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Gamme Génie Chimique - 07/01
RAP/4000
RÉACTEURS CONTINUS
RAP/4000
Version de base - Photo non contractuelle
Objectifs pédagogiques
! Comparaison de quatre réacteurs différents de même volume.
• Un réacteur parfaitement agité
• Une cascade de deux réacteurs parfaitement agités
• Un réacteur à faible dispersion axiale
• Un réacteur à forte dispersion axiale
! Etude hydrodynamique des réacteurs par la méthode de distribution
des temps de séjour : DTS.
• Détermination des temps de séjours.
• Comparaison des résultats théoriques et expérimentaux.
! Détermination d’un taux de conversion chimique par conductimétrie.
• Bilan matière, rendement de la réaction.
• Comparaison de l’efficacité des différents réacteurs.
PIGNAT S.A.
Sous réserve de modifications techniques
Gamme Génie Chimique - 07/01
RAP/4000
Description technique
L’unité est composée de quatre réacteurs de volumes
réactionnels identiques : 0,8 L
6 : Un réacteur parfaitement agité.
7 : Deux réacteurs parfaitement agités en série.
8 : Un réacteur piston à faible dispersion axiale.
9 : Un réacteur piston à forte dispersion axiale, ou
réacteur serpentin.
9
Réacteur piston en verre 1L, DN 50, LG 1000, avec
cloche de débordement, sonde conductimétrique, grille
de support inox, garnissage : billes de verre Ø 3, vanne
de vidange et injection traceur.
1
Bonbonnes d’alimentation de 60 L, polypropylène
avec vanne de vidange.
11 Bonbonne de 60 L, polypropylène avec vanne de
vidange.
2
Pompe péristaltique, deux têtes, moteur à vitesse fixe.
3
Dispositif de débit constant : deux pots en verre
DN 50.
4
Deux débitmètres avec vannes de réglage .
5
Deux vannes cinq voies de sélection.
6
Moteur d’agitation, 50 à 2000 tr/min.
Arbre d’agitation PTFE, Ø 6, LG 400, avec hélice quatre pales : Ø 40.
7
Réacteur 1 L en verre, DN 100, avec couvercle PVC,
tubulure de débordement, puits de mesure, sonde
conductimétrique, vanne de vidange et injection traceur.
8
Deux réacteurs 0,5 L en verre, DN 100, avec couvercle
PVC, tubulure de débordement, puits de mesure,
sonde conductimétrique, vanne de vidange et injection traceur.
10 Réacteur serpentin en verre 1L, DN 15 avec cloche
de débordement, sonde conductimétrique, vannes
de purge, vannes de vidange et injection traceur.
Instrumentation :
• Deux débitmètres verre, gamme : 2,5 à 25 L/h.
• Cinq sondes conductimétriques.
• Cinq sondes de température Pt 100 Ω.
Commande :
Coffret électrique comprenant :
• Interrupteur général.
• Interrupteur de mise sous tension et d’arrêt général type coup de poing.
• Quatre Marche/Arrêt : pompe et agitations.
• Deux conductimètres avec sortie 4-20 mA ou
0-10 V sur fiches bananes pour enregistrement des
mesures.
• Commutateur multivoies pour sélection de la sonde
conductimétrique utilisée.
Supportage :
Châssis autoporté en profilé aluminium.
Quatre pieds avec platines réglables.
Sécurité et certification CE
Pilote conforme à la certification CE.
Options
Logiciel d’acquisition informatique :
Permet l’acquisition des données sur un PC (non fourni)
Réf RAP/4000/O1
Kit informatique :
Imprimante, unité centrale, moniteur 17”.
Réf RAP/4000/O2
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Sous réserve de modifications techniques
Gamme Génie Chimique - 07/01
RAP/4000
Principe de fonctionnement
3
R4
R3
TI
TI
10
Ω
Ω
R2
R1
6
5
6
TRACEUR
TRACEUR
TI
2
TI
6
5
Ω
9
Ω
TI
Ω
8
4
7
TRACEUR
1
TRACEUR
11
Cette installation permet d’étudier quatre réacteurs de
volumes réactionnels identiques :
• Une cascade de réacteurs parfaitement agités 8
• Un réacteur parfaitement agité 7
• Un réacteur piston 9
• Un réacteur piston à forte dispersion axiale 10
Les solutions d’alimentation sont stockées dans les bonbonnes 1. La pompe 2 alimente en continu et à débit
constant 3 le réacteur sélectionné au moyen des vannes
5. Les débitmètres 4 fixent le débit d’alimentation.
L’agitation 6 des réacteurs 7 et 8 assure l’homogénéité du
milieu réactionnel.
Pour chaque réacteur, les effluents sont récupérés par
débordement puis stockés dans la bonbonne 11.
