Analyse de faisabilité, synthèse et conception de procédés de distillation réactive

Feasibility analysis, synthesis and design of reactive distillation processes

• Auteur / Autrice : Raphaële Théry Hétreux
• Direction : Xavier Joulia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Butyl méthyl éther

Équilibre chimique

Distillation

Résumé

Malgré les nombreux avantages que peut présenter la distillation réactive (amélioration du taux de conversion, de la sélectivité, réduction de la consommation énergétique), la communauté industrielle hésite à se tourner vers ce type de procédé faute de connaissances fondamentales et d'outils de conception génériques. Ces travaux ont alors pour principal objectif d'améliorer la connaissance et la maîtrise de ce procédé. Après un exposé de la thermodynamique des équilibres chimiques et entre phases des systèmes réactifs, un état de l'art et une analyse comparatives des approches, méthodes et outils pour la conception des procédés de distillation réactive est présenté. Sur la base de cet existant, un outil d'aide à l'analyse de faisabilité, à la synthèse et à la conception est élaboré pour les systèmes mettant en jeu une seule réaction chimique instantanément équilibrée. L'approche séquentielle et hiérarchisée proposée repose sur la connaissance des propriétés physico-chimiques du système étudié et exploite des outils d'analyse des systèmes réactifs telles que les courbes de résidu réactif et l'échelle des ompositions réactives. Elle s'articule autourde 3étapes qui permettent d'obtenir par affinements successifs un grand nombtre d'informations sur le procédé à mettre en oeuvre. L'analyse de faisabilité permet d'abord de sélectionner les proportions de réactifs les plus favorables et d'évaluer les performances accessibles. La phase de synthèse fournit le taux de reflux minimum et la configuration de la colonne. La phase de conception évalue les paramètres opératoires. La procédure est appliquée et validée sur des exemples couramment rencontrés dans l'industrie : la production de méthyl-tert-butyl éther et la production d'ácétate de méthyle.