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Université Libanaise Faculté de Génie - III Département : Mécanique Semestre :

Université Libanaise Faculté de Génie - III Département : Mécanique Semestre : Examen Final Chimie industrielle Date: 20 / 06 / 2016 Durée: 1h 30 Documents: NON PERMIS Exercice I : Choisir la bonne réponse (20 points) 1-) Une distillation est une opération unitaire de séparation : a- des liquides miscibles de différentes volatilités par évaporation, b- des liquides miscibles de mêmes volatilités par évaporation, c- des liquides non miscibles de différentes volatilités par évaporation, d- des liquides non miscibles de mêmes volatilités par évaporation, 2-) La décantation est une opération unitaire : a- de séparation ayant pour but de séparer les particules en suspension dans un liquide, b- durant laquelle nous réalisons une réaction chimique, c- de séparation de deux liquides non miscibles, d- de séparation de liquides miscibles. 3-) Durant une extraction liquide – liquide, dans le raffinat : a- la concentration en soluté est basse, b- la concentration en soluté est élevée, c- la concentration en produits les plus volatils est basse, d- la concentration en produits les moins volatils est élevée. 4-) Le dessalage du pétrole brut consiste à : a- séparer les différentes fractions pétrolières, b- enlever l’eau, les sels minéraux et les sédiments présents dans le pétrole brut, c- extraire le soluté de la solution, d- homogénéiser les fractions pétrolières. 5-) Dans la colonne de distillation : a- la pression est supérieure à celle dans le bouilleur, b- la température est basse en tête de la colonne, c- la pression est inférieure à celle dans le bouilleur, d- la température de la colonne de distillation est fixe. 6-) La centrifugation : a- est un terme employé en mélangeage, b- est basée sur l’action de la force gravimétrique, c- permet de séparer des liquides miscibles, d- est basée sur l’action de la force centrifuge. 7-) Afin de maximiser le rendement de la distillation : a- on a recours à connecter la colonne de distillation à un condenseur, b- on a recours à connecter la colonne de distillation à un rebouilleur, c- on a recours à diminuer la température de la colonne de distillation, d- a et b. 8-) La décantation accélérée : a- est appliquée à des suspensions très diluées en solides, b- consiste à obtenir des débits importants, c- est appliquée à des suspensions très concentrées en solides, d- est formée d’une cuve avec des plaques inclinées. 9-) Durant la distillation atmosphérique du pétrole brut, si on augmente trop la température : a- le rendement de la distillation augmente, b- il y a des risques de craquage thermique d’hydrocarbures, c- la pression de la colonne augmente, d- la pression de la colonne diminue. 10-) Les colonnes de stripage utilisées durant la distillation du pétrole brut, ont pour but : a- d’augmenter la température durant la distillation, b- de régler la température durant la distillation, c- extraire les phases légères restantes dans les coupes lourdes, d- refroidir la vapeur condensée et la transformer en liquide. Exercice II (15 points) On désire distiller, en continu, un mélange de 2000 Kg/h contenant 60 % de méthanol dans l’eau de manière à obtenir un distillat à 98 % de méthanol et un résidu à 95 % d’eau (% massiques). a-) Faire un schéma de principe en indiquant et identifiant les notations utilisées, b-) Faire le bilan – matière de la distillation (débits massiques, titres massiques du méthanol et de l’eau dans l’alimentation, le distillat et le résidu), c-) Calculer le rendement de la distillation. Exercice III (20 points) La distillation continue de 10 tonnes par heure d’un mélange contenant 50% de benzène et 50% de toluène donne un distillat à 95% de benzène et un résidu à 96% de toluène (% massiques). a-) Faire un schéma de principe en indiquant et identifiant les notations utilisées, b-) Faire le bilan – matière de la distillation (débits massiques, titres massiques du benzène et du toluène dans l’alimentation, le distillat et le résidu), c-) Calculer le rendement de la distillation. Exercice IV : Extraction Liquide – Liquide (15 points) On désire extraire, à contre – courant une solution aqueuse d’acide acétique par de l’acétate de butyle au moyen d’un extracteur discontinue. Le débit – masse de l’alimentation en solution à 8,5 % en acide acétique est de 1000 Kg, tandis que celui du solvant, arrivant à contre – courant est de 1200 Kg. L’extraction donne 1300 Kg d’extrait contenant 6 % d’acide acétique. a-) Faire un schéma de principe de l’extracteur discontinu, en indiquant et identifiant