S'inscrire aux newsletters

Article précédent

Calcul des réacteurs catalytiques - Synthèse d’anhydride phtalique

Article de référence | Réf : J4110 v1

Réacteurs à lit fixe catalytique à écoulement gaz-liquide

Auteur(s) : Sabine RODE, Jean-Claude CHARPENTIER

Date de publication : 10 juin 2011

Relu et validé le 21 avr. 2022

Article suivant

Le réacteur électrochimique

Cet article fait partie de l’offre

Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (362 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète et actualisée d'articles validés par des comités scientifiques

Un service Questions aux experts et des outils pratiques

Des Quiz interactifs pour valider la compréhension et ancrer les connaissances

ABONNEZ-VOUS

Quitter la lecture facile

RÉSUMÉ

Cet article traite de la technologie des réacteurs à lit fixe catalytique, alimentés simultanément par un gaz et un liquide, et qui sont largement répandus dans l'industrie du raffinage et en pétrochimie pour des hydrotraitements et des oxydations partielles. Bien des difficultés dans le dimensionnement de ces réacteurs sont liées à la complexité des écoulements gaz-liquide à travers la matrice poreuse, constituée par les particules catalytiques. Pour cette raison, une attention particulière est portée à la compréhension de l'hydrodynamique des écoulements. Les phénomènes observés à l'échelle du grain catalytique, transfert de matière externe et interne, sont distingués des phénomènes observés à l'échelle du réacteur : mauvaise distribution du liquide, dispersions matérielle et thermique axiale et radiale. La compréhension de l'ensemble des phénomènes permet de proposer une démarche raisonnée de modélisation des réacteurs.

Lire l’article

ABSTRACT

Catalytic trickle bed reactor (CTBR)

The article deals with catalytic trickle bed reactor (CTBR) technology, which is widely used in the refinery and the petrochemical industries for hydro-treatments and partial oxidation reactions. A major difficulty in the reactor outlay is linked to the complexity of the gas-liquid flow (trickle) through the porous medium. Therefore, particular attention is given to the comprehension of the multiphase flow hydrodynamics. The phenomena observed at the scale of the catalytic particle, external and internal mass-transfer, are considered separately from the phenomena observed at the reactor scale, poor distribution of liquids, material and thermal axial and radial dispersion. The comprehension of these phenomena provides a reasoned approach to reactor modeling.

Auteur(s)

Sabine RODE : Professeur des universités en génie des procédés - École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) - Institut national polytechnique de Lorraine (INPL) Université de Lorraine
Jean-Claude CHARPENTIER : Directeur de recherche CE CNRS Emérite (ENSIC/INPL/Université de Lorraine) - Past Président de la Fédération européenne de génie chimique - Ancien directeur de l'ENSIC, de l'ESCPE Lyon et du département sciences pour l'ingénieur du CNRS

INTRODUCTION

Les réactions chimiques dont la mise en œuvre nécessite la présence simultanée d'un gaz, d'un liquide et d'un solide catalytique sont fréquemment rencontrées dans la pratique industrielle, notamment pour :

l'hydrotraitement des coupes pétrolières ;
l'hydrogénation et l'oxydation partielle de composés divers de la pétrochimie ;
la mise en œuvre de réacteurs biologiques.

Afin de réaliser le contact entre les trois phases, le solide catalytique peut être maintenu en suspension au sein du liquide qui est par ailleurs contacté par le gaz. Les appareillages associés sont les colonnes à bulles ou cuves agitées triphasiques, ainsi que les lits fluidisés triphasiques.

Le solide catalytique peut également être disposé en lit fixe, traversé par le gaz et le liquide. Cette technologie est souvent préférée dans la pratique industrielle, à la fois pour sa simplicité et pour sa robustesse : on n'y trouve pas de pièces mobiles et elle ne nécessite pas d'étape de séparation du solide. De plus, les réacteurs à lit fixe commerciaux peuvent être de très grande taille : 10 à 30 m de haut, 1 à 4 m de diamètre avec une taille caractéristique des particules catalytiques comprise entre 1 et 3 mm environ. Cette configuration conduit à un écoulement piston des deux phases, permettant d'atteindre des conversions importantes tout en optimisant la sélectivité. La technologie à lit fixe comporte toutefois un certain nombre d'inconvénients liés à la difficulté d'évacuer la chaleur réactionnelle et à la non-homogénéité des écoulements à l'échelle du réacteur, la conjonction des deux phénomènes pouvant notamment conduire à la formation de points chauds.

