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Optimisation des conditions opératoires du réacteur de production de l’oxyde d’éthylène

Mémoire : Optimisation des conditions opératoires du réacteur de production de l’oxyde d’éthylène. Rechercher de 46 000+ Dissertation Gratuites et Mémoires

Par   •  3 Juin 2016  •  Mémoire  •  18 815 Mots (76 Pages)  •  432 Vues

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République Algérienne Démocratique et populaire[pic 3]

Ministère de l'enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mentouri Constantine[pic 4]

Faculté Des sciences de L'ingénieur Département De Chimie Industrielle[pic 5]

Mémoire de fin d'études pour l'obtention du Diplôme Master en Génie Chimique

THEME

[pic 6]

Proposé et dirigé par :

Mme : Nawel OUTILI

Présenté par :

  • Hammoudi Saber
  • Amroune Messaoud

Promotion: 2011

Remerciements

Avant tout nous commençons par remercier DIEU tout puissant, de nous avoir éclairé le chemin pour achever Notre travail et nos études.

Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude, et notre grand respect a notre encadreur Madame Outili pour sa gentillesse, sympathie, compréhension et surtout pour son suivi, ses conseils et ses remarques qui nous ont été d’un grand apport.

Et enfin, à tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin a la réussite de ce travail.

Sommaire

Introduction   générale........................................................................................... (1)

Chapitre I : Les réacteurs catalytiques

I-1  Introduction    .................................................................................................... (4)

I-2 Principales classifications des réacteurs  ........................................................... (4)

I-3 Les réacteurs catalytiques hétérogènes  ............................................................. (7)

I-4 Les différents types de réacteurs catalytiques  ................................................... (7)

I-4-1 Réacteur catalytique à lit fixe ............................................................ (7) I-4-2  Lit  mobile   ......................................................................................... (9)

I-4-3  Lit  fluidisé   ........................................................................................ (9)

I-5  Les catalyseurs    ............................................................................................... (9)

I-5-1 Principales caractéristiques de catalyseurs  ....................................... (10)

I-5-2 Propriétés physiques des catalyseurs   ........................................ (11)

I-6 Stabilité thermique des réacteurs catalytiques à lit fixe ................................... (11)

I-7 Réactions catalytiques d’oxydation   ............................................................... (13)

I-8 Propriétés physico-chimiques d’oxyde d’éthylène .......................................... (13) I-9 Époxydation de l’éthylène    ............................................................................ (14)

I-10 Principales utilisations de l’oxyde d’éthylène ............................................... (15)

Chapitre II Modélisation des réacteurs catalytiques à lit fixe

II-1 Introduction  ............................................................................................................(16)

II-2 Mécanismes des réactions catalytiques  ......................................................... (16)

II-3 Phénomènes de transfert de masse et de chaleur  ........................................... (17)

II-3-1 Transfert intra granulaire  ................................................................  (18)

II-3-2 Transfert   extra granulaire  .............................................................. (22)

II-4 Choix de modèle .......................................................................................... (24) II-4-1 Les modèles « pseudo-homogènes »  .............................................. (25)

II-4-2 Les modèles « hétérogènes »  .......................................................... (28)

II-4-3 Le modèle pseudo homogène  .........................................................  (29)

II-5 Expression de  la  cinétique  ............................................................................ (32)

II-6 Le  modèle  mathématique  .............................................................................. (34)

II- 7  La sélectivité    .............................................................................................. (34)

Chapitre III Résultats et discutions

III-1  Introduction    ................................................................................................ (35)

III-2 Données du problème  ..................................................................................  (35)

III-3 Les propriétés physiques  .............................................................................  (36)

III-4 Résultat et interprétations  ............................................................................  (37)

III-5 Transfert de matière et de chaleur  ................................................................ (37)

III-6 Etablissement  des profils  ............................................................................. (40)

  1. Variation de la pression avec la hauteur du réacteur .................................... (43) III-8 Optimisation des conditions opératoires ...................................................... (44) III-8-1 Choix des facteurs influençant sur la sélectivité et la température .. (44)

III-8-1-1 Domaines des facteurs  .................................................... (45)

III-8-2 Influence des facteurs opératoires sur la sélectivité et la température(45) III-8-3 Conditions opératoires maximales  ................................................. (48)

Conclusion ...............................................................................................    (50)

Conclusion  générale   ................................................................................. (51)

Annexe  (A)     ............................................................................................. (52)

Annexe  (B)    .............................................................................................. (59)

Annexe  (C)    .............................................................................................. (61)

Référence   bibliographique.........................................................................(66)

[pic 7]

symbole

définition

Unité

Lettres latines

Ap Cj Ce Cs Cp Dp dt De Ei F

fe

H

∆Hi h Ki Kj Kd kM

L

m M P

Pc

PT

Pr ri re

rs

Surface de particules Concentration du constituant j Concentration du fluide externe

Concentration à la surface des particules Chaleur spécifique

Diamètre d’une particule solide Diamètre du tube

Coefficient de diffusion effective Energie d’activation de la réaction i Débit molaire surfacique

La fraction de résistance externe Hauteur de réacteur

Enthalpie de la réaction Coefficient de transfert de chaleur Constante de la réaction i Constante de la réaction j Coefficient d transfert de masse

Constante de vitesse rapportée à la masse volumique

Longueur caractéristique du grain Débit massique

Masse molaire Pression Pression critique Pression totale

Nombre adimensionnel de Pandtl Vitesse de la réaction

La vitesse dans les conditions du fluide externe (Te,Ce)

La vitesse calculée dans les conditions de

m2 mol/m3 mol/m3 mol/m3 J/Kg.K m

m m2/s J/mol

mol/m2.s

-

m J/mol

W/m2.K

mol.m3/s.Kg mol.m3/s.Kg m2/s m3/Kg.s

m Kg/m2.s Kg/mol bar

bar bar

-

mol/Kg.s mol/m3.s

...

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