Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le couplage transfert de matière-réaction chimique est au cœur des processus mis en œuvre en extraction liquide-liquide, qualifiée à juste titre d'extraction réactive. Ce couplage est mis à profit dans les applications industrielles, notamment dans l'industrie nucléaire. En effet, le transfert de matière entre deux phases avec réaction chimique dans une des phases joue un rôle considérable dans les opérations d'absorption gaz-liquide, ainsi qu'en hydrométallurgie. En règle générale, la contribution de la réaction chimique se traduit par une accélération du transfert de matière, avec action directe sur le facteur potentiel et dans certains cas également sur le coefficient de transfert.
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The matter transfer- chemical reaction coupling is at the core of processes implemented in liquid-liquid extraction, rightly called reactive extraction. This coupling is utilized in industrial applications, particularly in the nuclear industry. Indeed, the transfer of matter between two phases with a chemical reaction in one of the phases plays a major role in the gas-liquid absorption processes as well as in hydrometallurgy. As a rule, the contribution of the chemical reaction is reflected by an acceleration of the matter transfer with a direct action on the potential factor and in some cases also on the transfer coefficient.
Auteur(s)
-
Arnaud BUCH : Docteur de l'Université Paris - Maître de conférences à l'École Centrale Paris ECP
-
Mohammed RAKIB : Ingénieur ECP - Docteur d'État ès Sciences physiques - Professeur à l'École Centrale Paris
-
Moncef STAMBOULI : Ingénieur ECP - Docteur d'État ès Sciences physiques - Professeur à l'École Centrale Paris
INTRODUCTION
Le transfert de matière entre deux phases avec réaction chimique dans une des phases est un phénomène qui joue un rôle considérable dans les opérations d'absorption gaz-liquide (absorption d'un gaz acide par une solution basique et vice versa), ainsi qu'en hydrométallurgie (retour sélectif d'une espèce métallique du solvant vers la phase aqueuse par changement d'état d'oxydation en présence d'un oxydant ou d'un réducteur approprié).
Lorsque l'espèce transférée est consommée par une réaction chimique, on observe une accélération du transfert de matière : l'action sur le facteur potentiel se conçoit aisément. L'analyse du problème montre qu'il y a également action sur le coefficient de transfert dans certains cas.
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Conclusion
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3. Exemple d'application : partition uranium-plutonium
Considérons le cas du retour d'une espèce métallique M d'une phase solvant S vers une phase aqueuse A. Pour favoriser cette désextraction, on modifie l'état de valence de M en phase aqueuse en utilisant un réactif B approprié. M devient alors M′ inextractible par le solvant S.
Cet exemple illustre de façon simplifiée la désextraction réductrice du plutonium dans l'industrie du retraitement des combustibles nucléaires, appelée « étape de partition Uranium/Plutonium » du procédé PUREX.
Plus précisément, il s'agit d'une réaction d'oxydoréduction (dite « fonctionnelle ») en phase aqueuse réduisant le plutonium de son état d'oxydation IV à III au moyen de l'uranium IV selon la réaction :
3.1 Cas simplifié : impact sur le dimensionnement du contacteur liquide-liquide
Cette réaction est mise en œuvre en présence d'un grand excès de réactif
dans un étage de mélangeur-décanteur (cf. [J 1 076, § 1.3]) alimenté par les deux phases aqueuse L et solvant S à des débits-volumes respectifs q L et qS , supposés constants. On suppose que le transfert de M a lieu uniquement dans le mélangeur et que les phases y sont parfaitement agitées.
En notant CM et CM′ les concentrations respectives de M et de M′ dans la phase aqueuse L et CM1 celle de M dans la phase S issues du mélangeur. Les phases entrantes sont soit pure pour L (
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BUCH (A.), RAKIB (M.), STAMBOULI (M.) - Transfert de matière – Cinétique du transfert de matière entre deux phases. - [J 1 075] Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique, juin 2008.
-
(2) - Transfert de matière – Applications des modèles cinétiques aux opérations compartimentées. - [J 1 076] Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique, mars 2008.
-
(3) - ROIZARD (Ch.), WILD (G.), CHARPENTIER (J.-C.) - Absorption avec réaction chimique. - [J 1 079] Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique, juin 1997.
-
(4) - HOUZELOT (J.-L.) - Réacteurs chimiques polyphasés – Couplage réaction/diffusion. - [J 4 012] Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique, déc. 2000.
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JUNCU (G.) - Unsteady mass transfer from/to a drop accompanied by a reversible second-order chemical reaction on the surface of the drop. - International Journal of Thermal Science, (doi : 10.1016/j.ijthermalsci.2007.11.006) (2008).
MOUHAB (N.) - BALLAD (L.) - BEN TALOUBA (I.) - COSMAO (J.-M.) - Study of chemical reaction in heterogeneous liquid-liquid medium producing a surfactant and a cosolvent. - Chemical Engineering and Processing, 47, p. 363-369 (2008).
KADAM (B.D.) - JOCHI (J.B.) - KOGANTI (S.B.) - PATIL (R.N.) - Hydrodynamic and mass transfer characteristics of annular centrifugal extractors. - Chemical Engineering Research and Design, 86, p. 233-244 (2008).
KASHID (M.N.) - AGAR (D.W.) - TUREK (S.) - CFD modelling of mass transfer with and without chemical reaction in the liquid-liquid slug flow microreactor. - Chemical Engineering Science, 62, p. 5102-5109 (2007).
FEREIRA (F.C.) - PEEVA (L.G.) - LIVINGSTON (A.G.) - Mass transfer enhancement in the Membrane Aromatic Recovery System (MARS) : theoretical analysis. - Chemical Engineering Science, 60(1), p. 151-166 (2005).
FEREIRA (F.C.) - PEEVA (L.G.) - LIVINGSTON (A.G.) - Mass transfer enhancement in the membrane aromatic recovery system (MARS) : experimental results and comparison with theory. - Chemical Engineering Science, 60(4), p. 1029-1042 (2005).
ERMAKOV (S.A.) - ERMAKOV (A.A.) - STEPANOV (V.A.) - Effect of change of phase resistances on the kinetics of mass transfer with a chemical reaction across spherical phase boundary in the interphase instability mode. - Zhurnal Prikladnoi Khimii, 77(11) (2004).
WINGPISAN (K.) - Film and bulk reaction for gas absorption in a « single back-mixed zone » : modeling of first-order reaction. - Journal KMITNB, 13(4), p. 10-15 (2003).
MORTERS (M.) - BART (H.J.) - Mass transfer into droplets undergoing reactive extraction. - Chemical...
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