• Annales GC BTS
  • Annales GC BTS 1991 1996
  • Annales GC BTS 1997 2002
  • Annales GC BTS 2003 2004
  • Annales GC BTS 2005 2006
  • Annales GC BTS 2007 2008
  • Annales GC BTS 2009 2012
  • Annales GC BTS 2013 2014
  • Corrigés annales GC
  • Annales GC BTS 2002
  • Annales GC BTS 2007
  • Annales GC BTS 2008
  • Annales GC BTS 2009
  • Annales GC BTS 2010
  • Annales GC BTS 2011
  • Annales GC BTS 2012
  • Annales GC BTS 2013
  • Annales GC BTS 2014
  • Annales GC BTS 2015
  • Annales GC BTS 2016
• Evaluations TS2
  • Evaluation évaporation 09/2009
  • Evaluation cristallisation 11/2009
  • Evaluation titres +...09/2010
  • Evaluation titres +...10/2010
  • Evaluation évaporation 11/2010
  • Evaluation évaporation 12/2010
  • Evaluation évaporation 10/2011
  • Evaluation séchage 01/2011
  • Evaluation rectification 02/2011
  • Evaluation extraction 03/2011
  • Evaluation absorption 04/2011
  • Evaluation hydraulique 04/2011
  • Evaluation acquis Term
  • Evaluation acquis TS1
  • Evaluation divers 12/2011
  • Evaluation rectification 01/2012
  • Evaluation extraction 02/2012
  • Evaluation divers 04/2012
  • Evaluation divers 01/2013
  • Evaluation extraction 01/2013
• Révision GC BTS Ch.
• Liens en génie chimique
• QCM

Corrigé annales génie chimique BTS Chimie 2002

1 Bilans de matière

1.1 Bilan de matière colonne d'extraction

Bilan global: F1+F4=F2+F3
Soit x (resp. y et z) les titres en acide (resp. en éther et en eau)
Bilan en acide: F1×x1=F2×x2+F3×x3
Bilan en éther: F4×y4=F2×y2+F3×y3
Bilan en eau: F1×z1+F4×z4=F2×z2+F3×z3
Du bilan global on tire F3=F1+F4-F2=1000+2076-F2=3076-F2.
En remplaçant dans le bilan en acide on obtient F1×x1=F2×x2+3076×x3-F2×x3, soit F2=(F1×x1-3076×x3)/(x2-x3)=(1000×0.25-3076×0.02)/(0.10-0.02)=2356 kg.h^-1.
On a alors F3=3076-F2=3076-2356=720 kg.h^-1.
Le rendement s'écrit F2×x2/(F1×x1)=2356×0.10/(1000×0.25)=0.942, soit 94.2%.

1.2 Bilan de matière colonne D2

Pour la colonne D2, l'acide ne rentre qu'en F2 et ne sort qu'en F5 (pas d'acide dans F4, F6 et F11).
Le bilan en acide s'écrit donc F2×x2=F5×x5 d'ou F5=F2×x2/x5=2356*0.2/1=235.6 kg.h^-1.

1.3 Bilan de matière sur l'ensemble de l'installation

Le seul courant entrant est F1, et il y a deux courants sortant F5 et F9. Le bilan global donne F9=F1-F5=1000-235.6=764.4 kg.h^-1. Le bilan en acide s'écrit F1×x1=F5×x5+F9×x9, d'ou x9=(F1×x1-F5×x5)/F9=(1000×0.25-235.6)/764.4=0.0188, soit 1.9%.

2 Bilans énergétiques

2.1 Bilan thermique au condenseur

Au condenseur, on condense l'hétéro-azéotrope constitué de 95.6% d'éther et 4.4% d'eau, dont le débit est F10+F11=F13=5000 kg.h^-1.
Le flux échangé dans le condenseur est donc Φ_C=F13×0.956×Lc_éther+F13×0.044×Lc_eau,
soit Φ_C=5000×0.956×(-287)+5000×0.044×(-2355)=-1371860-518100=-1.89.e6 kJ.h^-1.
Le flux à évacuer peut être compté positivement et vaut 1.89.e6 kJ.h^-1.

2.2 Bilan thermique au réfrigérant

Le flux échangé pour refroidir le courant F4 s'écrit Φ_ref=F4×(y4×Cp_éther+z4×Cp_eau)×(20-61), soit Φ_ref=2076×(0.99×1.60+0.01×4.18)×(20-61)=-138382 kJ.h^-1.
Le flux à évacuer peut être compté positivement et vaut 1.38.e5 kJ.h^-1.

3 Etude du déversoir phase lourde

L'équation de l'équilibre hydrostatique s'écrit: ρ_l×g×(h_T-h_i)+ρ_L×g×h_i=ρ_L×g×h_L.
On en tire: h_L=(ρ_l×(h_T-hi)+ρ_L×h_i)/ρ_L,
AN: h_L=(720×(0.80-0.40)+1000×0.40)/1000=0.688 m

4 Etude de l'extraction dans D1 à l'aide du diagramme triangulaire

4.1 Détermination des débits à l'aide du diagramme

On place les points A1, A4, A2 et A3 correspondant aux compositions données dans le tableau. On relie A1 avec A4, et A2 avec A3. Ces deux droites se coupent en un point M qui représente le mélange F1+F4 et F2+F3. En appliquant la règle des segments inverses, on peut écrire F3/F2=MA2/A3M. En utilisant en outre l'équation de bilan matière global, on peut alors trouver F2 et F3. Mais en considérant que le segment A3A2 représente F2+F3=3076 kg.h^-1, on peut aussi écrire que F2/3076=A3M/A3A2. En mesurant les segments A3M et A3A2 en pixels, on trouve A3M/A3A2=0.765=F2/3076, d'ou F2=2354 kg.h^-1. On en déduit F3=3076-2354=722 kg.h^-1.

4.2 Comparaison de D1 avec un mélangeur décanteur simple

On place sur le diagramme les points A1, A4, et le point M représentant la somme des débit F1+F4. Ce point M peut être placé par recopie du point M de la question précédente, ou par la règle des segments inverses, ou en calculant par bilans partiels son titre en acide 1000×0.25/3076=0.081 et en solvant 2076×0.99/3076=0.668. On trace ensuite une connodale passant par le point M, qui donne les points A'3 (raffinat) et A'2 (extrait) de l'extraction simple étage.
A'2: x'2=5.8%, y'2=92%, z'2=2.2%; A'3: x'3=14%, y'3=2.3%, z'3=83.7%
En considérant que le segment A'3A'2 représente F'2+F'3=F1+F2=3076 kg.h^-1, on écrit que F'2/3076=A'3M/A'3A'2. En mesurant les segments A'3M et A'3A'2 en pixels, on trouve A'3M/A'3A'2=0.712=F'2/3076, d'ou F'2=2189 kg.h^-1. On en déduit F'3=3076-2189=887 kg.h^-1.

Le rendement s'écrit F'2×x'2/(F1×x1)=2189×0.058/(1000×0.25)=0.51, soit 51.0%. Ce rendement est nettement inférieur au rendement de 94.2% de la colonne, d'ou l'intérêt d'une extraction à contre-courant.

---