Etude hydrodynamique des réacteurs :
Le réacteur étudié est alimenté en eau permutée.
Une fois rempli, un traceur est injecté dans le débit d’alimentation au moyen d’une seringue. Des sondes
conductimétriques permettent de suivre l’évolution de la
concentration du traceur au cours du temps et de déterminer la distribution du temps de séjour.
Distribution des temps de séjour, DTS :
En suivant la concentration d’un traceur au cours du temps, on
obtient une courbe : DTS d’un réacteur.
Cette méthode permet de :
- caractériser les écoulements dans un réacteur continu.
- déterminer un temps de séjour moyen.
- vérifier si ce réacteur correspond à sa modélisation.
- vérifier qu’il existe aucun court-circuit ou point mort.
Etude d’un taux de conversion chimique :
Dans un réacteur, on réalise la saponification de l’acétate d’éthyle par une solution de soude introduite en excès.
La mesure de la conductivité χi du milieu réactionnel permet de suivre la saponification.
Lorsque le régime permanent est atteint ( χi constante ),
les deux vannes 5 sont orientées en même temps sur un
autre réacteur. Le premier, se transforme en réacteur
fermé ayant le même excès de soude qu’en marche
continue. La fin de la réaction (disparition totale de l’acétate d’éthyle) se caractérise par un nouveau palier de
la conductivité : χi∞ dû à l’excès de soude.
Connaissant la concentration et la conductivité de la
soude d’alimentation et la coductivité du mélange de fin
de réaction, il est possible d’en déduire la concentration
de soude en régime permanent et de calculer le taux de
conversion de l’acétate d’éthyle.
L’acquisition des données est effectuée sur un enregistreur
papier ou un PC (en option).
Le taux de conversion :
Soit une réaction chimique : A + B " C + D.
Le taux de conversion X est défini par rapport à un réactif qui disparait, par exemple XA.
Le taux de conversion permet de définir la quantité de produit
consommé à un instant t.
Dans un système fermé il est défini par : nA = na0 (1-XA)
Manipulations proposées
! Détermination des temps de séjour, DTS :
• Injection et suivi conductimétrique d’un traceur coloré.
• Exploitation des courbes expérimentales : conductivité = f (temps)
et détermination du temps de séjour de chaque réacteur.
• Comparaison des réacteurs.
! Saponification de l’acétate d’éthyle par de la soude.
• Etalonnage des sondes conductimétriques pour le dosage de la soude.
• Suivi conductimétrique de la réaction et détermination
du taux de conversion de la soude.
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Gamme Génie Chimique - 07/01
RAP/4000
Matériel complémentaire conseillé
! Matériel :
Deux bechers 50 et 100 mL, un récipient de 1 L pour les vidanges.
Un enregistreur 2 voies minimum, entrées : 4-20 mA ou 0-10 V.
! Produits :
Saponification : 60 cL d’acétate d’éthyle, 240 g de soude en pastilles.
! Analyse des échantillons :
Nécessaire pour dosages acide-base (burette, phénolphtaléine, pipettes, acide sulfurique 0,1N).
! Configuration PC minimum : Nous consulter
Utilités et raccordements
! Electricité :
Réseau 240 volts, monophasé, 50 Hz.
Puissance 2 kW.
Raccordement sur fiche 2P+T, 5 mètres de câble.1
! Eau déminéralisée :
120 L d’eau permutée pour remplissage des bonbonnes d’alimentation.
Traceur coloré : NaCl, eau, permanganate de potassium.
Prestations PIGNAT
! Unité montée et testée en usine : tests de
bon fonctionnement électrique et
hydraulique réalisés avant départ usine.
! Unité livrée avec un dossier technique
(schémas, liste des pièces détachées,
documentation des matériels installés,
schémas électriques).
! Unité livrée avec un manuel pédagogique
présentant les différentes manipulations ainsi
que les rappels de cours, le mode opératoire
et les résultats expérimentaux s’y rapportant.
Prestations optionnelles
! Formation des formateurs sur site ou en nos
locaux par nos ingénieurs.
! Montage et raccordements sur site par nos
techniciens.
Conditions de garantie
Les unités sont garanties un an à compter de la
date de livraison ou de la mise à disposition du
matériel dans nos locaux.
Conditions générales de vente et garantie disponibles
sur simple demande.
Encombrement
L x l x H = 250 x 100 x 230 cm.
Poids à vide : 150 kg, en service : 280 kg.
Pignat S.A.
6, rue Calmette, BP 11
69741 Genas CEDEX
France
Téléphone
Fax
+33 4 78 90 50 03
+33 4 78 90 63 88
E-mail
Site web
[email protected]
www.pignat.com
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