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pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API TRANSFERT DE MATIERE : EXTRACTION Liquide/Liquide Définition : L’extraction liquide liquide consiste en un transfert de matière entre deux phases liquides non ou partiellement miscibles. Applications : Recyclage solvants - Purifications de principe actifs (Pharma) - Récupération & concentration des cations métalliques (Cu, Zn, Ag, Au, Cr, Cd,…) - Récupération de l’uranium… Les avantages part rapport à la distillation : Teb sont proches ; produits thermosensibles ; économies d’NRJ (chauffe et refroidissement) I- Représentation des équilibres – Diagrammes utilisés : 1) Notations : A= diluant ; B= solvant ; C= soluté Þ Débits en kg/h ou kmol/h Entrées : L=A0+C0, V=B0 (+C) selon le système étudié Sorties : R=A+[C en moins] (+B), E=B+[C en plus] (+A) en fonction de la solubilité pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API 2) Diagramme triangulaire (ternaire) : Différents cas sont possibles : A, B, C peuvent être ; totalement miscibles (séparation impossible Þ 1 phase) - A et B non ou partiellement miscibles (séparation possible Þ zone à 2 phases) pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API Rq : 1/ Pour une bonne séparation, il faut non seulement que le soluté présente une plus grande affinité pour le solvant B que pour le diluant A (conodale = droite d’équilibre de pente = coefficient de partage K=f(T°)>1) mais aussi que A et B soient de masses volumiques différentes et qu’ils soient non ou partiellement miscibles. 2/ Les conodales ne sont pas parallèles mais ne se croisent jamais (dans la zone de non miscibilité !!). 3/ Tout mélange de composition correspondant à un point situé sur cette conodale se verra réparti en deux fractions E et R de « masses » telles que E/R = (MR)/(ME) [règle du bras de levier] et M=E+R [B.M.] avec xMM=xEE+xRR [B.M.] et K= xE/xR [coeff. de partage]. 4/ Pc : Point critique : conodale = 1 point Þ {R&E = M = L&V} 3) Courbe de distribution XR = f (XE) ou XE = f (XR) : pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API II- Détermination expérimentale d’un diagramme ternaire : 1) Isotherme de solubilité : On prépare des binaires de solvant & diluant auxquels on rajoute du soluté jusqu’à atteindre l’isotherme de solubilité, « passage de deux phases à une ». Chaque point de la courbe est un équilibre entre xE et xR. Il suffit de placer sur l’isotherme (de même T°) un couple xE, xR respectivement xE du côté de l’extrait (côté solvant ; E, V, B) et xR du côté du raffinat (côté diluant ; R, L, A) pour obtenir la droite d’équilibre (conodale) correspondante. (1) binaire de départ A/B --- Ajout de soluté C --- (2) Limite de solubilité Þ isotherme Méthode A : pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API Les trois méthodes ci-dessus sont de la première à la dernière de moins en moins consom-matrices en solutions mais - Soit le binaire de départ comporte deux phases, on ajoute alors du soluté jusqu’à ppppasser dans la zone de miscibilité (transition sur l’isotherme de solubilité) Þ On ppppppeut continuer pour trouver une éventuelle nouvelle zone de non miscibilité mais ccccccccomme dans le cas précédent, cela ne s’observe pas dans les cas classiques. (1) binaire de départ A/B --- Ajout de soluté C --- (2) Limite de solubilité Þ isotherme On peut reproduire se schéma à partir de différents binaires. Deux cas sont possibles : - Soit le binaire de départ est homogène (et dans notre cas on se trouve dans les zones bbbleues) Þ On peut alors rajouter du soluté et repasser dans une zone de non miscibilité mais ccccccela est rare dans les cas « les plus classiques » Méthode B : On peut aussi en supposant que l’on a une seule zone de non miscibilité (classiquement du type de celle représentée ci-dessus) raisonner en partant de (2) , rajouter du solvant B pour repasser dans la zone de non miscibilité jusqu’à (3) nouveau point de l’isotherme et puis en partant de (3), on rajoute du diluant A jusqu’à (4) par exemple… Méthode C : On peut également « travailler en escalier » : à partir de (2) on rajoute une quantité connue de B puis on introduit à nouveau du soluté C... (Ce procédé est aussi valable en ajoutant successivement A, puis C, …Þ bleu foncé) Méthode A : pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API demandent de plus en plus de précision (les points se rapprochent). 