(Génie Chimique) Déshydrogénation de l'éthane

Kanami · 02/01/2007 - 07h58

bonjour tout le monde et bonne année

Un petit problème que je n'arrive pas à résoudre :

Dans un réacteur de déshydrogénation en continu de l'éthane ont lieu les réactions suivantes :

C₂H₆ --> C₂H₄ + H₂ ( Réaction principale )

C₂H₆ + H₂ --> 2 CH₄ ( Réaction parallèle )

L'alimentation du réacteur égale à 100 Kmol/h est composée de 85% en moles d'éthane et le reste de composés inertes gazeux.

Le taux de conversion de l'éthane est égal à 50,1 % et le rendement en éthylène est de 47,1 %.

1 ) établir un schéma de circulation en indiquant la nature de tous les courants de matière entrant et sortant du réacteur.

Dans le schéma, Qe ( quantité entrante ) = éthane. L'alimentation est composée de 85 Kmol/h d'éthane.

Qs ( quantité sortante ) = éthane, H₂, C₂H₄, CH₄

Une question : faut il que j'utilise la 2eme réaction ?

2 ) établir les bilans partiels sur chaque constituant et déterminer les débits et les titres molaires des différents effluents du réacteur.

- raisonnement sur l'éthane :
conversion éthane = Qréagi / Qinitiale donc Qréagi = 85 * 0,501 = 42,6 Kmol/h
Donc Qs éthane = 85 - 42,6 Qs éthane = 42,4 Kmol/h

C'est bon ?

- raisonnement sur l'éthylène :
rendement éthylène = Qfinale / Qinitiale
Qinitiale = ? ( est ce égale à Qréagi de l'éthane ?)

- Pour les autres composés je n'ai aucune idée :/

3 ) calculer la sélectivité par rapport à l'éthylène, puis celle par rapport au méthane.

Sélectivité = Qfinale / Qréagie

------------

Merci de votre aide

moco · 02/01/2007 - 17h09

Il entre 85 kmole de C2H6 par heure. Et 85·501 = 42585 mole sont transformés en autre chose.
Mais il se forme 85·471 = 40035 mol d'éthylène et de H2 par heure
La différence, donc 42585 - 40035 = 2550 mol d'éthylène est transformée en méthane.
Pour ce faire, il lui faut 2550 mol de H2, et il se forme le double, soit 5100 mole de CH4 par heure.
Il sort donc du réacteur : 40035 mol d'éthylène, 5100 mole de méthane et un nombre de moles d'hydrogène de 40035 - 2550 = 37485 mol H2.
Il sort aussi le gaz inerte qui n'a pas réagi, qui est peut-être de l'azote. Son nombre de moles n'a pas changé : 15 kmole. Il reste encore, bien sûr, les 49.9% de l'éthane initial qui n'a pas réagi, soit 85·499 = 42415 mole, tout cela par heure bien sûr.

Kanami · 02/01/2007 - 21h40

Bonsoir

Je ne comprend pas quelque chose, comment il peut se former 85 * 0.471 ethylène si "42585 mole sont transformés en autre chose" ?

"2550 mol d'éthylène est transformée en méthane." quand a lieu cette réaction? Dans la réaction parallèle c'est de l'éthane et du H₂

Désolé mais j'avoue avoir du mal a suivre

Kanami · 03/01/2007 - 14h44

Bonjour

J'ai mieux réfléchi et j'ai compris pour le début de ton explication.

Mais j'ai toujours un soucis avec l'éthylène qui réagit pour donner du méthane. Je pense que tu voulais dire " éthane "
De plus comment expliquer que le rendement en H₂ est aussi de 47,1% ?

Si tu pouvais m'éclairer

merci

Toni · 03/01/2007 - 17h36

Bonjour,

Le raisonement et les résultats de Moco me semblent juste.
Mais ne confondrais tu pas éthane C2H6 et éthylène qui n'est rien d'autre que l'éthène C2H4.

Mais j'ai toujours un soucis avec l'éthylène qui réagit pour donner du méthane. Je pense que tu voulais dire " éthane "

L'éthylène ne réagit pas ... il est produit, c'est éthane qui réagit dans les 2 réactions.

Kanami · 03/01/2007 - 18h56

Envoyé par Toni

L'éthylène ne réagit pas ... il est produit, c'est éthane qui réagit dans les 2 réactions.

Justement, moco dit :

" La différence, donc 42585 - 40035 = 2550 mol d'éthylène est transformée en méthane. "

il voulait dire éthane non? ne m'embrouillez pas hein, déja que c'est difficile pour moi

Par contre comment il peut y avoir autant de C₂H₄ que de H₂ dans la 1er réaction ? on a aucune indication sur la formation de H₂, il aurait le même rendement que C₂H[IND]4 ? tu pourrai m'expliquer pourquoi stp ?

ça m'aiderai vachement, que je ne recopie pas bêtement les résultats sans chercher à comprendre