les notations utilisées) b-) Déterminer le débit massique du raffinat ainsi que la fraction massique de l’acide acétique dans le raffinat sortant de l’extracteur, c-) Déterminer les débits d’acide acétique dans les deux phases (extrait et raffinat), d-) Déterminer le rendement d’extraction. Exercice V : Répondez brièvement à ces questions (30 points) i-) Un des réacteurs liquide – liquide est le « Mélangeur –Décanteur », expliquer pourquoi ce réacteur a pris son nom ? ii-) Lors d’une décantation accélérée, pourquoi utilise – t- on des agents floculants ? iii-) Lors d’une distillation, comment agissent les forces intermoléculaires entre les molécules sur le principe de la distillation ? iv-) On désire réaliser une extraction liquide – liquide d’un mélange binaire A et B. Expliquer comment se fait cette séparation. v-) Nommer les différentes fractions pétrolières (+ températures), obtenues à partir d’une distillation atmosphérique du pétrole brut. BON COURAGE Lebanese University Faculty of Engineering – III Department : Mechanical Semester : V Final Exam Ti Industrial Chemistry Date: 20 / 06 / 2016 Time: 1h 30 closed books Exercise 1 : Choose the best fit answer (20 marks) 1-) The distillation is a separation method used to separate: a- miscible liquids having different volatilities by evaporation, b- miscible liquids having the same volatilities by evaporation, c- immiscible liquids having different volatilities by evaporation, d- immiscible liquids having the same volatilities by evaporation, 2-) The decantation is an operation unit : a- for the separation of solid particles and fluid in suspension, b- in which we carry out a chemical reaction, c- of separation of two immiscible liquids, d- of separating miscible liquids. 3-) During a liquid – liquid extraction, in the raffinate : a- the concentration of solute is low, b- the concentration of solute is high, c- the concentration of the most volatile product is low, d- the concentration of the most volatile product is high. 4-) The crude oil desalting is used : a- for the separation of the different oil fractions, b- to remove water, minerals and sediments present in crude oil, c- to extract the solute of the solution, d- to homogenize petroleum fractions. 5-) In the distillation column: a- the pressure is greater than that in the boiler, b- the temperature is low at the top of the column, c- the pressure is lower than that in the boiler, d- the temperature of the distillation column is fixed. 6-) Centrifugation: a- is a term used in mixing, b- is based on the action of the gravity force, c- allows separation of immiscible liquids, d- is based on the action of centrifugal force. 7) In order to maximize the performance (yield) of distillation: a- we connect the distillation column to a condenser, b- we connect the distillation column to a reboiler, c- The temperature of the distillation column is reduced, d- a and b. 8-) The accelerated sedimentation: a- is applied in very dilute solids suspensions, b- is used to obtain high flow rates, c- is applied in high concentrations of solids suspensions, d- is formed of a tank with inclined plates. 9) During the atmospheric distillation of crude oil, if we increase too much, the temperature: a- the performance (yield) of the distillation increases, b- there is risk of thermal cracking of hydrocarbons, c- the column pressure increases, d- the column pressure decreases. 10-) The stripping columns used in the distillation of crude oil, are intended to : a- increase the temperature during the distillation, b- set the temperature during distillation, c- extract the remaining light phases in heavy cuts, d- cool condensed steam and turn it into liquid. Exercise II (15 points) We wish to distillate continuously, a mixture of 2000 Kg/h containing 60 % of methanol in water. We desire obtain a distillate of 98% methanol and 95% water residue (% by mass). a-) Draw a figure of the distillation column, label and identify all known variables used b-) Write the material balance (bilan-matière) of the distillation (mass flow = distillate and bottoms flow rates, mass titles for methanol and water in the feed, distillate and residue) c-) Calculate the efficiency of this distillation. Exercise III (20 points) 10 tones of a mixer containing of 50 % of benzene and 50 % of toluene are fed to a distillation column. 95 % of benzene is recovered in the distillate and 96 % of toluene is recovered in the residue (% by mass). a-) Draw a figure of the distillation column, label and identify all known variables used, b-) Write the uploads/Finance/ final2015-2016-chimie-industrielle.pdf