c'est un travail personnel encadré. ce travail porte sur les amines, composés chimiques dérivant de l'ammoniac. dans le travail, nous avons essayé de présenter les différentes classes d'amines, leurs propriétés physique et chimiques, leurs très grandes réactivités avec
The document discusses the rate of reaction and various factors that affect it such as temperature, pressure, and concentration. It specifically examines nitration reactions, the introduction of nitro groups into organic compounds. The rate of nitration depends on the concentration of nitric acid and the organic molecule being nitrated, as well as the concentration of sulfuric acid, use of organic solvents, and whether the reaction occurs in gas or liquid phase.
Halogenation is the process of introducing halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine into organic compounds. Bromine atoms can be added to an organic compound through reaction with bromine gas or hydrobromic acid using an iron bromide catalyst. Halogenated organic compounds have a variety of uses including as fire extinguishers, anesthetics, refrigerants, and blowing agents.
The document discusses nitration, which is the introduction of nitro groups (-NO2) into organic molecules. It can produce nitro aromatic compounds, nitro paraffinic compounds, or nitramine compounds. The main nitrating agents are mixtures of nitric acid with sulfuric acid. Nitration of aromatic compounds produces nitrobenzene and related compounds. The orientation of nitro substitution depends on the electron-withdrawing or -donating effects of substituents. Nitration of aliphatic compounds requires high temperatures and yields complex product mixtures. Process parameters like temperature, agitation, composition, and phase ratios influence nitration kinetics and yields.
c'est un travail personnel encadré. ce travail porte sur les amines, composés chimiques dérivant de l'ammoniac. dans le travail, nous avons essayé de présenter les différentes classes d'amines, leurs propriétés physique et chimiques, leurs très grandes réactivités avec
The document discusses the rate of reaction and various factors that affect it such as temperature, pressure, and concentration. It specifically examines nitration reactions, the introduction of nitro groups into organic compounds. The rate of nitration depends on the concentration of nitric acid and the organic molecule being nitrated, as well as the concentration of sulfuric acid, use of organic solvents, and whether the reaction occurs in gas or liquid phase.
Halogenation is the process of introducing halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine into organic compounds. Bromine atoms can be added to an organic compound through reaction with bromine gas or hydrobromic acid using an iron bromide catalyst. Halogenated organic compounds have a variety of uses including as fire extinguishers, anesthetics, refrigerants, and blowing agents.
The document discusses nitration, which is the introduction of nitro groups (-NO2) into organic molecules. It can produce nitro aromatic compounds, nitro paraffinic compounds, or nitramine compounds. The main nitrating agents are mixtures of nitric acid with sulfuric acid. Nitration of aromatic compounds produces nitrobenzene and related compounds. The orientation of nitro substitution depends on the electron-withdrawing or -donating effects of substituents. Nitration of aliphatic compounds requires high temperatures and yields complex product mixtures. Process parameters like temperature, agitation, composition, and phase ratios influence nitration kinetics and yields.
Nitro compounds can be prepared by several methods including nitration of alkanes, from alkyl halides, and from primary amines. Nitro compounds undergo various reactions including reduction, hydrolysis, halogenation, and reaction with nitrous acid. Amines can be prepared from alkyl halides, oximes, alkyl cyanides, amides, and nitro compounds by reduction. Amines undergo reactions like basic hydrolysis, reactions with nitrous acid to form diazonium salts, acylation, and electrophilic aromatic substitution. Diazonium salts are important intermediates that allow introduction of groups like chlorine, bromine, fluoride, and hydroxyl into aromatic rings. They also undergo azo coupling reactions
Kinetics in UP
This document discusses chemical kinetics and reaction rates. It defines key kinetics concepts like reaction order, rate laws, and rate constants. Specific examples covered include first-order, second-order, and zero-order reactions. The effects of temperature, catalysts, and physical conditions on reaction rates are also explained. Several industrial reaction mechanisms are summarized, such as the chlorination of methane, hydrolysis, nitration of benzene, and sulfonation of benzene.
Pyrrole is a heterocyclic aromatic compound with the formula C4H4NH. It is a colorless volatile liquid that is more reactive than benzene towards electrophilic aromatic substitution due to its ability to stabilize positive charges through resonance. Pyrrole can be synthesized by treating furan with ammonia in the presence of an acid catalyst or by heating acetylene and ammonia. Electrophilic substitution of pyrrole occurs preferentially at the carbon atoms, especially C-2, rather than the nitrogen atom. Common electrophilic aromatic substitutions for pyrrole include nitration, halogenation, and sulfonation.
The document outlines the sections and subsections contained in the ASME Boiler and Pressure Vessel Code. It includes rules for construction of various types of boilers, pressure vessels, and containment systems. The sections cover materials specifications, welding requirements, nondestructive testing, in-service inspection, and rules for ongoing care and operation. The code also provides alternative rules for special construction applications.
This document summarizes a student project on designing and analyzing pressure vessels using conventional and ASME standards methods. It includes:
- Design and analysis of pressure vessels using conventional design, 3D modeling, ANSYS analysis, and ASME code design using PV-Elite software.
- Comparison of designs from conventional versus ASME code methods to determine the safest and most economical approach.
- The project aims to avoid pressure vessel failures and accidents through optimized design and increased safety factors.
The document illustrates different types of pressure vessels including a horizontal drum on saddle supports, a vertical vessel with leg support, a vertical vessel with lug support, a column, and a reactor. Each illustration shows the main components of the vessel including the shell, heads, supports, nozzles, and internal structures like catalyst beds.
A pressure vessel is a container designed to hold gases or liquids at a pressure different from ambient pressure. Common materials used include steel, aluminum, and polymers. The manufacturing process involves forming, pressing, spinning, bending, welding, post weld heat treatment, assembly, and painting. Forming changes the size or shape through application of force using hot, warm, or cold processes. Welding permanently joins materials by melting them. Post weld heat treatment improves the properties of the weldment.
Megyesy pressure vessel hand book [11th ed.]Gowtham M
The document discusses the history and importance of chocolate in human civilization. It notes that chocolate originated in Mesoamerica over 3000 years ago and was prized by the Aztecs and Mayans for its taste. Cocoa beans were used as currency and their cultivation was tightly regulated. The document highlights how chocolate spread around the world following the age of exploration and is now one of the most popular flavors globally.
This document provides an overview and agenda for a two-day workshop on pressure vessel applications, operations, and maintenance. The workshop will cover topics such as pressure vessel design requirements, stress analysis methods, international standards for safety, and manufacturing processes. Attendees will include engineers and technicians working with pressure vessels. The objectives are for participants to understand pressure vessel design codes and analysis, recognize common terms, and apply safety standards to real-world scenarios.
The document discusses pressure vessels, including their definitions, components, classifications, uses, applicable codes, design criteria, testing methods. It covers topics such as typical pressure vessel components, various classifications of pressure vessels, common uses of pressure vessels, design codes like ASME and materials qualification tests and leakage tests performed on pressure vessels.
To study the properties, nomenclature and the physical as well chemical reactions of aliphatic and alkyl benzene. Might as well as the usage of benzene in our daily life routine
Este documento presenta varias nuevas técnicas y herramientas de comercialización online para campings. Incluye un resumen de PhotoCamping.com, una extranet de usuarios personalizada, innovaciones en diseño web, integración con Google Analytics, redes sociales como Facebook y Google+, herramientas de posicionamiento en buscadores, un motor de reservas online integrado y correos electrónicos de marketing. El objetivo es mejorar la fidelización de clientes y aumentar las reservas a través de una presencia digital avanzada.
La pancreatitis crónica es una enfermedad inflamatoria del páncreas que resulta en cambios estructurales permanentes y conduce a insuficiencia pancreática exocrina y/o endocrina. Puede ser causada por consumo crónico excesivo de alcohol, hipercalcemia, traumatismos, pancreatitis hereditaria u obstrucción ductal. Los síntomas principales son dolor abdominal, pérdida de peso e ictericia. El tratamiento incluye manejo del dolor, suplementos de enzimas pancreáticas y cirugía en algunos casos
le but du cours est de donner un aperçu sur les percepts conduisant à la mise en oeuvre de procédés pétrochimiques.
Dans un premier temps l'accent sera mise sur les principes théoriques.
Dans un deuxième, il sera question de l'étude des procédés sous leurs divers aspects: thermodynamique, cinétique, catalyse, technologie, HSE, et bien sur économique
Pour atteindre en 2050 la neutralité carbone inscrite dans la loi énergie-climat, le Gouvernement s’est fixé pour objectif de réduire la consommation d’énergie en France de 40 % d’ici 2030. Le secteur industriel, qui représente 20 % de la consommation énergétique finale, doit contribuer significativement à cette économie.
