Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article détaille la démarche à suivre pour aboutir à un dimensionnement d’un réacteur catalytique à travers un exemple : celui de la mise en œuvre de la déshydrogénation catalytique de l’éthanol. Il inclut les calculs préliminaires au prédimensionnement du catalyseur, l’approche de sa configuration, jusqu’à la simulation numérique. L’étude de la tenue de l’activité au cours du temps est primordiale afin de choisir le réacteur le mieux approprié et d’adopter une stratégie de conduite du réacteur en fonction de la baisse d’activité du catalyseur au cours du temps.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Léon HOUZELOT : Professeur École nationale supérieure des industries chimiques de Nancy Institut national polytechnique de Lorraine
INTRODUCTION
Dans ce dossier, nous allons appliquer l’approche méthodologique proposée dans le dossier précédent Calcul des réacteurs catalytiques- Approche préliminaire pour le dimensionnement d’un réacteur catalytique à la mise en œuvre de la déshydrogénation catalytique de l’éthanol. Le lecteur pourra donc s’y reporter et y trouver le tableau des notations et symboles utilisés dans cet exposé.
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Présentation
Calculs préliminaires au prédimensionnement du réacteur
En anglais
1. Objectif
On souhaite dimensionner un réacteur catalytique pour assurer la réaction de déshydrogénation de l’éthanol. Le cahier des charges fixe de traiter 20 t à l’heure d’un mélange eau-éthanol à 95 % en titre massique d’éthanol.
Franckearts et Froment [1] ont étudié la réaction de déshydrogénation catalytique de l’éthanol et ont constaté, pour une température inférieure à 300 ˚C et pour un catalyseur à base d’oxyde de cuivre contenant 5 % d’oxyde de cobalt et 1 % d’oxyde de chrome, qu’elle obéissait uniquement au schéma stœchiométrique suivant :
Dans ce domaine de température, la réaction est équilibrée et endothermique.
La cinétique de la réaction obéit à la loi suivante :
avec :
- pA, pR, pS :
- respectivement pressions partielles de l’éthanol (A), de l’acétaldéhyde (R) et de l’hydrogène (S)
- K :
- constante d’équilibre thermodynamique
- KA, KR, KS :
- constantes d’équilibre d’adsorption des espèces A, R et S sur le catalyseur.
Les valeurs numériques sont données dans l’encadré ci-dessous.
vitesse exprimée par unité de volume apparent de catalyseur
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Objectif
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CARBERRY (J.J.) - Chemical and catalytic reaction engineering - . Mc Graw Hill (1976).
-
(2) - LEVENSPIEL (O.) - The chemical reactor omnibook - . OSU Book Stores (1979), 2e édition (1989).
-
(3) - WEISZ (P.B.), HICKS (J.P.) - * - Chem. Engng. Sci. 74, p. 265 (1980).
-
(4) - BUTT (J.B.) - Advances in chemistry series - . 109, p. 259 (1972).
-
(5) - FROMENT (G.F.), BISCHOFF (K.B.) - Chemical reactor analysis and design - . Wiley 2nd edition (1990).
-
(6) - VILLERMAUX (J.) - Génie de la réaction chimique ; conception et fonctionnement des réacteurs - . TecDoc Lavoisier, p. 375 (1993).
-
...
ANNEXES
OSUNA-SANCHEZ (H.) - Conception et modélisation d’un réacteur de production d’hydrogène par craquage catalytique non stationnaire du méthane - . Université Claude-Bernard, Lyon 1 (3 mars 2005).
JULCOUR (C.) - Réacteur catalytique à lit fixe et cocourant ascendant : modélisation dynamique sélectivité et comparaison avec le cocourant - . Institut national polytechnique de Toulouse (15 déc. 1999).
RAMDANI (K.) - Le réacteur à inversion de flux pour la combustion des composés organiques volatils : modèles, expériences et dynamique - . Université Claude-Bernard, Lyon 1 (20 déc. 2000).
SOLTANA (F.) - Simulation de l’hydrodynamique et des transferts de matière et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe - . Institut national polytechnique de Lorraine (11 oct. 2004).
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