installation de l'invention sont les huiles minérales, qui se retrouvent à l'état naturel, et les sables ou schistes débarrassés de leurs hydrocarbures. Ceux-ci peuvent alors être réintroduits dans leur milieu naturel sans aucun traitement additionnel. Comme dit, l'agent sorbant peut être réutilisé, après l'étape de séparation des huiles minérales, pendant un nombre prédéterminé de cycles de sorption / désorption, avant d'être remplacé.
L'invention concerne par ailleurs un procédé d'extraction, mis en œuvre dans l'installation décrite auparavant, et qui consiste de manière connue à :
- prélever la matière minérale ; - homogénéiser la granulométrie de ladite matière minérale pour la transformer en sable ou granulat ;
- mélanger intimement la matière minérale avec une quantité déterminée d'un agent sorbant réversible ;
- malaxer le mélange ainsi obtenu pendant une durée déterminée, pour obtenir une diffusion homogène de l'agent sorbant réversible dans la matière minérale ; - séparer la matière minérale débarrassée des huiles de l'agent sorbant chargé desdites huiles .
Selon sa caractéristique essentielle, ce procédé est tel que la séparation s'effectue par soufflage d'un fluide gazeux dans une enceinte dans laquelle le mélange de matière minérale et d'agent sorbant défile en continu sous forme d'un écoulement de type laminaire auquel est appliqué le soufflage.
Comme on l'a vu, pour affiner encore l'opération, le procédé peut comporter une seconde étape de séparation, en aval de la précédente, par tamisage de la matière minérale et entraînement de l'agent sorbant au moyen d'un tapis tamisant vibrant.
Dès lors que l'agent sorbant chargé d'huile minérale est séparé de la matière minérale de type sable ou granulat, il fait lui-même l'objet, selon le procédé de l'invention, d'une étape de désorption de l'agent sorbant pour la séparation des huiles minérales. Dans l'hypothèse où les huiles minérales sont par exemple des hydrocarbures très denses, cette étape de désorption est précédée par une étape de mélange d'un solvant à l'agent sorbant. Dans ce cas, les huiles mélangées au solvant sont collectées dans un évaporateur dissociant les huiles du solvant. Le solvant évaporé est ensuite condensé, de manière à pouvoir être réinjecté à l'état liquide dans la boucle, c'est-à-dire être recyclé pour réutilisation dans une phase opérationnelle en vue de diluer les hydrocarbures.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence à l'unique figure, montrant une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'une installation conforme à l'invention.
En référence à cette figure, l'unité de concassage-broyage (1 ) permet de transformer la matière minérale en sable ou granulats, en d'autres termes de maîtriser la granulométrie de la matière première à traiter. Une unité de démottage (2) est disposée en aval du dispositif de concassage-broyage (1 ), en vue de supprimer les grumeaux ou agglomérats par criblage, afin d'optimiser le processus d'extraction mis en œuvre en aval.
Le matériau ainsi préparé est envoyé à une trémie doseuse, représentée schématiquement en (3), qui permet d'alimenter en sable bitumeux un malaxeur-mélangeur (5). Parallèlement, un réservoir (4) d'agent sorbant réversible alimente également le malaxeur-mélangeur (5) via une trémie doseuse (3'). Cet agent sorbant réversible peut notamment être réalisé à partir d'une matière plastique alvéolaire traitée, broyée sous forme de granulats adaptés au procédé d'extraction de l'invention. Le malaxeur-mélangeur (5) est par exemple doté de bras rotatifs (5a) entraînés par un moteur électrique (M1). Il s'agit d'un dispositif du type centrale à béton, où tout système équivalent de mélange en continu, dont l'objectif est de permettre un contact intime entre le sable ou les granulats bitumeux d'une part, et l'agent sorbant réversible constitué des particules alvéolaires en matière plastique d'autre part. Le malaxage du mélange obtenu s'effectue pendant une durée déterminée, de manière à obtenir une diffusion homogène de l'agent sorbant réversible dans la matière minérale, et une fixation par effet de surface des huiles sur ledit agent sorbant. A l'issue de l'étape de mélangeage-malaxage, les particules de sable sont en principe nettoyées de leur huile, alors qu'à l'inverse les particules alvéolées de l'agent sorbant sont chargées de cette matière. Encore étroitement mélangées, elles sont guidées dans un conduit en entonnoir (25) à la sortie duquel elles s'écoulent sur une surface inclinée de type grille (26) intégrée à un dispositif de séparation par soufflage (6). Celui-ci se présente schématiquement comme une sorte de trémie dont l'une des parois est constituée