chimie paristech - paristech... · les pompes détermination de la courbe caractéristique d’une

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  • Chimie ParisTech

  • LIVRET DES ENSEIGNEMENTS

    DEUXIME ANNE

    CURSUS INGNIEUR

    CHIMIE PARISTECH

  • DEUXIME ANNEE DU CYCLE INGENIEUR

    SEMESTRE 1

  • GENIE CHIMIQUE

    GC.OPU.2.1 Oprations Unitaires

    Programme :

    Les oprations unitaires

    Les procds industriels

    Principes mis en jeu dans les oprations de sparation

    Analyse de mcanisme de transfert

    Le transfert de matire en milieu biphasique

    Les quilibres liquide-vapeur

    Conventions et principes

    Diagrammes dquilibre de phase (P, T, composition)

    Equilibre de phases

    La distillation

    Bilan de masse et d'nergie

    Constatations expriments

    Rectification continue Mthode graphique de Mac Cabe et Thiele

    Bilans matire sur la colonne en rgime permanent

    Rectification continue Mthode graphique de Ponchon et Savarit

    Fonctionnement dune colonne de rectification

    Distillation discontinue dun binaire avec rectification

    Bilan matire

    Comparaison des techniques de distillation

    Efficacit par partie et efficacit globale

    Distillation des mlanges multicomposants

    Rgulation de la colonne

    Projet de l'quipement (colonnes de plat et en garnissage)

    Absorption

    Exemples

    Mode opratoire et fonctionnement du procd

    Solubilit des gaz dans les liquides

    Choix du solvant

    Transfert de masse

    Adsorption / dsorption en contre-courant

    Dtermination du nombre de plateaux thoriques

    Trace des plateaux thoriques

    Dimensionnement dune colonne

    Les contacteurs gaz-liquide

    Notion de nombre et hauteur des plateaux thoriques

    Etude dune colonne garnissage

    Dtermination de la hauteur de garnissage

    Dfinition des grandeurs HUT et HEPT

    Comparaison des grandeurs NUT et NPT

    Extraction liquide-liquide

    Principes-dfinitions

    Exemples dextraction liquide-liquide

    Extraction en phase unique, contre-courant et contre-courant avec reflux

    Reprsentation des mlanges sur les diagrammes ternaires

    Les diagrammes de solubilit partielle

    Choix du solvant

    Courbe de distribution et droites de conjugaison

    Schma des procds dextraction liquide-liquide

    Extraction solide-liquide

    Dfinitions

    Equilibre solide-liquide

    Exemples dextraction solide-liquide

    Comparaison des oprations de contact solide-liquide : adsorption, lixiviation, schage

    Mcanisme dextraction : tapes du transfert de matire

  • Reprsentation des quilibres dans lextraction solide-liquide

    Cas de lextraction solide-liquide continue

    Cristallisation industrielle

    Dfinitions

    Exemple dapplications

    Courbes de solubilit et mode opratoire

    GC.CR.2.1 Calcul de Racteurs

    Programme :

    La cintique chimique

    Vitesse d'une raction chimique,

    Influence de la composition sur la vitesse de la raction

    Des ractions rversibles et irrversibles

    La cintique et son mcanisme

    Ordre et molcularit

    Influence de la temprature sur la vitesse de la raction

    Thorie de la cintique des ractions lmentaires en phases liquide et gazeuse

    Principes de base et classification des racteurs

    Racteur ferm : marche discontinue

    Racteur ouverte : marche semi-continue et marche continue

    Racteurs idaux

    Racteur batch (BSTR)

    Racteur parfaitement agit (CSTR)

    Racteur tubulaire (PFR ou PBR)

    Comparaison des racteurs parfaitement agit et tubulaire

    Racteurs agits en cascade

    Racteurs agits en srie

    Racteurs Piston recyclage

    Ractions auto-catalytiques

    Analyse cintique

    Le bilan de masse des racteurs isothermes idaux (Racteur batch (BSTR), Racteur agit continu

    (CSTR), Racteur tubulaire (PFR))

    Mthodes d'analyse et ajustement des donnes cintiques

    Mthodes mathmatiques pour les trois types de racteurs : BSTR, CSTR et PFR

    Mthodes des taux initiaux, de la demi-vie et de pression totale

    Transformation Chimique et Rappels Thermodynamique et Cintique

    Bilan de matire dans les racteurs idaux (quation gnrale pour des racteurs agits marche

    discontinue et marche continue

    Optimisation, performance, taux de conversion, rendement et slectivit

    Les ractions secondaires et les ractions en srie

    Mthodes graphiques de rsolution

    Ractions de multiples substitutions et ractions polymriques

    Distillation ractive

    Thermodynamique et Cintique

    Enthalpie et nergie libre de raction

    Phnomnes nergtiques au cours des ractions chimiques

    Effet de la temprature et de la pression

    Equation de l'quilibre nergtique (raction exothermique et endothermique)

