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Modèle: Réaction et réacteurs
Présentation de la série

AZPROCEDE, SIMULATION
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Schéma réactionnel, propriétés
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Adiabatique:
 la chaleur dégagée ou absorbée par la réaction est prise en
compte,
 pas de transferts thermiques externes (serpentin, doubleenveloppe, condenseur et pertes thermiques) ,
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 Transferts thermiques externes gérés: serpentin et double
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Eléments pris en compte dans le modèle:
 équations de bilan (matière et thermique),
 équations de réaction et équations cinétique,
 résolution par volumes de contrôle,
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variations de température.

Limites du modèle
 pas de gestion des équilibres liquide-vapeur (ébullition de
l’inerte uniquement).
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 Conduite d’une réaction:
• discontinue - semi-continue - continue,
 Cinétique de réaction,
 Influence du type de réacteur:
• agité - agité continu - tubulaire,
 Variation des conditions opératoires pour un schéma réactionnel

donné,
 Bilan matière de réaction avec taux de conversion et sélectivité,
 Séquences de démarrage et d’arrêt:
•
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•
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remplissage de l’installation,
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Aide reaction reacteurs

  • 1. Modèle: Réaction et réacteurs Présentation de la série AZPROCEDE, SIMULATION DYNAMIQUE DE PROCÉDÉS WWW.AZPROCEDE.FR
  • 2. Schéma réactionnel, propriétés des constituants, cinétiques
  • 3. Réaction: constituants et alimentations Constituants:  1+6 constituants: I inerte, réactifs ABC, produits RST,  Propriétés de chaque constituants: nom, masse molaire, masse volumique et capacité calorifique Cp,  Gestion de la volatilité de l’inerte seul (éq° d’Antoine), Alimentations des réactifs purs ou en solution dans l’inerte, Système d’unités:  L.h-1 et mol.L-1,  kg.h-1 et titre massique,  kmol.h-1 et réactifs purs.
  • 4. Réaction: équations et cinétique  3 réactions R1, R2, R3, mettant en œuvre ABCRST,  Ex: a1 A + b1 B + c1 C < == > r1 R + s1 S + t1 T  Coefficients stœchiométriques, rst<0 pour mettre les produits RST à gauche de l’équation de réaction,  Equations cinétiques (k1 sens direct et k2 sens inverse),  Ordre pour chaque constituant (coef. stœch. par défaut),  Energie d’activation et constante cinétique,  Possibilité de bloquer la cinétique, et de choisir k=cste ou k=exp(-Ea/RT),  Enthalpie de réaction (>0 ou <0 pour réact° exothermique).
  • 5. Réaction: modèle thermique Isotherme:  la température du réacteur n’est calculée que comme la température de mélange des alimentations, Adiabatique:  la chaleur dégagée ou absorbée par la réaction est prise en compte,  pas de transferts thermiques externes (serpentin, doubleenveloppe, condenseur et pertes thermiques) ,  ébullition de l'inerte non gérée, Transferts:  Transferts thermiques externes gérés: serpentin et double enveloppe pour RAC, condenseur et pertes thermique,  Pour le réacteur tubulaire, mode transfert=adiabatique.
  • 6. Soutirage par régulation de niveau (RAC continu), ou TOR (semi-continu) Alimentations par régulateurs de débit, bouton FQ pour gestion de quantité à charger CPG Séparateur
  • 7. Réacteur de 20L (réglable) Agitateur à vitesse variable Régulateurs de température chaud-froid serpentin Double enveloppe
  • 9. Tableau de bilan de la réaction Historiques compositions en A et R, B et S, C et T
  • 10. 5 (ou N) réacteurs agités continus en série (RAC) Condenseur/reflux total CPG Alimentations B et C en // sur 2,3,…N réacteurs
  • 11. 5 (N) compartiments agités continus en série (RAC) Condenseur/soutirage total Alimentations B et C en // sur 2,3,…N réacteurs
  • 12. Réacteur tubulaire: Profils de composition et température le long du réacteur Recirculation avec échangeur et FIC Recyclage produits dans l’alimentation pour réactions consécutives
  • 13. Série réaction: modèle numérique Eléments pris en compte dans le modèle:  équations de bilan (matière et thermique),  équations de réaction et équations cinétique,  résolution par volumes de contrôle,  pertes thermiques (réacteur et équipements),  inertie thermique (réacteur) prise en compte lors des variations de température. Limites du modèle  pas de gestion des équilibres liquide-vapeur (ébullition de l’inerte uniquement).
  • 14. Série réaction: applications pédagogiques  Conduite d’une réaction: • discontinue - semi-continue - continue,  Cinétique de réaction,  Influence du type de réacteur: • agité - agité continu - tubulaire,  Variation des conditions opératoires pour un schéma réactionnel donné,  Bilan matière de réaction avec taux de conversion et sélectivité,  Séquences de démarrage et d’arrêt: • • • • … remplissage de l’installation, mise en température, mise en régime stationnaire (si applicable), arrêt, refroidissement, vidange de l’installation,