de ladite surface en grille (26), la paroi opposée (13) étant pleine. Un dispositif de soufflage d'air (27), en l'occurrence un ventilateur, émet un flux d'air qui traverse la grille (26) et sépare les particules en fonction de leur masse volumique. Dans ce cas, les granules de matière minérale ne sont pas ou peu affectées par le flux d'air, alors que les particules d'agent sorbant, beaucoup plus légères puisque constituées d'alvéoles en matériau synthétique par exemple du type polystyrène expansé, sont repoussées vers la paroi pleine opposée (13). En bas de la trémie, deux conduits (28, 29) servent respectivement à évacuer par gravité les particules de matière minérale et d'agent sorbant. Une nouvelle séparation est, dans l'exemple représenté, effectuée à l'aide d'un tapis vibrant (7), tamisant les particules de très petite dimension de la matière minérale. Celles-ci s'écoulent par gravité vers une cuve de stockage (21 ). Les vibrations du tapis vibrant (7) sont calculées de telles sorte qu'elles entraînent vers la gauche les particules résiduelles d'agent sorbant, de manière à les envoyer vers une conduite secondaire (30). Un dispositif venturi (31 ) équipe la conduite primaire (29), de manière à imprimer un mouvement aux particules d'agent sorbant qui sont alors transportées vers l'aval du circuit. Les particules d'agent sorbant issues des conduites primaire (29) et secondaire (30) sont envoyées à destination d'un mélangeur (14) dans lequel est injecté un diluant, par exemple de type C5, en vue de faciliter la phase de désorption qui suit. Le diluant, comme déjà mentionné, a pour objectif de rendre moins denses les hydrocarbures qui chargent à présent l'agent sorbant. Il peut s'agir d'un dispositif à vis mécanique sans fin, entraîné par un moteur (M2). Cette étape achevée, les particules d'agent sorbant sont véhiculées vers un dispositif de séparation (17) par exemple constitué d'un système de compression à vis (18), mu par un moteur (M3). Ce dispositif de séparation (17) aboutit à séparer les huiles minérales (19) d'une part, recueillies dans un réservoir (20), et d'autre part de l'agent sorbant, réutilisable et envoyé à cet effet dans un dispositif de stockage intermédiaire (32) puis vers le réservoir précité (4).
L'agent sorbant se retrouve en effet dans son état initial, et peut à nouveau être réutilisé pour un ou plusieurs cycles, par injection dans le mélangeur-malaxeur (5) via la trémie doseuse (3').
Lorsque les huiles minérales (19) récupérées sont le résultat d'un mélange entre les huiles initialement fixées sur l'agent sorbant et un solvant, une étape ultérieure vise à séparer ces deux matières, notamment à des fins de réutilisation du solvant. Ainsi le mélange huile minérale / solvant est collecté par un évaporateur basse température (22). Les vapeurs dudit solvant sont ensuite condensées dans un condenseur (23) puis recyclées vers le réservoir (24). L'exemple expliqué ci-dessus n'est bien entendu pas exhaustif de l'invention. Celle-ci englobe plusieurs variantes par exemple de forme ou de configuration pour les différents éléments (malaxeur, dispositif de soufflage, etc). Il est par ailleurs possible, selon la densité des hydrocarbures, de se passer de l'étape de mélange de solvant, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Installation d'extraction à sec d'huiles minérales contenues dans une matière minérale, comportant : - une unité de concassage-broyage (1 ) transformant la matière minérale pour obtenir un sable ou un granulat, - un malaxeur-mélangeur (5) en discontinu ou en continu pour mélanger et obtenir un contact intime entre le sable et un agent sorbant réversible introduit dans le malaxeur-mélangeur (5) grâce à un système doseur, caractérisée en ce qu'elle comporte une enceinte de soufflage (6) d'un fluide gazeux séparant la matière minérale de l'agent sorbant réversible.
2. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'enceinte de soufflage (6) est disposée à un niveau inférieur à celui du malaxeur-mélangeur (5) et alimentée par gravité à partir de ce dernier.
3. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le malaxeur-mélangeur (5) et l'enceinte de soufflage (6) sont reliés par un conduit de distribution (25) répartissant la matière minérale et le sorbant selon un flux de type laminaire sur une surface inclinée (26) soumise au soufflage de fluide.
4. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite surface inclinée (26) est constituée d'une grille perforée dont une face supporte l'écoulement laminaire des particules de matière minérale et d'agent sorbant, et l'autre face est soumise à un flux gazeux orienté perpendiculairement à la grille (26).
5. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le fond de l'enceinte de soufflage (6), du côté de l'écoulement, est muni de deux conduits d'évacuation primaires (28, 29), localisés en fonction de la puissance de soufflage de sorte qu'ils recueillent par gravité respectivement les particules de matière minérale et l'agent sorbant.
6. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation primaire (28) de la matière minérale est disposé au bas de la grille (26) d'écoulement, et le conduit d'évacuation primaire (28) de l'agent sorbant est disposé à l'extrémité inférieure d'une paroi (13) faisant face à ladite grille (26), la puissance du soufflage étant prévue pour souffler uniquement l'agent sorbant en direction de ladite paroi (13).
7. Installation selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation primaire (28) de la matière minérale débouche sur un tapis (7) à tamis vibrant surmontant un conteneur (21 ) de récupération de la matière minérale déshuilée, ledit tapis (7) laissant passer cette dernière et filtrant et entraînant vers un conduit d'évacuation secondaire(30) un éventuel reliquat d'agent sorbant.
8. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit tapis (7) est muni de moyens de soufflage additionnels.
9. Installation selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation primaire (29) de l'agent sorbant est muni d'un venturi (31 ).
10. Installation selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que chaque conduit d'évacuation de l'agent sorbant débouche dans un dispositif de séparation (17) le débarrassant des huiles minérales (19) qui l'imprègnent, doté d'une évacuation débouchant au-dessus d'un réservoir (20) pour lesdites huiles (19).
1 1 . Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de séparation (17) comporte une vis de compression (18).
12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif de séparation (17) est constitué d'une centrifugeuse.
13. Installation selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce qu'un mélangeur (14) relié à un réservoir (24) de solvant est placé entre le ou les conduits d'évacuation (29, 30) de l'agent sorbant et le dispositif de séparation (17).
14. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le mélangeur (14) est à vis sans fin.
15. Installation selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée en ce que le réservoir d'huile (20) placé au dessous du dispositif de séparation (17) de l'agent sorbant des huiles minérales (19) est relié à un évaporateur (22) du solvant, dont les vapeurs sont acheminées à un condenseur (23) relié au réservoir (24) de solvant alimentant le mélangeur (14).
16. Installation selon l'une des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que la sortie du dispositif de séparation (17) est reliée à un réservoir (32) de stockage d'agent sorbant traité.
17. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le réservoir de stockage (32) d'agent sorbant est relié à une trémie doseuse (3) alimentant le malaxeur-mélangeur (5) par des moyens d'acheminement adaptés.
18. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une trémie doseuse (3) est disposée entre l'unité de concassage-broyage (1 ) et le malaxeur-mélangeur (5).
19. Installation selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'une unité de démottage (2) par criblage est interposée entre l'unité de concassage-broyage (1 ) et la trémie doseuse (3).
20. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide de soufflage est de l'air.
21 . Procédé d'extraction à sec d'huiles minérales contenues dans une matière minérale, basé sur l'installation d'extraction selon les revendications précédentes, consistant à : - prélever la matière minérale ;
- homogénéiser la granulométrie de ladite matière minérale pour la transformer en sable ou granulat ;
- mélanger intimement la matière minérale avec une quantité déterminée d'un agent sorbant réversible ;
- malaxer le mélange ainsi obtenu pendant une durée déterminée, pour obtenir une diffusion homogène de l'agent sorbant réversible dans la matière minérale ;
- séparer la matière minérale débarrassée des huiles de l'agent sorbant chargé desdites huiles ; caractérisé en ce que la séparation s'effectue par soufflage d'un fluide gazeux dans une enceinte (6) dans laquelle le mélange de matière minérale et d'agent sorbant défile en continu sous forme d'un flux de type laminaire auquel est appliqué le soufflage.
22. Procédé d'extraction selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde étape de séparation, en aval de la précédente, par tamisage de la matière minérale et entraînement de l'agent sorbant au moyen d'un tapis (7) tamisant vibrant.
23. Procédé d'extraction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une étape de désorption de l'agent sorbant pour la séparation des huiles minérales (19).
24. Procédé d'extraction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de désorption est précédée par une étape de mélange d'un solvant à l'agent sorbant.
25. Procédé d'extraction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les huiles (19) mélangées au solvant recueillies après séparation d'avec l'agent sorbant sont collectées dans un évaporateur (22) dissociant les huiles du solvant.
26. Procédé d'extraction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le solvant évaporé est condensé puis recyclé pour réutilisation.
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