Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
-
Jean-Léon HOUZELOT : Professeur de Génie de la réaction chimique - Directeur de l’École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC)Institut national polytechnique de Lorraine
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article est la mise à jour du paragraphe 6 de l’article « Réacteurs chimiques. Principes » écrit en 1980 par Jacques VILLERMAUX.
Dans cette dernière partie consacrée aux réacteurs chimiques, nous examinons l’influence de la cinétique physique (transfert de matière et de chaleur) sur le fonctionnement des réacteurs comportant plusieurs phases. Étant donné l’importance industrielle de ce type de réacteurs, chacun d’eux mériterait un traitement détaillé. Les principes généraux exposés dans l’article précédent restent bien entendu applicables. Nous voulons seulement mettre en évidence ci-après le couplage entre réaction chimique et phénomènes de transport. Celui-ci intervient notamment pour modifier l’expression de la vitesse apparente de la réaction qui figure dans les équations caractéristiques des réacteurs.
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Modèles de réacteurs à solide consommable
En anglais
3. Modèles de réacteurs catalytiques à lit fixe et à lit fluidisé
3.1 Réacteurs à lit fixe
Froment [25] a proposé une classification des modèles fondée sur trois critères (tableau 4).
-
Uniformité de composition et de température
Les modèles pseudo-homogènes sont tels qu’on peut supposer que localement c = c e = c s et T = T e = T s. Ceci correspond aux conditions f e < 0,05,
. Lorsqu’elles ne sont pas vérifiées, on doit recourir aux modèles dits hétérogènes où les gradients de composition et de température locaux entre liquide et solide sont pris en compte : c ¹ c e ¹ c s et T ¹ T e ¹ T s.
-
Prise en compte des gradients radiaux
Dans les modèles unidimensionnels, la composition et la température sont supposées ne varier que selon l’abscisse axiale z. Dans les modèles bidimensionnels, on tient compte, de plus, des gradients macroscopiques le long de la dimension radiale r.
-
Prise en compte de la dispersion axiale et radiale
Les critères de choix dépendent des valeurs de f e et
. Si f e < 0,05, la résistance externe est négligeable. Si
, la résistance interne est négligeable. Lorsqu’on connaît la vitesse apparente, les calculs de f e et
sont immédiats. Lorsqu’on connaît l’expression analytique de la vitesse, on calcule
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Modèles de réacteurs catalytiques à lit fixe et à lit fluidisé
(d’après l’article de M. VILLERMAUX)
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOTTRAND (R.) - Introduction à la théorie des réacteurs chimiques. - Ind. Chim. Belge, 30, p. 119 (1965).
-
(2) - BOUDART (M.) - Kinetics of chemical processes, - Prentice Hall (1968).
-
(3) - DAMKÖHLER (G.) - Einflüsse der Strömung Diffusion und des Wärmeüberganges auf die Leistung von Reaktionsölen I. Allgemeines Gesichtpunkte für die Übertragung eines chemischen Prozesses aus dem Kleinen ins Grosse. - Z. Elektrochem (D), 42, p. 846 (1936).
-
(4) - BARRÉRE (M.), PRUD’HOMME (R.) - * - Équations fondamentales de l’aérothermochimie. Masson (1973).
-
(5) - CALDERBANK (P.H.) - Contact process converter design. - Chem. Eng. Prog. (USA), 49, p. 585 (1953).
-
(6) - CARBERRY (J.J.) - Chemical and catalytic reaction engineering. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Transferts de matière et de chaleur au sein de particules interactives poreuses. I. Cas des catalyseurs.
-
Transferts de matière et de chaleur au sein de particules interactives poreuses. II. Cas des absorbants.
-
Catalyse hétérogène.
ANNEXES
On consultera également
Généralités
VILLERMAUX (J.) - Réacteurs chimiques. Principes. - J 4 010, Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés, sept. 1996.
CARBERRY - * - ; LEVENSPIEL ; ARIS .
SMITH (J.M.) - Chemical engineering kinetics. - McGraw Hill (1970).
DENBIGH (K.G.) - TURNER (J.C.R.) - Chemical reactor theory. An introduction. - Cambridge Univ. Press (1971).
LAPIDUS (L.) - AMUNDSON (N.R.) - Chemical reactor theory. A review. - Prentice Hall (1977).
LEE (L.C.) - THOMAS (W.J.) - dans RICHARDSON (J.F.) - PEACOCK (D.G.) - Chemical engineering. - Vol. III, chap. 1 et 2, Pergamon (1971).
HILL (C.G.J.) - Chemical engineering kinetics and reactor design. - Wiley (1977).
RASE (H.F.) - Chemical reactor design for process plants. - Vol. I : Principles and techniques. Vol. II : Case studies and design data. Wiley (1977).
FROMENT (G.F.) - BISCHOFF (K.B.) - Chemical reactor analysis and design. - Wiley NY (1979).
HOLLAND (C.D.) - ANTONY (R.G.) - Fundamentals of chemical reaction engineering. - Prentice Hall, Englewood Cliffs, USA (1979).
Catalyse hétérogène
CORNET (D.) - Catalyse hétérogène. - J 1 250, Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés, sept. 1992.
THOMAS (J.M.) - THOMAS (W.J.) - Introduction to the principles of heterogeneous catalysis. - Academic Press (1967).
PETERSEN (E.E.) - Chemical reaction analysis. - Prentice Hall (1965).
SATTERFIELD (C.N.) - Mass transfer in heterogeneous catalysis. - MIT Press (1970).
Réacteurs polyphasés
VILLERMAUX (J.) - Réacteurs chimiques. Principes. - J 4 010, Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés, sept. 1996.
* - gaz-liquide
DANCKWERTS (P.V.) - * - .
* - fluidisés
KUNII (D.) - * -
* - gaz-liquide-solide
SHAH (Y.T.) - Gas-solid-liquid reactor design. - Mac Graw...
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