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Auteur(s)
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Pierre TRAMBOUZE : Ingénieur ENSCP (École Nationale Supérieure de Chimie de Paris) - Docteur ès Sciences Physiques - Directeur du Centre d’Études et de Développement Industriels de l’Institut Français du Pétrole (IFP‐Solaize)
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Lire l’articleINTRODUCTION
On appelle réacteur tout appareillage permettant de réaliser une réaction chimique ou biochimique, c’est‐à‐dire de transformer des espèces moléculaires en d’autres espèces moléculaires. Néanmoins, cette appellation est limitée aux cas où la transformation (ou conversion) est effectuée dans le but de produire une ou plusieurs espèces chimiques déterminées ou d’éliminer d’un mélange un ou plusieurs composés. Par contre, cette définition exclut les systèmes qui réalisent une réaction chimique à d’autres fins, par exemple la production d’énergie.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1979 par Pierre TRAMBOUZE
DOI (Digital Object Identifier)
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Réacteurs catalytiques. Mise en œuvre des catalyseursArticle inclus dans l'offre
"Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique"
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3. Réacteurs à deux phases fluides
Sous cette appellation, nous englobons les réacteurs dans lesquels sont présentes soit une phase gazeuse et une phase liquide, soit deux phases liquides non miscibles.
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À la première catégorie correspondent de nombreuses applications industrielles, telles que des oxydations et hydrogénations en phase liquide ou des absorptions d’un gaz par un liquide avec réaction chimique. On peut citer ainsi :
-
le traitement aux amines du gaz naturel, en vue d’éliminer H2S et CO2 ;
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l’élimination du CO2 de l’hydrogène de synthèse par lavage à la soude ou aux amines ;
-
l’absorption des vapeurs nitreuses lors de la fabrication de l’acide nitrique.
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Les systèmes liquide‐liquide avec réaction sont, sans doute, moins fréquents industriellement. Néanmoins, on peut citer les sulfonations ou nitrations d’aromatiques comme exemples typiques de tels systèmes.
La présence de deux phases fluides est également liée au fait que l’un des réactifs présent dans une phase doit être transféré dans l’autre phase où a lieu la réaction. La phase réactionnelle est le plus souvent unique et liquide. Ainsi, le cas le plus fréquemment rencontré correspond au schéma suivant :
-
réactif A1 présent dans la phase I ;
-
transfert de A1 dans la phase II ;
-
réaction de A1 dans la phase II.
Néanmoins, il existe des cas où des réactions peuvent se dérouler simultanément dans les deux phases fluides, avec transferts en direction de chacune des phases (par exemple, absorption des vapeurs nitreuses). On trouve aussi des situations où l’élimination d’un produit de la réaction se fait par transfert à partir de la phase réactionnelle.
Avant de décrire les appareillages qui peuvent être utilisés respectivement dans le cas des systèmes gaz‐liquide ou liquide‐liquide, nous rappellerons quelques notions théoriques relatives au phénomène de transfert de matière accompagné de réaction chimique : ces notions, qui sont en effet valables quelles que soient les phases fluides en présence, nous serviront ensuite comme guides lors du choix d’un appareillage en vue de résoudre un problème pratique.
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3.1 Transfert...
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Réacteurs à deux phases fluides
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HARKER (J.H.) - Heat transfer in stirred tank reactors - . 1990 Chem. Eng. World, vol. XXV, no 1.
-
(2) - HOLLAND (F.A.), CHAPMAN (F.S.) - Liquid mixing and processing in stirred tanks - . 1966 Reinhold Publ. Co.
-
(3) - SHUKI (A.R.), CORRIGAN (T.E.), DEAN (M.J.) - Chemical reactors : influence of packing on effective reactor volume - . Ind. Engng Chem. (USA) Proc. Des. and Devt. 7, no 3, juill. 1968, p. 433.
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(4) - DANCKWERTS (R.V.) - Gas-liquid reactions - . 1970 McGraw-Hill.
-
(5) - CHARPENTIER (J.C.) - Gas-liquid reactors - . A.C.S. (Am. Chem. Soc.) Symposium Series, no 72, 1978, p. 223-61.
-
(6) - REITH (T.) - Interfacial area and scaling-up of gas-liquid contactors - . Brit. Chem. Eng. 15, no 12, déc. 1970, p. 1559.
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ANNEXES
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1 Constructeurs. Fournisseurs (liste non exhaustive)
- 1.1 Réacteurs à cuve agitée (acier vitrifié ou inoxydable)
- 1.2 Mélangeurs
- 1.3 Fours de cracking
- 1.4 Colonnes à plateaux
- 1.5 Garnissages
- 1.6 Éjecteurs, venturi, tours de lavage
- 1.7 Extracteurs
- 1.8 Catalyseurs
- 1.9 Réacteurs haute pression
- 1.10 Lits fluidisés et traitement de solides
- 1.11 Four tournants
- 1.12 Filtration
- 1.13 Oxydation thermique des COV complexes
- 1.14 Échangeurs à plaques soudées
- 1.15 Séchage lit fluidisé et traitement des solides
1 Constructeurs. Fournisseurs (liste non exhaustive)
1.1 Réacteurs à cuve agitée (acier vitrifié ou inoxydable)
Biazzi SA.
De Dietrich Équipement Chimique.
Pfaudler Werke GmbH.
HAUT DE PAGE
Chemineer Ltd.
Ekato (Sté).
ITT Flygt SAS.
Lumpp SA.
Mixel SA.
Guérin Pierre SA. Division Moritz.
Rayneri VMI (Vendée Mécanique Industrie).
Robin Industries SA.
HAUT DE PAGE
ABB Lummus Crest GmbH.
Stein...
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