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1 Introduction Le procédé extraction liquide-liquide est une opération industri

1 Introduction Le procédé extraction liquide-liquide est une opération industrielle très mature basé sure les méthodes de séparation physico-chimique couramment utilisée en génie des procédés (recyclage des réactifs, purification des produits...). L'opération d'extraction liquide-liquide consiste à transférer une espèce chimique d'un liquide à un autre. C'est l'une des opérations les plus fréquemment réalisée en laboratoire de chimie organique. L'extraction est possible si deux liquides ne sont pas miscibles (c'est- à- dire qu'ils forment deux phases distinctes). En général, il s'agit d'une phase aqueuse et d'une phase organique. Le plus souvent : Soit on extrait un composé d'une phase aqueuse vers une phase organique afin de l’isoler. Soit on lave une solution organique par une phase aqueuse, afin de se débarrasser l’extraction liquide liquide est particulièrement adaptée aux procédés nécécitant des débits importants. Pour cette raison, le procédé est souvent utilisé dans l’industrie pétrolière : par des colonnes d’extraction de taille raisonnable. En général, l’extraction liquide liquide ne consomme que peu d’énergie, mais souvent, la régénération du solvant met en oeuvre une étape plus consommatrice d’énergie qui dépend de la nature des composés et de la difﬁculté de leur séparation. Souvent, il faut traiter non seule- ment le rafﬁnat (extrait), mais aussi le rafﬁnat par lavage, distillation ou bien tout autre étape complémen-taire. Le procédé d’extraction complet incluant la régénération du solvant et les traitements de puriﬁcation du rafﬁnat, demande des installations complexes (avec les coûts associés correspondants). le choix parmi la diversité des appareils existants reste encore délicat. Une des raisons en est l’absence de critères de choix rigoureux pour la prévision des performances des différents types d’extracteurs, d’où la nécessité d’essais prototype En général, les investissements et les coûts énergétiques correspondent à plusieurs fois le coût de l’extraction seule, mais dans certains cas, une simple désextraction (régénération) du solvant est possible avec de l’eau, acide ou base (consommation d’énergie réduite). Le choix du solvant n’est pas seule- ment fait à partir de sa sélectivité ; on prend aussi en compte les conditions de régénération, son coût etc. 2 Généralités Terminologie - Soluté : constituant à extraire - Diluant: liquide contenant les solutés - Solution: ensemble soluté + diluant - Solvant: liquide destiné à extraire les solutés - Extrait : phase issue de l’opération contenant les solutés extraits. Cette phase est riche en solvant. - Raffinat : phase résiduelle épuisée en soluté. Cette phase est riche en diluant. - Phase lourde : phase ayant la plus grande masse volumique. - Phase légère : phase ayant la plus faible masse volumique. - Phase aqueuse/Phase organique : ces termes sont liés à la nature du solvant et du diluant. - Phase continue/phase dispersée : le terme phase continue, utilisé lors de l’utilisation de colonnes d’extraction caractérise la phase de «remplissage de la colonne » au sein de laquelle l’autre phase dite dispersée se présente sous forme de gouttelettes. 1) Définitions : -Description de la colonne de type garnissage : Une colonne à garnissage est une unité de séparation physico- sous forme d’un tube qui est remplie d’éléments permettant d’augmenter la surface de contact entre la phase gazeuse et la phase liquide. Ce sont ces éléments qui constituent le garnissage. La colonne contient également :  dans sa partie inférieure, un plateau pour supporter le garnissage et un injecteur de gaz  dans sa partie supérieure, un distributeur de liquide et parfois un dévésiculeur  parfois un redistributeur En considérant la façon d’alimenter la colonne en gaz et en liquide, on peut distinguer 2 types de colonnes :  à co-courant : Les deux phases sont introduites en tête de colonne et descendent ensemble, en passant par le garnissage, vers la base de l’absorbeur. Cet arrangement permet à la colonne de fonctionner avec des débits plus grands, car dans cette configuration les problèmes liés à l’engorgement n’existent plus.  