Généralisation d'une approche de conception de procédés de distillation réactive : application à la production d'hydrogène par le cycle thermochimique I-S

Extension of a reactive distillation process design methodology : application to the hydrogen production through the Iodine-Sulfur thermochemical cycle

• Auteur / Autrice : Bouchra Belaïssaoui
• Direction : Xavier Joulia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactions chimiques

Études de faisabilité

Distillation

Résumé

La distillation réactive constitue une voie de production prometteuse pour améliorer les procédés conventionnels. Cependant les méthodes, outils et applications proposés dans la littérature se limitent aux systèmes réactifs en phase liquide. L'objectif majeur des travaux est ainsi de généraliser l'approche de conception séquentielle et hiérarchisée proposée par R. Théry (2002). Au niveau des outils, un modèle mathématique général de condensation et d'évaporation ouvertes de systèmes réactifs à l'équilibre, applicable quelque soit la phase dans laquelle a lieu la réaction est développé. Au niveau de l'approche, les méthodes pour l'analyse de faisabilité, la synthèse et la conception sont étendues et adaptées au cas d'une réaction chimique en phase vapeur. Les outils développés et la méthodologie proposée sont appliqués à la conception d'un procédé de distillation réactive en phase vapeur pour la production d'hydrogène à partir de solutions de H2O-HI-I2 du cycle thermochimique I-S. .

Reactive distillation is a promising way to improve classical processes. This interest has been comforted by numerous successful applications involving reactive systems in liquid phase but never in vapour phase. In this context, general design tools have been developed for the analysis of reactive distillation processes whatever the reactive phase. A general model for open condensation and evaporation of vapour or liquid reactive systems in chemical equilibrium has been written and applied to extend the feasibility analysis, synthesis and design methods of the sequential design methodology of R. Thery (2002). The extended design methodology is applied to the industrial production of hydrogen through the iodine-Sulphur thermochemical cycle by vapour phase reactive distillation. A column configuration is proposed with better performance formerly published configuration.