Lire l’article

Lire l'article

BIBLIOGRAPHIE

(1) - TRAMBOUZE (P.), EUZEN (J.-P.) - Les réacteurs chimiques, de la conception à la mise en œuvre. - Éditions Technip, Paris (2002).
(2) - GIANETTO (A.), SPECCHIA (V.) - Trickle-bed reactors : state of art and perspectives. - Chemical Engineering Science, vol. 47, p. 3197-3213 (1992).
(3) - SAROHA (A.K.), NIGAM (K.D.P.) - Trickle-bed reactors. - Reviews in Chemical Engineering, vol. 12, p. 207-347 (1996).
(4) - AL-DAHHAN (M.A.), LARACHI (F.), DUDUKOVIC (M.P.), LAURENT (A.) - High-pressure trickle-bed reactors : a review. - Industrial and Engineering Chemical Research, vol. 36, p. 3292-3314 (1997).
(5) - ATTOU (A.), BOYER (C.) - Revue des aspects hydrodynamiques des réacteurs catalytiques gaz-liquide-solide à lit fixe arrosé. - Oil and Gas Science and Technology, Revue de l'IFP, vol. 54, p. 29-66 (1999).
(6)...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

ANNEXES

1 Sites Internet
2 Évènements
3 Annuaire
1. 3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

1 Sites Internet

IFP Énergies nouvelles http://www.ifpenergiesnouvelles.fr

HAUT DE PAGE

2 Évènements

Gas Liquid and Gas Liquid Solid Reactor Engineering Congress GLS http://www.gls10.org

Green Process Engineering (Génie des Procédés Verts) http://www.gpe2011.com

HAUT DE PAGE

3 Annuaire

HAUT DE PAGE

3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Honeywell WOP (procédés de désulfuration) http://www.wop.com

Axens IFP Group Technologies (procédés de désulfuration) http://www.axens.net

HAUT DE PAGE

Lire l’article

DÉTAIL DE L'ABONNEMENT :

TOUS LES ARTICLES DE VOTRE RESSOURCE DOCUMENTAIRE

Accès aux :

Articles et leurs mises à jour

Nouveautés

Archives

Articles interactifs

Formats :

HTML illimité

Versions PDF

Site responsive (mobile)

Info parution :

Toutes les nouveautés de vos ressources documentaires par email

DES ARTICLES INTERACTIFS

Articles enrichis de quiz :

Expérience de lecture améliorée

Quiz attractifs, stimulants et variés

Compréhension et ancrage mémoriel assurés

DES SERVICES ET OUTILS PRATIQUES

Questions aux experts

Les meilleurs experts techniques
et scientifiques vous répondent

Articles Découverte

La possibilité de consulter des
articles en dehors de votre offre

Dictionnaire technique multilingue

45 000 termes en français, anglais,
espagnol et allemand

Votre site est 100% responsive,
compatible PC, mobiles et tablettes.

FORMULES

	Formule monoposte	Autres formules
Ressources documentaires
Consultation HTML des articles	Illimitée	Illimitée
Quiz d'entraînement	Illimités	Illimités
Téléchargement des versions PDF	5 / jour	Selon devis
Accès aux archives	Oui	Oui
Info parution	Oui	Oui

Services inclus
Questions aux experts (1)	4 / an	Jusqu'à 12 par an
Articles Découverte	5 / an	Jusqu'à 7 par an
Dictionnaire technique multilingue	Oui	Oui
(1) Non disponible pour les lycées, les établissements d’enseignement supérieur et autres organismes de formation.
	Formule 12 mois monoposte 2 185 € HT	Autres formules (Multiposte, pluriannuelle) DEMANDER UN DEVIS