Le document présente un modèle de réaction et de réacteurs, détaillant les constituants, propriétés, cinétiques et équilibre thermique. Il aborde les différents types de réacteurs, leurs modes de fonctionnement et les aspects à considérer lors de la simulation de procédés. De plus, il décrit les applications pédagogiques du modèle, incluant des éléments de conduite de réaction et des bilans matière.

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

8. Condenseur total
Réglage reflux
ou soutirage

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,