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Etude d un réacteur chimique structuré de type échangeur à plaques hautes performances à l aide d un modèle à compartiments détaillé :

Résumé : La mise en ?uvre de réactions chimiques exothermiques est fortement limitée par la dissipation de l énergie libérée. Afin de proposer une solution à ce problème, un nouveau type de réacteur multifonctionnel a été développé par la société Alfa Laval. Ce réacteur chimique est un échangeur de chaleur à hautes performances au sein duquel des chicanes ont été introduits pour améliorer le mélange. Par ailleurs, les réactifs peuvent être injectés à différents points du réacteur. De plus, de nombreuses configurations de circulation des fluides réactifs et caloporteur sont possibles. L OPR (Open Plate Reactor) contenant 3 passes, l écoulement de ces deux fluides peut être alterné à co- ou contre-courant dans chaque passe d où 8 configurations sera possible. Afin d étudier l écoulement, des mesures de Distribution des Temps de Séjour (DTS) ont été réalisées pour de nombreuses conditions opératoires et pour différentes viscosités de fluide. L écoulement a été modélisé par le modèle des mélangeurs en cascade avec échange avec une zone stagnante. Les temps d échange et la proportion de volume stagnant ont été précisément estimés en fonction des débits et des viscosités. Les bilans de chaleur et de matière ont été inclus dans ce modèle afin de simuler trois réactions chimiques en milieu liquide homogène et pour lesquelles les cinétiques de réaction sont connues : Hydrolyse alcaline de l acétate d éthyle, Hydrolyse alcaline de l éthylène glycol diacétate, Oxydation du thiosulfate par le peroxyde d oxygène. Un accord satisfaisant a été obtenu entre les résultats expérimentaux et le modèle au niveau de la productivité, conversion et de la sélectivité des réactions. Pour la réaction exothermique, les profils de température expérimentaux ont été comparés avec ceux obtenus par le modèle. Les résultats obtenus par le modèle s accordent bien avec ceux des expériences. Cet accord est moins satisfaisant pour certaines conditions opératoires où la température du point chaud est surestimée. Cet écart a été imputé à la conduction axiale dans le solide, non considérée dans le modèle. Le modèle a aussi été utilisé pour étudier le comportement du réacteur dans des configurations pour lesquelles il n y a pas de données expérimentales. De plus, un nouveau concept de modèle à compartiments a été développé pour simuler les résultats obtenus avec des réactions tests de micromélange au niveau des injections des réactifs
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Theses
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01752543
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 1:50:41 PM
Last modification on : Thursday, January 31, 2019 - 1:27:53 AM

File

2006_VAFAEI_ALAMDARI_M.pdf
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  • HAL Id : tel-01752543, version 1

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Mahvand Vafaei Alamdari. Etude d un réacteur chimique structuré de type échangeur à plaques hautes performances à l aide d un modèle à compartiments détaillé :. Autre. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2006. Français. ⟨NNT : 2006INPL023N⟩. ⟨tel-01752543⟩

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