Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Jean-Charles CICILE : Ingénieur IGC (Institut de Génie Chimique de Toulouse) - Ingénieur de Procédés à la Division Technip-Speichim de la société Technip
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Lire l’articleINTRODUCTION
La distillation et l’absorption sont deux opérations unitaires de génie des procédés caractérisées par des transferts de matière et de chaleur entre une phase liquide et une phase gazeuse.
L’appareil principal permettant de réaliser ces transferts est le plus souvent une colonne, appelée aussi tour de fractionnement.
L’objet de ce premier article [J 2 621] est de présenter les généralités sur les colonnes de fractionnement. Les articles suivants Distillation. Absorption- Colonnes à plateaux : technologieDistillation. Absorption- Colonnes à plateaux : dimensionnementDistillation. Absorption- Colonnes garniesDistillation. Absorption- Colonnes pilotes présentent de façon détaillée les principales familles de colonnes utilisées en distillation et absorption :
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colonnes à plateaux : technologie ;
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colonnes à plateaux : hydrodynamique, efficacité, dimensionnement ;
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colonnes garnies ;
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colonnes pilotes.
Cet ensemble s’adresse aux utilisateurs de colonnes de distillation ou d’absorption qui veulent mieux connaître le fonctionnement de leur matériel et aux futurs utilisateurs qui désirent prédimensionner ou dimensionner leurs colonnes ou simplement bien poser leur problème aux spécialistes. Il a pour objet de guider le choix des dispositions pratiques et de dimensionner les colonnes nécessaires pour effectuer les séparations désirées dans les conditions opératoires prévues (températures, pressions, débits).
Signalons que l’établissement du schéma et le choix des conditions opératoires à adopter pour résoudre un problème de séparation par distillation ou absorption sont traités dans le chapitre Distillation. Absorption- Étude pratique Distillation. Absorption : Étude pratique.
Par ailleurs, le chapitre Distillation. Absorption- Contrôle et régulation Distillation. Absorption : Contrôle et régulation s’efforce, le plus simplement possible, d’expliquer l’influence des divers paramètres sur le fonctionnement des colonnes et d’exposer les principes de base de la régulation.
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Équipement interne1. Contacteurs gaz-liquide
Les unités de distillation, d’absorption et de désorption peuvent comporter des appareils divers :
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des échangeurs de chaleur (rebouilleurs, condenseurs, réfrigérants) de tous types ;
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des pompes, des turbines, des compresseurs, des pompes à vide ;
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des séparateurs gaz-liquide, des décanteurs, des filtres ;
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mais l’appareil vraiment spécifique est constitué par le contacteur gaz-liquide.
Le phénomène physique qui régit la distillation et l’absorption est la diffusion à contre-courant qui s’instaure entre la phase liquide et la phase gazeuse. Les transferts de matière et de chaleur s’établissent au moyen de dispositifs de contact qui engendrent de grandes surfaces d’échange entre les deux phases. Pour ce faire, on disperse une phase dans l’autre et il n’existe qu’une alternative.
a ) Dispersion du gaz dans une phase liquide continue.
b ) Dispersion du liquide dans une phase gazeuse continue.
La figure 1 illustre les deux principaux types de dispositifs utilisés pour assurer le contact du liquide et de la vapeur sans apport d’énergie mécanique. Le cas (a ) de la phase liquide continue correspond aux colonnes à plateaux et le cas (b ) de la phase gazeuse continue aux colonnes à garnissage.
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