Les sites industriels les plus gourmands en énergie sont notamment ceux qui transforment la matière, comme on en trouve dans les industries chimique, pétrochimique, pharmaceutique, agroalimentaire ... Sur place, des fluides sont soumis à des changements de température ou d’état (conversion de liquide en vapeur par exemple), ce qui consomme de l’énergie par endroits et en libère en d’autres. On peut dès lors optimiser la consommation du site industriel en recyclant cette énergie, notamment en récupérant la chaleur produite à un endroit pour chauffer un fluide froid situé ailleurs via un échangeur de chaleur, qui transfère l’énergie thermique d’un fluide vers un autre sans les mélanger. Nous avons développé un logiciel qui propose à l’exploitant industriel des solutions pragmatiques de réduction de consommation d’énergie thermique respectant les contraintes du site.
Au service de la compétitivité des PME par l’innovation dans les énergies.
Le programme AVENE PME (Avenir Énergie PME) est né de la volonté de l’État, via le programme d’investissements d’avenir (PIA), de confier aux organismes publics de recherche labellisés Carnot le soin d’amplifier la collaboration avec les acteurs du monde socioéconomiques et notamment les PME. Dans le domaine de l’énergie, les instituts Carnot (IC) M.I.N.E.S et Energies du Futur ont collaboré à la structuration de ce rapprochement avec cette catégorie d’entreprises :
• en proposant une offre technologique élargie,
• en déployant un processus unique et partagé de dialogue et d’échange.
En parallèle, les laboratoires du périmètre concerné ont été invités à concevoir des preuves de concept pour illustrer leur savoir-faire et enclencher le processus d’innovation.
Ce manuel présente 50 technologies, soit autant d’opportunités pour les entreprises d’élargir leur offre commerciale en s’appuyant sur l’exploitation des résultats de la recherche.
Nitro compounds can be prepared by several methods including nitration of alkanes, from alkyl halides, and from primary amines. Nitro compounds undergo various reactions including reduction, hydrolysis, halogenation, and reaction with nitrous acid. Amines can be prepared from alkyl halides, oximes, alkyl cyanides, amides, and nitro compounds by reduction. Amines undergo reactions like basic hydrolysis, reactions with nitrous acid to form diazonium salts, acylation, and electrophilic aromatic substitution. Diazonium salts are important intermediates that allow introduction of groups like chlorine, bromine, fluoride, and hydroxyl into aromatic rings. They also undergo azo coupling reactions
Kinetics in UP
This document discusses chemical kinetics and reaction rates. It defines key kinetics concepts like reaction order, rate laws, and rate constants. Specific examples covered include first-order, second-order, and zero-order reactions. The effects of temperature, catalysts, and physical conditions on reaction rates are also explained. Several industrial reaction mechanisms are summarized, such as the chlorination of methane, hydrolysis, nitration of benzene, and sulfonation of benzene.
Pyrrole is a heterocyclic aromatic compound with the formula C4H4NH. It is a colorless volatile liquid that is more reactive than benzene towards electrophilic aromatic substitution due to its ability to stabilize positive charges through resonance. Pyrrole can be synthesized by treating furan with ammonia in the presence of an acid catalyst or by heating acetylene and ammonia. Electrophilic substitution of pyrrole occurs preferentially at the carbon atoms, especially C-2, rather than the nitrogen atom. Common electrophilic aromatic substitutions for pyrrole include nitration, halogenation, and sulfonation.
The document outlines the sections and subsections contained in the ASME Boiler and Pressure Vessel Code. It includes rules for construction of various types of boilers, pressure vessels, and containment systems. The sections cover materials specifications, welding requirements, nondestructive testing, in-service inspection, and rules for ongoing care and operation. The code also provides alternative rules for special construction applications.
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- Design and analysis of pressure vessels using conventional design, 3D modeling, ANSYS analysis, and ASME code design using PV-Elite software.
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A pressure vessel is a container designed to hold gases or liquids at a pressure different from ambient pressure. Common materials used include steel, aluminum, and polymers. The manufacturing process involves forming, pressing, spinning, bending, welding, post weld heat treatment, assembly, and painting. Forming changes the size or shape through application of force using hot, warm, or cold processes. Welding permanently joins materials by melting them. Post weld heat treatment improves the properties of the weldment.