2) Détermination des conodales : Une fois l’isotherme de solubilité établie, on balaie la hauteur de la zone de non misci- bilité avec des points figuratifs. On réalise les mélanges correspondant que l’on laisse décanter dans des ampoules puis on titre en soluté extrait et raffinat dont les points figuratifs (R&E) doivent être alignés avec le point figuratif du mélange initial M. III- Choix du solvant/diluant - propriétés du solvant/diluant : 1) C’est une étape primordiale ! Le solvant doit : - bien solvater le soluté (mieux que le diluant SVP !) - être bon marché - ne pas être (trop) toxique/corrosif/polluant… - être recyclable - être de densité différente de celle du diluant et peu miscible avec lui … 2) Les différentes familles ; les solvants/diluants sont pour : - 1/3 des oxygénés - 1/4 des aliphatiques (coupes pétrolières) - 18% des aromatiques - 14% des glycols (EG, DEG, PEG...) - 10% des halogénés (Cl et F) 3) Paramètre de solubilité : pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API dd= forces de dispersion de London Þ squelette carbonés (Cx) dp= forces d’interaction dipolaire Þ fonctions polaires (-X) dh= forces de liaison hydrogène Þ fonct° protiques (N-H, O-H, S-H) & fonct° acceptrices de liaisons H Þ Diagramme 3D Pour choisir un solvant d’extraction : le soluté doit avoir (bien) plus d’affinité pour lui que pour le diluant (K>>1) – solvant et diluant ne doivent être que peu ou pas miscibles, de densités différentes, de faible viscosité – le solvant doit être le moins cher possible, peu toxique, facilement recyclable et présenter une bonne tension superficielle par rapport au garnissage (si trop forte, il se fixe au garnissage et la surface diluant/solvant s’amoindrit diminuant ainsi l’échange entre phases- si trop faible, au contraire, le solvant n’et pas retenu et le garnissage ne joue plus sont rôle « d’agent d’augmentation de surface d’échange entre phases ». IV- Extraction à contact : 1) Contact simple (étage unique) : On fait ici l’hypothèse que A et B sont tota-lement non miscibles. BM global : L0+Vn+1=Ln+V1 BM partiel : xL0L0=xLnLn+yv1V1 BM soluté : CL0=CLn+Cv1 Ici, ce sont les débits L0 et Vn+1 qui donnent le point figuratif M. pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API Transfert de matière Solvant pur : Vn+1 = B à raffiner : L0 Raffinat : Ln = A+CLn Extrait : V1=B+CV1 2) Extraction à contacts multiples : a. Courants croisés : pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API Objectif : Déterminer le nombre d’étages théoriques d’équilibres pour passer de L0 (x0) à Ln (xn) / Vn (yn) Données : L0 (x0) ; Ln (xn) voulus ; équilibres L1/V1 … La/Va = courbe d’équilibre ; isotherme de solubilité… Principe : On effectue le nombre d’équilibres nécessaires jusqu’à obtenir xn calculé < xn voulu. Rq : Pour pouvoir faire l’extraction, il faut que le point figuratif correspondant à la somme des débits d’entrée soit dans la zone de non miscibilité. Ainsi, pour un L0 donné, on peut déterminer un débit mini et un débit maxi de solvant entre lesquels l’extraction est possible. BM global 1ère étape : L0+Vn+1 = L1+ V1= M1 BM partiel 1ère étape : xL0L0 = xL1L1+yv1V1= xM1M1 soit, xM1= (xL0L0 )/M1 Þ graph. conodale Þ L1 (xL1)& V1 (yv1) Bras de levier : L1/V1= d(V1M1)/ d(L1M1) … Cf. exemples et Exo. de TD. b. Contre-courant : BM global: pdfcrowd.com open in browser PRO version Are you a developer? Try out the HTML to PDF API L0+Vn+1 = Ln+ V1 = S (points alignés) soit, L0 - V1 = Ln - Vn+1 = P (points alignés) P est appelé Pôle de récurrence. BM partiel : xL0L0 +y vn+1Vn+1= xLnLn+yv1V1= xSS soit, XS= (xL0L0 )/S Þ graphiquement : On place P et S. L0, Vn+1, S & Ln, V1, S sont alignés L0, V1, P & Ln, Vn+1, P sont alignés Cf. exemples et Exo. de TD. V- Modèle simple applicable à tous les procédés ; caractériser par une droite opératoire : 1) Hypothèses simplificatrices : - Soluté unique uploads/Litterature/ extraction-liquide-liquide-principe-et-fonctionnement.pdf