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Distillation - Rectification, résumé de cours

  • Equilibres liquide vapeur: loi de Raoult PA=xA×PA°, loi de Dalton PA=yA×P, isobares d'ébullition et de rosée, courbe d'équilibre y=f(x), volatilité relative α, courbe d'équilibre y=(α×x)/[1+x×(α-1)] en mélange idéal, mélange azéotropique, hétéroazéotrope, corrélation d'Antoine pour les pressions de vapeur saturante des corps purs log P° =A - [B/(C+T)], P pression de vapeur en mmHg et T en °C, A B et C donnés.
  • distillation simple: schéma de principe, vocabulaire et notations, bilan matière et énergétique, représentation sur les isobares d'ébullition et de rosée, règle des segments inverses.
  • rectification continue: schéma de principe, vocabulaire et notations, reflux L et taux de reflux R=L/D, bilan matière et énergétique ou enthalpique, calcul des flux au condenseur et au rebouilleur.
  • Constructions de Mac Cabe et Thiele en rectification continue: NET minimal à reflux total, NET à taux de reflux R fixé, plateau d'alimentation, taux de reflux minimal Rmin pour une séparation donnée, droite d'état thermique de l'alimentation y=(q-1)×x/q+xF/q, avec q=0 en liquide bouillant, q=1 en vapeur saturante, et q=(hF-hliquide bouillant)(hvapeur saturante-hliquide bouillant) dans le cas général.
  • rectification discontinue: schéma de principe, vocabulaire et notations, bilan matière, conduite à taux de reflux constant (qualité de distillat variable) ou qualité de distillat constante (taux de reflux variable), interfraction, constructions de Mac Cabe et Thiele en début et en fin de distillation.
  • Formule de Fenske pour le NET minimal en mélange idéal: NETmin=ln[(xD×(1-xW))/(xW×(1-xD))]/ln[α], avec α volatilité relative.
  • Efficacité des plateaux=(NET-1)/(Nombre de plateaux réels), Hauteur équivalente à un plateau théorique=(Hauteur de garnissage)/(NET-1), pression différentielle et engorgement, choix du taux de reflux optimum R=1.2 à 1.5×Rmin.
  • Technologie: bouilleur, rebouilleur thermosiphon, condenseur total ou partiel, régulations types, garnissage vrac et structuré, collecteurs et distributeurs, équipements annexes, plateaux (trous, clapets, cloche), barrage et déversoirs.
  • Cas de rectification particuliers: compression de vapeur, distillation extractive, épuisement et concentration, distillation d'azéotropes, entrainement à la vapeur.

Distillation - Rectification, exercices

Equilibres liquide - vapeur

Bilan matière et construction graphique de Mac Cabe et Thiele

Bilan matière et/ou bilan thermique / énergétique / enthalpique

Schéma

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