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
-
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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Opérations simples et opérations successives à courants croisés
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1. Représentation des équilibres
Cette étude est limitée au cas des systèmes ternaires.
L’effet de la pression sur les équilibres liquide-liquide est en général négligeable. Nous nous limiterons donc ici à la représentation des phases liquides. Les seules variables à prendre en compte sont la température et les compositions .
Un système ternaire peut être totalement décrit à l’aide d’un diagramme tridimensionnel. Les sections de ce prisme à température constante sont soit des diagrammes triangulaires 1.1.1, soit des diagrammes de Janecke 1.1.2.
D’autres diagrammes déduits des précédents, qui ne décrivent pas totalement l’équilibre, sont fréquemment employés pour le calcul des opérations d’extraction liquide-liquide (diagramme de distribution, diagramme de sélectivité).
1.1 Diagrammes décrivant totalement l’équilibre
1.1.1 Diagramme triangulaire (à température et pression constantes)
1.1.1.1 Représentation d’un mélange ternaire
Le triangle considéré peut être quelconque. Si les trois constituants jouent des rôles symétriques, on lui préférera un triangle équilatéral, ou bien, en privilégiant certains constituants, on adoptera un triangle rectangle présentant...
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Représentation des équilibres
BIBLIOGRAPHIE
-
(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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