Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Robert CLÉMENT : Maître ès sciences, Docteur d’État - Maître de conférences à l’École nationale supérieure des industries chimiques (Nancy)
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Anne JONQUIÈRES : Ingénieur ENSIC, Docteur de l’Institut national polytechnique de Lorraine (INPL) - Chargée de recherche au CNRS
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La pervaporation est un procédé de séparation de mélanges liquides qui met à profit le transfert sélectif de matière à travers une membrane dense. Au cours de cette opération, le perméat est vaporisé puis condensé sur une paroi froide ; mais, contrairement à la distillation, seule une faible partie de la charge subit ce changement d’état. Il en résulte que ce mode de séparation est plus économe en énergie que la distillation. L’exploitation de cette spécificité implique naturellement que la pervaporation soit essentiellement mise en œuvre en tant que procédé d’épuration, d’extraction ou de déplacement d’équilibre.
Parce qu’il tire généralement partie d’interactions fortes entre la membrane et les composés à extraire, ce procédé présente en outre une sélectivité de séparation qui peut être complètement différente de celle de la distillation, procédé avec lequel il est souvent couplé. Cette technique est actuellement utilisée pour traiter des mélanges hydroorganiques (déshydratation de solvants et extraction de composés organiques), mais ses aptitudes à séparer des mélanges entièrement organiques ont déjà été montrées au stade industriel. Associée à d’autres procédés, elle permet souvent de les optimiser en réalisant d’importantes économies d’énergie et de matière première, tout en réduisant l’infrastructure des installations classiques ou en limitant la pollution liée aux effluents liquides.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de sept. 2020 par Christophe CASTEL, Éric FAVRE, Sabine RODE, Denis ROIZARD, Émilie CARRETIER, Carole ARNAL-HÉRAULT, Robert CLÉMENT, Anne JONQUIÈRES *
DOI (Digital Object Identifier)
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Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
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Principales applications4. Analyse technico-économique
4.1 Exemples de séparations industrielles
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Déshydratation d’éthanol
Principal domaine d’application industrielle de la pervaporation, la déshydratation finale des coupes de composition proche de la teneur azéotropique (alcool à 95 %) est généralement réalisée par un procédé hybride (cf. figure 6) associant la distillation et la pervaporation [22].
D’un point de vue général, ces procédés hybrides permettent :
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de produire un éthanol quasi anhydre (pureté de 99,7 à 99,95 %), de meilleure qualité que celui qui est produit par le procédé classique de distillation (absence de contamination par un tiers corps et teneur en méthanol plus faible, car ce dernier alcool est partiellement éliminé dans le pervaporat). Cette qualité le rend apte aux usages médicaux et cosmétiques ;
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des économies d’énergie importantes par rapport à la distillation azéotropique avec tiers corps [8] [9] [10]...
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Analyse technico-économique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KOBER (P.A.) - Pervaporation, perstillation and percrystallisation - . J. Amer. Chem. Soc., 39 p. 944 (1917).
-
(2) - NÉEL (J.), APTEL (P.), CLÉMENT (R.) - Basic aspects of pervaporation - . Desalination, 53 p. 297 (1985).
-
(3) - NÉEL (J.) - Pervaporation - . Série « Génie des Procédés de l’École de Nancy », Lavoisier – Tec & Doc (Éd.), Paris (1997).
-
(4) - ELYASSINI (M.J.) - Déshydratation des mélanges eau-éthanol par pervaporation à travers des membranes à base d’alcool polyvinilique - . Thèse de l’INPL en Génie des procédés, Nancy (1987).
-
(5) - NÉEL (J.), NGUYEN (Q.T.), CLÉMENT (R.), LIN (D.J.) - Influence of downstream pressure on the pervaporation of water-tetrahydrofuran mixtures through a regenerated cellulose membrane - . J. Membr. Sci., 27 p. 217 (1986).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Maîtrise de la consommation d’eau et des rejets des IAA
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Traitements chimiques et physico-chimiques des déchets
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Membranes semi-perméables. Généralités
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Membranes semi-perméables. Membranes de pervaporation
ANNEXES
Ouvrages généraux
NÉEL (J.) - Pervaporation - . Série « Génie des Procédés de l’École de Nancy », Lavoisier – Tec & Doc (Éd.), Paris (1997).
HUANG (R.Y.M.) - Pervaporation membrane separation processes - . Membrane Science and Technology, 1, Elsevier (Éd.), Amsterdam (1991).
RAUTENBACH (R.) - ALBRECHT (R.) - Membrane processes - . John Wiley (Éd.), New-York (1989).
MULDER (M.) - Basic principles of membrane technology - . Kluwer Academic Publisher (1991).
BRUN (J.-P.) - Procédés de séparation par membranes – transport, techniques membranaires, applications - . Masson Éd., Paris (1989).
BÖDDECKER (K.W.) - Terminology in pervaporation - . J. Membr. Sci., 51 p. 259 (1990).
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