Distillation. Absorption

Distillation. Absorption
Étude pratique
Jean-Charles CICILE
par
Ingénieur de l’Institut du génie chimique de Toulouse
Ingénieur principal de procédés à la société Krebs-Speichim, groupe Technip
1.
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
Séparations continues............................................................................
Schéma de distillation continue .................................................................
Distillation simple ........................................................................................
Distillation moléculaire ...............................................................................
Distillation en colonnes binaires ................................................................
Distillation en colonnes complexes ...........................................................
Distillation azéotropique .............................................................................
Distillation extractive...................................................................................
Stripping.......................................................................................................
Absorption et désorption ............................................................................
Distillation réactive .....................................................................................
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3
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6
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8
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8
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9
2.
2.1
2.2
Séparations discontinues ......................................................................
Schémas .......................................................................................................
Caractérisation des mélanges par distillation discontinue ......................
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9
11
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
Choix des conditions opératoires .......................................................
Opération continue ou non ? ......................................................................
Pression et température de fonctionnement.............................................
Entraîneurs et solvants ...............................................................................
Nombre d’étages de transfert.....................................................................
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4.
4.1
4.2
Élaborations des schémas .....................................................................
Exemple de schéma de distillation.............................................................
Économies d’énergie...................................................................................
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17
17
17
Références bibliographiques .........................................................................
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20
L
e présent article a pour objet la détermination des conditions opératoires et
du schéma à mettre en œuvre pour réaliser la séparation d’un ou plusieurs
constituants d’un mélange plus ou moins complexe par distillation ou par
absorption. Il est destiné aux non-spécialistes qui ont un problème de séparation
à traiter (par exemple, pour purifier un solvant mis en œuvre dans un processus
de fabrication en vue de son recyclage) pour leur permettre de poser correctement leur problème aux fournisseurs et de mieux comprendre les choix de ceuxci. La description, les critères de choix et le dimensionnement des appareils mis
en œuvre dans les unités de distillation et d’absorption n’entrent pas dans le
cadre de cet article. L’appareil spécifique de ces unités, la colonne de fractionnement, est traité dans les articles [J 2 622], [J 2 623] et [J 2 626] de ce recueil (Distillation. Absorption). L’article [J 2 615] Distillation. Absorption : Contrôle et
régulation expose les principes de base de la régulation des colonnes.
Comment traiter
un problème de séparation
La première question à se poser concerne l’opération unitaire à mettre en
œuvre. De par sa nature, la distillation est une grande consommatrice d’énergie
et l’augmentation du coût de l’énergie depuis 1973 a amené les industriels à
envisager d’autres méthodes de séparation (extraction liquide-liquide, cristallisation, absorption, diffusion à travers des membranes) de façon plus systématique que par le passé, comme substituts à la distillation. Dans presque tous les
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© Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés
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