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   Constituants
et équilibres liquide-vapeur en RECTIFICATION
Constituants
inclus dans le logiciel : benzène, isopropanol (ou
propanol-2), propanol-1, toluène, méthanol, éthanol,
butanol, acétone et eau (numérotés de
1 à 9).
Mélanges idéaux :
(propanol-1 – propanol-2), (benzène –
toluène), …
Mélanges non idéaux :
(eau – acétone), (eau – méthanol), (acétone – méthanol),
(benzène – méthanol), (benzène - éthanol),
Mélanges avec
azéotrope : (eau – éthanol), (eau –
butanol), (eau – propanol-1), (eau – propanol-2).
On peut choisir le mélange
binaire à rectifier en sélectionnant deux constituants
quelconques de la base de donnée, par clic gauche dans
le bouton violet ‘binaire’. Deux constituants supplémentaires
(n°10-eau et n°11-acide acétique) peuvent être
sélectionnés par l’option binaire.txt du
menu accessible par le bouton ‘binaire’. |
 Modification
des propriétés des constituants sélectionnés (y
compris son nom). Tous ces paramètres sont ré-initialisés
au démarrage du modèle. Pour conserver des données
modifiées, il est nécessaire de les sauvegarder
dans un fichier (type binaire.txt).
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Constituants utilisateurs
chargés à partir d’un fichier texte :
les deux constituants n°10 et n°11 peuvent également être
chargés directement par l’utilisateur à partir
d’un fichier texte, à l’aide du bouton approprié .
N’importe quel binaire peut ainsi être rajouté par
l’utilisateur, il lui suffit pour cela de constituer
un fichier contenant toutes les données du mélange
binaire (voir par exemple le fichier
éthanol-eau.txt). Le bouton de sauvegarde permet également
de sauver les propriétés du mélange binaire
sélectionné selon le même format. |
Paramètres
et unités : tous les paramètres des
constituants du mélange binaire sélectionné dans
le modèle sont modifiables par les boutons violets .
Ces paramètres peuvent également être sauvegardés
dans un fichier *.txt, éditable et rechargeable. Cela
permet à l’utilisateur d’inclure n’importe
quel mélange binaire dans le modèle. Les paramètres
sont : masse molaire (g.mol-1), masse volumique
du liquide (kg.L-1), capacité thermique du
liquide à
la température moyenne (kJ.kg-1.K-1),
chaleur latente de vaporisation (kJ.kg-1), conductivité thermique
du liquide (W.m-1.K-1), viscosité du
liquide (centipoise, 1cp=10-3Pa.s), coefficients A,
B et C de l’équation d’Antoine avec la pression
de vapeur saturante donnée en mmHg (A(en Pa)=A(en mmHg)+log(101325/760)).
Pour les mélanges
non idéaux, volume molaire des liquides purs (cm3.gmol-1),
et coefficients d’énergie d’interaction
binaire L12-L11 et L21-L22 (J.mol-1)
du modèle de Wilson. |
Calcul des équilibres
liquide – vapeur en mélange idéal :
les pressions de vapeur saturante des constituants sont calculés
par l’équation d’Antoine log(P°(T))=A-B/(C+T),
avec P°(T) en mmHg et T en °C. La pression de vapeur émise
par un mélange binaire de composition molaire x1 est
P=x1 P1°(T) + (1-x1) P2°(T).
On détermine Teb, la température d’ébullition
du mélange, en résolvant l’équation
Ptotale= x1 P1°(Teb)
+ (1-x1) P2°(Teb). La
composition molaire en phase vapeur à l’équilibre
avec le liquide de composition x1 est y1=x1 P1°(T)/Ptotale. |
Calcul des équilibres
liquide – vapeur en mélange non idéal,
coefficients d’activités en phase liquide par
le modèle de Wilson: les paramètres du modèle
sont les volumes molaires des liquides pur VL1 et
VL2 et les coefficients d’énergie d’interaction
L12-L11 et L21-L22.
On en déduit les paramètres A12=(VL1/VL2)
exp(-(L12-L11)/RT) et A21=(VL2/VL1)
exp(-(L21-L22)/RT). Les coefficients
d’activités des constituants en phase liquide
sont alors calculés par :
Ln(γ1)=-ln(x1+A12x2)+x2(A12/(x1+A12x2)-A21/(A21x1+x2))
Ln(γ 2) =-ln(x2+A21x1)-x1(A12/(x1+A12x2)-A21/(A21x1+x2)) |
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