Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Jean-Paul MOULIN : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur de génie chimique à l’École centrale Paris
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Dominique PAREAU : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Professeur à l’École centrale Paris
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Mohammed RAKIB : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École centrale Paris
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Moncef STAMBOULI : Ingénieur de l’École centrale Paris - Docteur ès sciences - Chef de travaux à l’École centrale Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’extraction liquide-liquide est une opération qui fait intervenir le transfert de matière d’un soluté entre deux phases liquides non totalement miscibles entre elles.
Contrairement à la distillation, le soluté ne change pas d’état au cours de son transfert ; les phénomènes thermiques ne jouent donc, le plus souvent, qu’un rôle négligeable.
Considérons une solution binaire (A–B) que l’on doit séparer par extraction liquide-liquide : cette opération nécessite l’introduction d’un tiers corps C appelé solvant qui extrait préférentiellement l’un des deux constituants de la solution considérée, A par exemple. Après contact et séparation, on obtient deux phases : l’extrait, phase riche en solvant, enrichie en soluté transféré, et le raffinat, solution de départ, épuisée en soluté.
Ce mode de séparation a deux domaines principaux d’application : la grande industrie chimique organique d’une part, l’hydrométallurgie et l’industrie nucléaire d’autre part. L’extraction liquide-liquide permet, en effet, de séparer des composés de températures d’ébullition voisines (hydrocarbures aliphatiques ou benzéniques) grâce à leurs propriétés physico-chimiques différentes (la distillation, du fait des pressions de vapeur très voisines, exigerait un appareillage beaucoup plus important, donc plus coûteux).
Dans le cas de produits instables ou thermosensibles telle la pénicilline, l’extraction liquide-liquide permet des séparations rapides et non dégradantes. Enfin, l’hydrométallurgie est son domaine de prédilection : séparation de métaux en solution, traitement des combustibles nucléaires irradiés, concentration de solutions sans apport d’énergie trop important (contrairement à la distillation ou à l’évaporation).
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Représentation des équilibres
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7. Pertinence du modèle. Conclusion
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Écart à l’équilibre
Les solutions issues d’un étage réel ne sont pas en équilibre. Ce phénomène peut être caractérisé par l’efficacité de Murphree de l’étage, rapportée à l’une ou l’autre phase. Comme dans le cas de la distillation, cette efficacité permet la détermination du nombre d’étages réels par des constructions analogues à celle de MacCabe et Thiele (cf. § 11 de l’article [J 1 072]). À noter que, en extraction liquide-liquide, on peut obtenir des efficacités élevées (de l’ordre de 90 %).
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Séparation des phases
Dans des appareils bien réglés, l’entraînement de matière est inférieur à 1 %. Cet entraînement de matière n’a donc pas été pris en compte que lorsque des puretés très grandes sont recherchées (industrie nucléaire par exemple).
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Extension aux appareils à contact permanent
La notion de hauteur équivalente à un plateau (ou étage) théorique (HEPT) est largement utilisée dans les études d’avant-projet.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - PERRY (R.H.), GRENN (D.W.) - Perry’s Chemical Engineer’s Handbook (Manuel de génie chimique). - McGraw-Hill Companies, Inc., p. 2 240, 7e édition, 1997.
-
(2) - McCABE (W.L.), SMITH (J.C.), HARRIOT (P.) - Unit Operations In Chemical Engineering (Les opérations unitaires en génie chimique). - McGraw-Hill College Div., p. 1 088, 5e édition, 1993.
-
(3) - TREYBAL (R.E.) - Mass-transfer Operations (Opérations avec transfert de matière). - McGraw-Hill, New York, p. 784, 3e édition, 1980.
-
(4) - RYDBERG (J.), MUSIKAS (C.), CHOPPIN (G.R.) - Principles and Practices of Solvent Extraction (Principes et Pratiques de l’extraction par solvant). - Marcel Dekker Inc. 270 Madison Avenue, NY 10016, p. 584, 1992.
-
(5) - DANNUS (P.) - Modélisation physico-chimique de l’extraction de constituants inorganiques par des réactifs solvatants. - Thèse de Doctorat Université Paris VI, p. 284, 1991.
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