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The document discusses pressure vessels, including their definitions, components, classifications, uses, applicable codes, design criteria, testing methods. It covers topics such as typical pressure vessel components, various classifications of pressure vessels, common uses of pressure vessels, design codes like ASME and materials qualification tests and leakage tests performed on pressure vessels.
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Pour atteindre en 2050 la neutralité carbone inscrite dans la loi énergie-climat, le Gouvernement s’est fixé pour objectif de réduire la consommation d’énergie en France de 40 % d’ici 2030. Le secteur industriel, qui représente 20 % de la consommation énergétique finale, doit contribuer significativement à cette économie.
Les sites industriels les plus gourmands en énergie sont notamment ceux qui transforment la matière, comme on en trouve dans les industries chimique, pétrochimique, pharmaceutique, agroalimentaire ... Sur place, des fluides sont soumis à des changements de température ou d’état (conversion de liquide en vapeur par exemple), ce qui consomme de l’énergie par endroits et en libère en d’autres. On peut dès lors optimiser la consommation du site industriel en recyclant cette énergie, notamment en récupérant la chaleur produite à un endroit pour chauffer un fluide froid situé ailleurs via un échangeur de chaleur, qui transfère l’énergie thermique d’un fluide vers un autre sans les mélanger. Nous avons développé un logiciel qui propose à l’exploitant industriel des solutions pragmatiques de réduction de consommation d’énergie thermique respectant les contraintes du site.
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Analyse cycle vie chauffage ecs en maisons individuelles-synthese-ademeBuild Green
Dans le cadre de ses missions, l’ADEME a souhaité évaluer la performance environnementale, tout au long de leur cycle de vie, de cinq solutions d’équipements énergétiques couplant une solution de chauffage et une solution de production d’eau chaude sanitaire (ECS), les plus représentatives du marché de la maison individuelle neuve en France répondant aux critères de la réglementation thermique « RT 2012 ».
Le Bâtiment, l'empreinte environnementale et les énergies renouvelablesNovabuild
Lors d'une réunion organisée par le CINA (commission Immobilier d'Entreprise & Habitat), la problématique des énergies renouvelables a été élargie à l'empreinte environnementale des bâtiments, depuis la trajectoire 1,5 à 2 °C du GIEC jusqu'à la RE 2020.
Cleantechs et microtechniques : un vaste champ d’opportunités (avec la réflex...Minnovarc
Auteur : Patrick ROTH, directeur du Cluster de la Précision (Bienne) et CEO du Competence Center for Medical Technology (Berne), Suisse, Cluster de la Précision
Réalisé lors du 4ème Atelier Microtechniques & Innovation de Minnovarc, les 11 et 12 octobre 2012, Ste-Croix, Suisse
Plus d'infos sur www.minnovarc.fr
This document describes the design procedure for steel frame structures according to BS 5950 standard. It involves 8 main steps: 1) preparing data files, 2) classifying the frame as sway or non-sway, 3) calculating effective buckling lengths, 4) determining slenderness ratios, 5) checking slenderness constraints, 6) analyzing the frame under loading, 7) checking strength requirements, and 8) checking serviceability criteria such as displacements. The procedure aims to select standard steel sections, satisfy strength and serviceability limits, and consider the most unfavorable loading cases. A flowchart illustrates the overall process.
This document provides training on hydrogen sulfide (H2S) safety. It states that the company's policy is to prevent exposure to H2S concentrations that could endanger life or health. It also notes that all personnel required to work in H2S areas must be properly trained. The document discusses the physical and hazardous properties of H2S gas, signs of exposure, protective equipment requirements, and procedures for working in and monitoring H2S areas.
7 fire protection_engineering_r2-e-n1-c_0_z5rdz-i34k-prHedi Mohamed
This document provides an overview of fire protection engineering requirements for GSA facilities. It discusses ensuring adequate water supply and fire pumps for sprinkler systems. It also covers sprinkler system design and components. Special requirements are outlined for concealed and exterior fireproofing to protect structural members. The document emphasizes designing life safety systems according to national codes and establishing communication between design engineers and GSA fire protection experts.
This document describes the installation of magnesium anode cathodic protection systems for water mains, services, and hydrant branches. It specifies the materials, construction details, measurement, and basis of payment for installing prepackaged magnesium anodes of various sizes. The anodes are connected to pipes using thermite welding and backfilled according to specifications to protect portions of water distribution infrastructure from corrosion.
