Présentation
Auteur(s)
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Gérard COTE : Ingénieur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de Paris (ESPCI) - Docteur d’État ès sciences physiques - Directeur de recherche au CNRS - Professeur à l’ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris)
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘extraction liquide-liquide est une technique de séparation largement utilisée à l’échelle industrielle, dans des domaines aussi variés que l’hydrométallurgie classique, l’industrie nucléaire, la pétrochimie, l’industrie pharmaceutique ou encore l’industrie agroalimentaire. Bien que le principe de cette technique soit relativement simple, les séparations qu’elle permet de réaliser sont en réalité le résultat de la conjonction d’un grand nombre de phénomènes physico-chimiques. Le but des trois articles qui suivent et qui sont fortement axés sur les aspects théoriques de l’extraction liquide-liquide est de sensibiliser le lecteur à l’existence de tels phénomènes physico-chimiques et de montrer comment il est possible d’en tirer profit pour optimiser une séparation.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Présentation générale le principe de la méthode ainsi qu’un certain nombre de définitions qui s’y rattachent, puis propose une classification des systèmes d’extraction avant d’aborder la question des contraintes imposées par un procédé industriel.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Bases physico-chimiques des procédés est centré sur les aspects thermodynamiques et cinétiques des transferts de matière entre deux phases liquides non miscibles.
Le fascicule Extraction liquide-liquide- Définition du procédé - Réactifs industriels, quant à lui, donne quelques éléments sur la définition d’un procédé d’extraction liquide-liquide, mais il est surtout consacré à la présentation des réactifs industriels disponibles pour formuler un solvant d’extraction.
Les fascicules suivants Extraction liquide-liquide- Modélisation des colonnes et Extraction liquide-liquide- Choix, calcul et conception des appareils concernent plus particulièrement les aspects pratiques, la mise en œuvre et le développement industriel. Enfin, le lecteur pourra consulter avec intérêt le fascicule Extraction par fluide supercritique qui est entièrement axé sur les séparations par extraction à l’aide de fluides supercritiques.
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VERSIONS
- Version courante de juin 2017 par Gérard COTE
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Présentation
Caractéristiques et contraintes d’un système industriel3. Classification des systèmes d’extraction
De manière schématique, on peut remarquer que le transfert d’un soluté d’une phase d’alimentation dans un solvant peut nécessiter un transfert réciproque de matière (c’est-à-dire du solvant vers la phase d’alimentation) ou ne pas en nécessiter. On peut ainsi distinguer deux grands types de processus d’extraction : (i) les extractions par échange d’ions et (ii) les extractions non compensées. Dans le premier cas, la phase d’alimentation reçoit généralement une nouvelle espèce ou s’enrichit en une espèce déjà présente parallèlement à l’extraction du soluté, enjeu du procédé, alors que dans le second cas, il y a simplement transfert d’une molécule ou d’un agrégat d’ions globalement neutre et appauvrissement de la phase d’alimentation. En fait, chacun des deux grands types de processus définis ci-dessus peut faire l’objet d'une classification plus fine traduisant des situations variées (tableau 2).
3.1 Extractions non compensées
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Dans le cadre des extractions non compensées, les extractions simples de molécules (extractions du type 1a, tableau 2) correspondent à la situation la plus banale dans la mesure où les forces motrices du transfert sont de nature purement physique et où les solutés possèdent le plus souvent la même structure moléculaire dans les deux phases. Industriellement, les extractions simples de molécules sont mises à profit à grande échelle, par exemple pour séparer les composés aromatiques (benzène, toluène et aromatiques en C8) des composés aliphatiques (typiquement en C6 et C7) initialement présents dans certaines coupes pétrolières.
dans le procédé Union Carbide, c’est le tétraéthylène glycol qui est utilisé comme solvant d'extraction [2]. La régénération du tétraéthylène glycol est assurée par une désextraction consistant en un transfert des composés aromatiques considérés dans du dodécane. Ces derniers peuvent finalement être récupérés individuellement par une série de distillations tandis que le dodécane est recyclé.
Pour leur part, les extractions simples...
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