Cours de rectification: construction de Mac Cabe et Thiele

Les constructions de McCabe et Thiele sont établies à partir des équations de bilan matière sur chaque plateau ou tronçon d'une colonne de rectification, et moyennant les hypothèses suivantes:

• les chaleurs latentes de vaporisation des deux constituants sont identiques
• la colonne est adiabatique
• la condensation des vapeurs de tête de colonne est totale

Elles permettent de déterminer, pour une séparation donnée (x_f , x_w et x_d):

• le nombre minimum d'étages théoriques (NET min à reflux total)
• le taux de reflux minimum (Rmin à nombre de plateaux infini)
• le nombre d'étages théoriques NET requis pour un taux de reflux R

Le taux de reflux R est en général choisi tel que 1.2 Rmin < R < 2 Rmin. Il représente un compromis entre:

• le nombre de plateaux (coût d'investissement)
• le taux de reflux (coût énergétique associé, c-à-d coût de fonctionnement).

Le nombre de plateaux réel ou la hauteur de garnissage d'une colonne est en relation avec le NET (Nombre d'Etages Théoriques) déterminé par les constructions de McCabe et Thiele via l'efficacité ou la HEPT.

Si on étudie une colonne en fonctionnement:

• efficacité des plateaux = NET / Nombre de plateaux réels
• HEPT = Hauteur de garnissage / NET, avec HEPT= Hauteur de garnissage Equivalente à un Plateau Théorique (en mètres)

Si on dimensionne une installation:

• Nombre de plateaux réels à installer = NET / efficacité des plateaux (efficacité des plateaux calculée par ailleurs ou fournie par le constructeur des plateaux)
• Hauteur de garnissage à installer = NET * HEPT (HEPT= Hauteur Equivalente à un Plateau Théorique fournie par le constructeur du garnissage)

Autres références: