distillation - Département de génie chimique

GBT 220 - Laboratoire d'opérations unitaires
Distillation
DISTILLATION
DISTILLATION CONTINUE D’UN MELANGE n‐HEPTANE – TOLUÈNE DANS UNE COLONNE
GARNIE
Objectifs du laboratoire
Le laboratoire vise l’atteinte des objectifs suivants :
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Connaître le principe d'opération et les composantes d'une colonne de distillation continue
Appliquer le bilan de matière pour un système à deux composants
Connaître les caractéristiques du mélange liquide à distiller
Connaître les critères de performance d'une colonne à distiller
Connaître les caractéristiques et déterminer l’équation de la liqne‐q
Objectifs spécifiques
Être capable de déterminer les variables et caractéristiques suivantes et les présenter sous forme de
rapport :
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Évaluer les propriétés thermodynamiques aux conditions d'opération de la colonne
Faire les bilans de matière global et partiel selon la nomenclature de McCabe
o Sur la base molaire
o Sur la base massique
Faire le bilan d'énergie en kJ/s ‐ utiliser T ref = 25°C et les Cp constants à 25°C
Déterminer l’équation de la droite d'opération de la section enrichissement
o Calculer le paramètre de la droite d'opération
o Porter le résultat sur un graphique y‐x
Déterminer l’équation de la ligne‐q
o Calculer q
o Calculer le paramètre de la droite‐q
o Porter le résultat sur un graphique y‐x
Déterminer le reflux minimum
o graphiquement avec le diagramme y‐x
o et en le calculant
Déterminer le nombre de plateaux théoriques par la méthode de McCabe‐Thiele et comparer
avec la valeur graphique
Évaluer le nombre minimum de plateaux et comparer avec la valeur graphique
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Distillation
Manipulation
L’opération de distillation en continue consiste à séparer un mélange n‐heptane‐toluène de façon à
déterminer les conditions optimales de fonctionnement. La colonne à distiller est une colonne verticale
qui est garnie pour permettre un contact intime entre les phases vapeur et liquide qui y circule.
1. Mettre la colonne en régime (pendant un certain temps la faire fonctionner à reflux total jusqu'à
stabiliser le système ‐ pertes de charge et températures constantes).
2. Ouvrir l'alimentation et établir l'état de régime pour un reflux constant. Mesurer les pertes de
charge, les températures et les concentrations du distillat.
3. Effectuer des variations, soit de la température de l'alimentation, soit de la température du
bouilleur, de façon à étudier l'influence de ces variables sur l'opération.
4. Pour chaque état de régime, effectuer un bilan de matières et un bilan d'énergie.
5. À l'aide des diagrammes tracer les lignes d'opération pour les différents régimes utilisés.
Référence
[1] – W.L. McCabe, J. C. Smith, P. Harriott, « Unit Operations of Chemical Engineering », McGraw‐Hill,
Chapitre 18, «Distillation », 5éme édition (1993) Département de génie chimique
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Distillation
Tableau 1 : Données d’équilibre L-V du système heptane - toluène
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Schéma
Figure 1 : Schéma de la colonne à distiller
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