Mélanges types

Principe du transfert de masse

Les internes des équipements de transfert de matière (colonne de distillation d'absorption ou d'extraction) doivent être capable d'assurer:
- un contact intime entre phases en offrant un maximum de surface de contact(liquide et gaz pour une distillation une absorption ou un stripping ou bien deux liquides non miscibles pour une extraction)
- séparer correctement les phases en limitant les entraînements de l'une dans l'autre après le transfert de matière

Mélanges de référence

L'efficacité d'un interne de colonne dépend de nombreux facteurs dont la nature des composés mis en jeu.
L'efficacité d'un interne n'est généralement pas disponible pour le mélange de composés à traiter, mais peut être obtenu auprès du fournisseur pour des mélanges types servant de référence.
Il est donc nécessaire, pour évaluer l'efficacité d'un interne dans une application particulière de se référer à un des mélanges types pour lesquels des données expérimentales sont disponibles.
Parmis les paramètres importants à considérer dans cette sélection, citons:
- la volatilité relative
- le domaine de pression de travail
- la tension superficielle et interfaciale
- la nature chimique qui peut affecter le mouillage de la surface
- la nature du matériau de l'interne

Certaines de ces caractéristiques sont rapportées dans le tableau ci-dessous pour différents mélanges type courament utilisés:
En distillation

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Composants      Tre       Volatilité  Domaine de 
              Ebullition   Relative    Pression
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Cyclohexane     80,8°C   1,93 à 50°C     0,2
n-Heptane       98,4°C   1,69 à 90°C      à
                         1,48 à 150°C 5 bars abs
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Chlorobenzène  132,0°C   1,19 à  50°C   0,05
Ethylbenzène   136,2°C   1,12 à 135°C    à
                         1,11 à 150°C 2 bars abs
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p-Xylène       138,4°C   1,26 à  50°C    0,05
o-Xylène       144,3°C   1,17 à 140°C     à
                         1,16 à 150°C 2 bars abs
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iso-Butane     -11,9°C   1,38 à 50°C      7
n-Butane        -0,5°C                     à
                         1,30 à 100°C 20 bars abs
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Méthanol        64,5°C     4,5 à 50°C    0,5
Eau              100°C     3,8 à 80°C     à
                          2,9 à 150°C 15 bars abs
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En absorption

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Composants                  Mécanisme d'absorption
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Ammoniac/Air             Absorption suivie d'une 
ac. Sulfurique/Eau       réaction chimique acide/base
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Ammoniac/Air             Absorption suivie d'une 
Eau                      ionisation
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ac. Chlorhydrique/Air    Absorption suivie d'une 
Soude/Eau                réaction chimique acide/base
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Dioxyde de Carbone /Air  Absorption suivie d'une 
Soude/Eau                réaction chimique acide/base
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Méthanol/Air             Absorption physique
Eau
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Lorsqu'une réaction chimique se produit au sein de la phase liquide se produit, par exemple entre un acide et une base , la vitesse d'absorption à la surface du liquide est très rapide et l'efficacité de l'interne de la colonne est seulement limitée par la vitesse de transfert du composant à absorber au sein de la phase gazeuse vers la surface liquide.
Lorsque l'absorption est purement physique, la concentration en phase liquide du composant à absorber à proximité de la surface du liquide est élevée et limite la vitesse d'absorption. L'efficacité de l'interne de la colonne dépendra de son aptitude à renouveller rapidement le liquide en contact avec le gaz.
En stripping

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Composants          Type d'opération
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Toluène/Eau  Stripping à l'air 
Air          d'un composé organique volatil
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Toluène/Eau  Stripping à la vapeur
Vapeur       d'un composé organique volatil
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Oxygène/Eau  Stripping à la vapeur
Vapeur       d'un gaz dissous
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En extraction liquide liquide

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Soluté/Solvant-1         Tension    
Soluté/Solvant-2       interfaciale  
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Acétone/Toluène          modérée
Acétone/Eau
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ac Siccinique/Butanol     faible
ac Succinique/Eau
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Méthanol/Hexane
Méthanol/Eau
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Propanol/CO2
Propanol/Eau
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