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Cours 1 reacteurs polyphasiques 2021

REACTEURS POLYPHASIQUES Module enseigné en Master GC Master GPE et Master RP Coe ?cient Nombre de crédits Les réacteurs polyphasiques sont des réacteurs très utilisés dans les industries chimiques pétrochimiques pharmaceutiques Ce cours sera consacré aux réacteurs biphasiques suivants - Fluide- uide réacteurs gaz-liquide - Fluide-solide catalytique réacteurs catalytiques hétérogènes et - Fluide-solide consommable Objectifs illustrer comment prendre en compte tous les di ?érents phénomènes réaction transfert de matière transfert de chaleur qui interviennent dans un modèle cinétique d ? un réacteur polyphasique I- LES REACTEURS GAZ-LIQUIDE Introduction Les réactions gaz-liquide sont des opérations industrielles très importantes Elles sont réalisées dans di ?érents types de réacteurs comme les colonnes remplies les colonnes à plateaux les colonnes à bulles soit dans des procédés de puri ?cation de gaz ou des procédés de production Exemples d ? application des réactions gaz-liquide Procédés de puri ?cation de gaz Elimination du CO du gaz de synthèse par éthanolamines - Elimination de H S par NaOH Procédés de production Oxydation d ? aldéhydes per l ? air pour produire de acides - Production d ? acides nitrique et sulfurique Le processus consiste en la mise en contact d ? une phase liquide avec le gaz Ce gaz A se dissout dans le liquide di ?use dans le liquide par di ?usion moléculaire et réagit avec un composé B dissous dans la phase liquide pour donner un composé C CIl existe plusieurs modèles qui décrivent ce phénomène de transfert de masse avec réaction chimique Le plus simple et le plus utilisé est le modèle est appelé théorie des deux ?lms Théorie des deux ?lms Cette théorie a d ? abord été appliquée pour décrire l ? absorption d ? un gaz par un liquide sans réaction chimique Nous allons l ? appliquer pour décrire un transfert de matière par di ?usion suivi d ? une réaction chimique Au c ?ur de la phase gaz les molécules de gaz A sont à une pression partielle au coeur de la phase liquide les molécules de B dissoutes qui peuvent réagir avec les molécules A pour donner un produit C Entre le gaz et le liquide il y a une interface qui distingue entre le gaz et le liquide La théorie des ?lms a ?rme Toute la résistance au transfert de masse est localisée dans deux ?lms situés de part et d ? autre de l ? interface Il y a un ?lm mince coté gaz le ?lm gazeux et un ?lm mince coté liquide ?lm liquide l ? épaisseur du ?lm gazeux est notée ?g et l ? épaisseur du ?lm liquide ?L Au c ?ur des phases gaz et liquide les concentrations sont uniformes à cause de la turbulence Les molécules B ne peuvent pas traverser l ? interface et restent dans la phase liquide o? a lieu la réaction chimique La phase liquide est toujours la phase réactionnelle o? la réaction se passe L ? équilibre est supposé à l ? interface o? la concentration de