à flux croisé : Le gaz à traiter entre par le bas de la colonne, traverse le garnissage et sort en tête de colonne. La phase gaz passant par la colonne garnie est forcée, en raison de la présence du garnissage, de changer souvent de direction d’écoulement. Ceci permet de bien mélanger les deux phases. Ce type d’écoulement est celui qui présente l’efficacité théorique la plus importante. Dans les colonnes à garnissage, le liquide est pulvérisé sur le garnissage placé entre des grilles Le garnissage peut être de 2 types : le garnissage en vrac ; bonne tenue dans le temps (pas de tassement) HEPT prévisible et reproductible montage et démontage du garnissage en une seule pièce ou en morceaux, en fonction du diamètre de la colonne le garnissage structuré :  peu onéreux  variation des performances dans le temps due au tassement  entrainement possible lors d'un engorgement  montage par versement gravitaire, parfois par transport pneumatique  friabilité du garnissage lors du versement  enlèvement difficile si nécessité d'inspection de la colonne La phase liquide qui contient l’absorbant, forme un film sur les éléments de garnissage (zone de mouillage). Le garnissage qui créé une série d’obstacles sur le parcours du liquide et du gaz au sein de la colonne permet : d’augmenter la surface de contact entre les deux phases d’augmenter le temps de séjour des deux phases dans la colonne et donc leur durée de contact de créer un régime turbulent de la phase gaz Les colonnes garnies peuvent avoir une grande efficacité. L’efficacité pour une colonne donnée, dépend d’un grand nombre de facteurs, à savoir  la vitesse du gaz la solubilité du polluant dans la solution la concentration de l’absorbant dans la solution la réactivité éventuelle du gaz avec les constituants du liquide la diffusivité du polluant dans la phase gazeuse et de l’absorbant dans la phase liquide ; - la teneur en polluant de la phase gazeuse la hauteur de la colonne. Les colonnes à garnissage sont généralement utilisées pour l’absorption de gaz et de substances corrosives. Si le barbotage de la phase gaz dans le liquide provoque son moussage, Il est préférable également d’utiliser une colonne à garnissage pour : les opérations discontinues car la rétention du liquide dans ce type de colonne est faible. les transferts de matière limités par la phase gazeuse. Les colonnes garnies ne sont pas utilisées pour la séparation des particules solides, car celles- ci peuvent rester bloquer sur le garnissage et empêcher le passage des phases (cause d’engorgement). -Capteur de température Les sondes de température (ou capteurs de température) sont des dispositifs permettant de transformer l’effet du réchauffement ou du refroidissement sur leurs composants en signal électrique. Jusqu'à l'invention du thermoscope de Galilée, les hommes étaient incapables de mesurer la température. Les thermomètres virent bientôt le jour, et avec eux les unités comme le degré Celsius et le kelvin. Par la suite, les techniques automatisées voyant le jour, il fallut trouver le moyen de traduire les températures en signaux analogiques compréhensibles par des machines. On compte deux grandes familles de sondes de température -Thermistance : Les principaux capteurs de température utilisés en électronique sont basés sur la variation de la résistance électrique en fonction de la température. Variation (plus importante) de la résistance d'autres matières (oxydes métalliques, composites) en fonction de la température, cette variation pouvant être assez irrégulière ou soudaine, dans un domaine étroit de température. -Thermocouple : Les thermocouples, ou couples thermoélectriques (CTE), sont, en physique, des couples de matériaux dont l'effet Seebeck, découvert en 1821 par le physicien allemand Thomas Johann Seebeck, est utilisé pour la mesure de la température. Ils sont bon marché et permettent la mesure dans une grande gamme de températures. La principale limite est la précision obtenue. Il est relativement difficile d'obtenir des mesures avec une incertitude inférieure à 0,1 °C. -Pyromètre optique : Un pyromètre est un appareil de mesure physique des hautes températures. La mesure pyrométrique est faite dans l'enceinte chauffante ou hors de l'enceinte chauffante. Les principes de fonctionnement du pyromètre sont : la radiation infrarouge émise par l'objet et reçue. des radiations visibles émises pour la mesure et la température mesurée de l'objet opaque par la capacité de réflexion des radiations de sa structure atomique. la dilatation la dilation simple (métaux). la dilatation par système bimétal ou trimétal en hélice sur le système de Breguet. la rétractation (argile -pour le système de Pyromètre de Wedgwood-). la déformation sur des étalons de mesure dans l'enceinte. la résistivité propre de l'objet de mesure (métaux). le thermocouple capteur électrique/électronique immergé dans l'objet de la mesure. la couleur vue par un opérateur hors enceinte de chauffe, prenant en référence des teintes de verre pour les pyromètres optiques de coulée (fonte coulée et recuisons). prenant en référence de couleur le fil résistif de l'appareil chauffé par le courant électrique étalonné en température. -Capteur de pression différentiel : Est un instrument servant à mesurer une pression. Il y’a nombreux appareils pour mesurer les pressions et le degré de vide : ces instruments de mesure sont appelés tantôt capteurs de pression, tantôt sondes (pour le degré de vide). Pression absolue utilise le vide comme point de uploads/Finance/ extraction.pdf