This document outlines requirements for cathodic protection design and sacrificial anode manufacturing. It provides standards for cathodic protection of submerged installations, design parameters like current densities and electrolyte resistivities, and anode inspection/testing tolerances. The document establishes guidelines for electrical continuity, protection of concrete/mud zone structures, and current drain considerations for wells, anchors, and pipelines. Manufacturing requirements are defined for pre-production testing and insert materials for aluminum and zinc anodes.
This document discusses optimizing corrosion protection for structures by using a combination of cathodic protection and coating. It finds that using a "good" coating on the majority (90%+) of a structure's surface can dramatically reduce the required weight of sacrificial anodes for cathodic protection. Coating key areas saves on anode weight, welding, and material costs while increasing coating costs. The document compares cathodic protection designs and costs for several offshore structures, finding coating can reduce anode weight by 3-4 times and save 10-30% of costs compared to an uncoated structure.
1. La conception d’un procédé chimique
Introduction
Page 1
La transformation de réactifs en produits s’effectue généralement en plusieurs
étapes.
Le procédé peut être divisé en plusieurs étapes intermédiaires de transforma-
tion. On utilise alors différents équipements de production : réacteur, séparateur,
échangeur de chaleur, pompe, mélangeur...
L’interconnexion de ces étapes permettra d’obtenir le produit fini.
La synthèse d’un procédé chimique se fait alors en deux étapes :
1- sélection les étapes de la transformation,
2- interconnexion de ces étapes pour former le procédé.
Le schéma de procédé (flowsheet) représente graphiquement cette synthèse.
2. La conception d’un procédé chimique
Introduction
Page 2
Le schéma de procédé permet de construire un modèle mathématique.
La résolution de ce modèle permet de prédire le comportement du procédé.
La simulation du comportement du procédé servira à ajuster différents paramè-
tres opératoires avant la construction.
Le simulateur prédira :
1- les débits, compositions, températures et pressions des différentes
lignes;
2- le comportement et les dimensions des unités de production;
3- la consommation énergétique du procédé...
Ceci permet au concepteur d’évaluer la performance de son concept:
1- performance économique (critère important),
2- performance environnementale,
3- santé et sécurité,
4- facilité d’opération (démarrage et arrêt),
5- flexibilité d’opération...
3. La conception d’un procédé chimique
Introduction
Page 3
L’évaluation des performances conduit aux changements dans le procédé dans
le but d’améliorer ses performances.
Certains changements entraîneront la synthèse de structures alternatives.
Nous parlons alors d’optimisation structurelle du procédé.
L’optimisation des paramètres se fait sans changer la structure du procédé.
4. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 4
Le procédé suivant transforme des réactifs en un ou plusieurs produits.
Le cœur de ce procédé est le réacteur où la réaction chimique aura lieu
(transformation des réactifs).
Généralement, la transformation est incomplète. On retrouve des réactifs avec
les produits.
On isole le ou les produits en les séparant des réactifs non réagis (étape de
séparation).
Les produits sont retirés du procédé et les réactifs non réagis sont recirculés
à l’alimentation principale.
5. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 5
Plusieurs techniques de recirculation existent qui seront issues d’une structure
différente du procédé. Il faut choisir celle qui correspond le mieux au réacteur
étudié.
Tous les échangeurs de chaleur sont alimentés par des sources extérieures au
procédé. L’efficacité énergétique du procédé est faible. L’intégration thermique
du procédé permet d’augmenter l’efficacité de ce dernier. Plusieurs alternatives
seront développées et évaluées.
6. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 6
Les difficultés de la conception d’un procédé chimique se résument en deux
questions:
1- suis-je capable d’identifier toutes les strutures possibles?
2- suis-je capable d’optimiser toutes ces strutures pour les comparer
adéquatement?
7. La conception d’un procédé chimique
Le modèle «oignon»
Page 7
Le développement d’une structure de procédé se fait de la façon suivante :
Étape 1. Réacteur
Si le procédé requiert un réacteur, on commence la conception par celui-ci. On
développe la structure voisine du réacteur :
1- réacteur,
2- lignes de procédé transportant les réactifs vers le réacteur.
3- lignes de procédé transportant les produits issus du réacteur.
Si la réaction chimique est incomplète (ce qui est généralement le cas), il faut
prévoir une étape de séparation des réactifs non réagis des produits.
8. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 8
Étape 2. Séparation et recirculation de matière
La conception de la section de séparation suit la conception du réacteur puisque
celui-ci dictera les grande lignes de l’étape de séparation. La stratégie de
recirculation des réactifs non réagis sera également élaborée à cette étape.
9. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 9
Étape 3. Le réseau d’échangeurs de chaleur
Lorsque les étapes 1 et 2 sont complétées, nous avons une bonne image
de la consommation énergétique du procédé (chauffage, refroidissement, puis-
sance…). L’intégration thermique du procédé a pour objectif de maximiser les
échanges thermiques à l’intérieur du procédé.
10. La conception d’un procédé chimique
Le procédé complet
Page 10
Étape 4. Les services
Lorsque l’intégration thermique (étape 3) n’est pas parfaite, il faut utiliser des
sources d’énergie externes au procédé (vapeur, eau de refoirdissement, air…).
Ces services à la production seront évaluée à cette étape.
Cette façon de faire est appelée technique de l’oignon et est représentée par
la figure suivante.
Note : Pour les procédés ne nécessitant pas de réacteur (procédé de raffinage
par exemple) nous commençons la conception à l’étape 2.
Services
Réseau
d'échangeurs de
chaleur
Sépara
tion + Recir
culation
Réacteur
11. La conception d’un procédé chimique
La conception
Page 11
Deux approches sont préconisées dans la conception de procédé chimique :
1. construction d’une structure irréductible,
2. création et optimisation d’une structure réductible.
1. Construction d’une structure irréductible
Une approche qui suit la logique de la technique de l’oignon.
Le concepteur prend des décisions à chaque étapes de la conception en
fonction des informations disponibles à ce moment-là.
Cette technique se base sur une suite de meilleures décisions locales. Les
équipements sont ajoutés s’ils sont justifiés économiquement sur la base de
l’information disponible à ce moment-là.
On maintient la structure irréductible en n’incluant pas les équipements qui
pourraient être redondants techniquement ou économiquement.
Avantage :
Le concepteur contrôle les décisions de base et interagit avec le développement
de la structure.
12. La conception d’un procédé chimique
La conception
Page 12
Désavantages :
Chaque étape nécessite la prise de décisions qui pourraient avoir un impact
sur le procédé final. Il faut donc construire plusieurs scénarios optimisés pour
déterminer le meilleur. Le nombre de scénios peut devenir assez important.
L’évaluation de plusieurs scénarios ne garantit pas le meilleur design possible.
Les interactions croisées entre les différents scénarios ne sont généralement
pas prises en compte.
L’effort fait pour maintenir la structure irréductible et simple peut éliminer des
solutions où l’interaction entre des pièces d’équipement serait bénifique pour
le procédé.
Étape 1 Étape 2 Étape 3 Étape 4
13. La conception d’un procédé chimique
La conception
Page 13
2. Création et optimisation d’une structure réductible
Dans cette approche, le concepteur construit une superstructure (ou hyperstruc-
ture) dans laquelle on retrouve toutes les possibilités réalisables. Les différentes
pièces d’équipement possibles s’y retrouvent ainsi que toutes les intercon-
nexions envisageables. Des structures redondantes sont incluses dans le dia-
gramme du procédé
étudié.
La figure suivante
présente la super-
structure du procédé
de fabrication du
benzène. Toutes les
possibilités techni-
ques sont incluses
dans le diagramme.
14. La conception d’un procédé chimique
La conception
Page 14
Le procédé est converti en modèle mathématique qui comporte des équations
et des variables de design. Les variables de design représentent les débits,
composition, dimensions... et les coûts et profits associés aux pièces d’équipe-
ment.
L’utilisation d’un algorithme d’optimisation permet de maximiser le profit tout en
minimisant les coûts.
La réduction du
schéma précédent
15. La conception d’un procédé chimique
La conception
Page 15
Difficultés:
La technique ne fonctionne pas si le concept optimum n’est pas inclus dans la
structure développée.
La connaissance économique des unités de production est essentielle pour
obtenir une solution fiable.
Désavantages:
L’ingénieur ne participe pas à la décision. Dans ce cas, les considérations de
sécurité, d’environnement ... doivent être intégrées dans le modèle mathémati-
que.
Avantages:
On considère plusieurs concepts simultanément.
16. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 16
La recirculation est un élément important dans l’élaboration d’un procédé.
1. La conversion du réacteur
Il est très rare qu’une réaction chimique soit complète. Généralement, les
conversions sont de l’ordre de 90 à 95%. La ligne de procédé sortant du
réacteur contiendra des produits et des réactifs non réagis.
