Distillation et equilibre

[whaou26]

Bonjour

Je mène en ce moment une recherche sur le nombre de plateaux que composent une vielle colonne a distiller. Pour cela j'ai decider d'effectuer un plan d'experience dans lequel j'effecturai plusieurs distillations avec des mélanges binaires non azéotropes. Je recupererai les fractions molaires pour pouvoir les placer sur la courbe d'equilibre liquide vapeur et avoir le NET donc en deduire le nombre de plateau de ma colonne.

Mais comment avoir les courbes d equilibre de ces differents mélanges?? Est il possible de se les construires soit meme?
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[RomVi]

Bonjour

Il s'agit d'une colonne à plateaux réels ou garnissage ?
Le plus simple pour faire ce que tu veux est de partir d'un mélange qui se sépare mal, par exemple éthanol + isopropanol à 50/50.
Tu charges la colonne et tu laisses en reflux total plusieurs heures, puis tu analyses la tête et le pied. l'équation de Fenske permet alors de calculer le NET.

[whaou26]

C est une colonne a garnissage, oui merci du conseil, j avais pas pensé a cette equation

[whaou26]

En fait si je connais le garnissage , le diametre et la taille de la colonne, est ce que il y aurai des tables qui pourraient m indiquer le nombre de plateaux sans passer par le fournisseur?

[A voir en vidéo sur Futura]

[RomVi]

Oui éventuellement, on peut extrapoler une HEPT connaissant la surface spécifique du garnissage. On peut aussi prendre la HEPT d'un garnissage équivalent. Aurais tu une photo, ou bien connais tu le type de celui ci ?

[whaou26]

Alors c'est une colonne d'environ 1m10 granissage sulzer type BX diametre 40

[RomVi]

Je t'ai mis les courbes du BX en pièce jointe. Comme tu peux le voir l'efficacité dépend fortement du facteur de charge, pour une 1ere approche tu peux partir sur 5 plateaux à pression atmosphérique, avec un maximum de 8 à 10 plateaux à pression réduite.

[whaou26]

Merci beaucoup pour la courbe , mais j ai du mal a la comprendre, que représente l'axe des abscisses?

[RomVi]

Il s'agit du facteur de charge, qui représente en quelque sorte la sollicitation du garnissage. Concrètement cette valeur correspond à la vitesse de la vapeur (en m/s) dans la colonne multiplié par la racine carrée de la masse volumique (kg/m3) de celle ci.

Prenons par exemple un montage avec un chauffe ballon de 1000W qui distille de l'eau à pression atmosphérique. Chaque seconde on évapore 1000 / 2250 000 J/kg = 0,44.10-3 kg d'eau. La vapeur d'eau à pression atmosphérique a une masse volumique égale à 0,6 kg/m3
On produit donc chaque seconde 0,44.10-3 / 0,6 = 0,73.10-3 m3 de vapeur. Si la colonne fait 0,05 m de diamètre on a une section égale à 1,96.10-3 m², la vapeur circule à 0,73.10-3 / 1,96.10-3 = 0,37m/s

Le facteur de charge est donc égal à 0.37 * racine(0.6) = 0,29. A conditions identiques F est directement proportionnel à la puissance de chauffe (seule la vitesse change), donc on a 0,58 pour 2000W, 1,15 pour 4000W etc.
Il suffit de se rapporter au graphique pour voir la hauteur d'un plateau théorique, pour F=1 on à 0,2m par plateau, ou 5 plateaux par m.

[whaou26]

Merci beaucoup pour cette explications détaillées et vos conseils, je vais faire avec