    Fonctions Giauque

    Bilan nergtique appliqu au racteur marche semi-continue

    Bilan nergtique appliqu au racteur agit

    Bilan nergtique appliqu au Racteur tubulaire

    Racteurs en phase non isotherme (capacit calorifique variable, racteurs adiabatiques)

    Racteurs catalytiques htrognes,

    Racteurs non idaux (temps de sjour, des rservoirs)

    Dimensionnement des racteurs CSTR et PFR

    https://193.51.253.190/prod/oasis/enscp/provost/course/de

  • GC.SP.2.1 Simulation des Procds

    A l'issue de cet enseignement les tudiants seront capables de :

    justifier de l'importance de la simulation des procds dans le mtier d'ingnieur chimiste

    utiliser les principes de calculs des simulateurs de procds pour analyser les rsultats ou le dysfonctionnement d'une simulation

    justifier de l'importance et appliquer les "bonnes pratiques" dans le domaine de la simulation des procds

    Ce cours prsente les bases dans le domaines de la simulation des procds chimiques.

    Aprs une prsentation de l'importance de la simulation des procds, les domaines d'applications seront

    voqus. Les diffrents types de logiciels seront dcris.

    Les principes de fonctionnement et les bases mathmatiques seront exposs

    Enfin un guide des "bonnes pratiques" sera abord.

    La formation sera ralise en enseignement mixte ( prsentiel et distance)

    FE.GC.2.1 Formation Exprimentale en Gnie Chimique

    Plan des expriences :

    Distillation

    Introduction

    Courbe dquilibre

    Diagramme enthalpique

    Appareillage

    Les bilans sur la colonne

    Notation

    Bilans globaux sur la colonne

    Bilans sur le condenseur

    Vrification des bilans thermiques sur la colonne

    Bilans sur la colonne denrichissement

    Colonne dpuisement

    Caractrisation de lefficacit de la colonne : dtermination de son nombre de plateaux thoriques

    Notion dtage thorique

    Mthode de Mac Cabe et Thiele

    Mthode de Ponchon Savarit

    Partie exprimentale

    Mise en route de la colonne

    Premire manipulation

    Deuxime manipulation

    Exploitation des rsultats

    Mise en rgime de la colonne

    Etude du rgime permanente

    Vrification des bilans de matire

    Vrification des bilans thermiques

    Dtermination du nombre de plateaux thoriques

    Discussion

    Simulation avec le code Hysys

    Influence des paramtres clefs

    Absorption Introduction labsorption et ladsorption

  • Appareillage

    Hydrodynamique

    Calcul du point de fonctionnement de la colonne

    Notion dunit de transfert

    Calcul de lhauteur dune unit de transfert

    Estimation des hauteurs dune unit de transfert

    Manipulations

    Mise en route de la colonne

    Etude hydrodynamique de la colonne

    Etude de labsorption du gaz carbonique par une solution de monothanolamine

    Dterminer la distribution du solut lquilibre dans une solution aqueuse (isotherme d'adsorption)

    Etude des racteurs chimiques

    Introduction

    Rappels thoriques

    Equations de fonctionnement des diffrents racteurs idaux

    Dtermination des vitesses de raction

    Dtermination de la distribution des temps de sjour pour des racteurs agits ou tubulaires

    Dtermination de la dispersion axiale dans les racteurs Piston

    Calcul de la conversion (taux de raction) dans un racteur non idal

    Procdure exprimentale

    Objectif

    Dispositif exprimental

    Prparation des ractifs et du traceur

    Conduite des expriences

    Interprtation des rsultats

    Etude hydrodynamique des racteurs (le comportement de l'coulement non idal)

    Etude des taux de conversion des racteurs et de la cintique de saponification (dtermination de la

    constante de taux de raction et lnergie dactivation de la raction)

    Simulation des racteurs tubulaires avec dispersion axiale

    Conception dun procd de production de cyclohexanone

    Introduction

    Estimation des proprits thermodynamiques

    Etapes prliminaires

    Gnration dun tableau de proprits en Hysys

    Cration de la courbe de pression de vapeur

    Conception du racteur

    Sparation du gaz et des dchets

    Sparation des produits et recyclage

    Short-cut distillation

    Calcul rigoureux de la colonne

    Simulation du procd global

    Ajouter le courant de recyclage

    Ajout des oprations concernant lnergie

    Dimensionnement des units

    Dimensionnement dune colonne plateaux

    Dimensionnement dune colonne garnissage

    Evaluation conomique

    Oxydation catalytique de lortho-xylne

    Introduction

    Description du problme

    Les hypothses de calcul

    Racteur tubulaire : comparaison des outils de simulation - Le m