Les produits doivent être séparés. Les réactifs sont retournés à l’alimentation
du réacteur par une recirculation. On préfère recirculer les réactifs non réagis
car ils ont une valeur économique et leur renvoi dans l’environnement n’est
pas acceptable.
18. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 18
2. La formation de sous-produit
Il arrive que nous ayons une réaction secondaire menant à la formation d’un
ou plusieurs sous-produits. Dans ce cas, nous devons ajouter une étape de
séparation supplémentaire.
19. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 19
Pour diminuer les investissements reliés à l’installation d’une deuxième étape de
séparation, nous pouvons purger une partie des sous-produits et des réactifs
non réagis.
Les réactifs et les sous-produits doivent avoir une volatilité (séparation-distilla-
tion) voisine.
20. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 20
La recirculation fait augmenter la concentration en sous-produits dans l’alimen-
tation du réacteur. Le débit plus important augmente les dimensions de celui-ci.
De plus, une trop grande quantité de sous-produits pourrait nuire à la réaction
chimique en détériorant l’efficacité du catalyseur, par exemple.
La purge entraîne la perte de réactifs non réagis. Il sera peut-être nécessaire de
prévoir un traitement de ces réactifs et sous-produits avant d’en disposer.
3. L’utilisation des sous-produits pour accroître la sélectivité
Lorsque nous sommes en présence de plusieurs réactions chimiques, il arrive
que le sous-produit soit formé par une réaction réversible. Nous pouvons utiliser
les deux derniers schémas.
réactifs produits
réactifs sous-produits
21. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 21
Puisque la réaction est réversible, nous pouvons recirculer le sous-produit pour
inhiber la formation du sous-produit. Dans le schéma suivant, la réaction de
formation est complètement inhibée et donc stoppée.
22. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 22
Dans le procédé suivant, la formation de sous-produit est réduite et il est retiré
du procédé pour maintenir l’équilibre (concentration optimum).
23. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
Page 23
4. Recirculation de contaminants
Il est possible que l’alimentation d’un réacteur contienne des contaminants qui
pourraient empoisonner le catalyseur ou corroder les conduites, par exemple.
Il faut éliminer ces contaminants en utilisant une étape de séparation supplé-
mentaire.
24. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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5. Impureté dans l’alimentation
Les impuretés peuvent être éliminées avant ou après le réacteur. On les élimine
avant lorsqu’elles peuvent empoisonner le catalyseur.
25. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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Lorsque les impuretés n’ont pas d’effet sur le réacteur, on peut utiliser les
configurations suivantes.
27. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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On peut éliminer une étape de séparation en plaçant une purge. Il faut cepen-
dant perdre des réactifs non réagis. Il faut ajuster le pourcentage de purge pour
maintenir le plus de réactif non réagis dans le procédé. Il faut faire attention
à la quantité d’impuretés qui recirculera dans le procédé. Plus le débit de
recirculation est grand, plus la dimension du réacteur sera grande.
28. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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6. Solvant et diluant
On peut abaisser la pression partielle des réactifs dans la phase vapeur en
introduisant de la vapeur dans l’alimentation. Ce diluant ou solvant peut être
recirculé selon le schéma suivant.
29. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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7. Charge thermique
On peut introduire un composé inerte qui pourra augmenter la capacité thermi-
que des réactifs dans le réacteur. Ceci permettra, dans le cas de réactions
exothermiques de diminuer l’élévation de température et, dans le cas endother-
mique, de diminuer la chute de température.
30. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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Au lieu d’utiliser un nouveau composé, on peut recirculer un composé existant
dans le procédé comme le produit de la réaction. Ceci simplifie le schéma de
procédé.
31. La conception d’un procédé chimique
La recirculation
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8. Conclusion
Il existe plusieurs façons de recirculer les réactifs dans un procédé.
Il faut cependant faire attention à l’étape de séparation. Il faut éviter d’avoir
à séparer deux composés ayant une volatilité voisine. Le choix du type de
recirculation en dépendra.
De plus, il faut éviter les séparations et les mélanges inutiles.
Dans tous les cas de recirculation, il faudra augmenter la pression de la ligne
à recirculer. L’investissement et les coûts pour augmenter la pression d’un
liquide (pompe) sont moins importants que pour augmenter la pression d’un
gaz (compresseur).
On recommande de recirculer le plus possible en phase liquide.