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Simulation
en temps réel sur PC d'un réacteur agité continu,
semi-continu ou batch
Mots clefs:
réaction, chimique, chimie, cinétique, équilibre,
réversible,
équilibrée, exothermique, endothermique, athermique, stoechiométrie,
coefficient, stoechiométrique, taux, conversion, sélectivité,
génie chimique, génie des procédés...

Tous
les paramètres de l'installation sont modifiables: réactions
chimiques envisagées, dimensions caractéristiques
des équipements, régulateurs PID, paramètres
et options du modèle, alimentations parallèles,
etc...
Ce simulateur
permet d'effectuer toutes les opérations nécessaires à une
fabrication en batch, en continu ou en semi-continu: inventaire,
chargement simultané ou successif, chauffage, ébullition,
distillation, refroidissement... Très proche d'un réacteur
pilote ou industriel, il vous permettra de mieux apréhender
la conduite des réacteurs en tenant compte des impératifs
de sécurité, de qualité et de production.
Taux de conversion, sélectivité et temps de cycle
n'auront plus de secrets
pour vous. |
L'installation
comprend entre autres les équipements suivants:
-
un réacteur agité avec double-enveloppe (chauffage
par fluide thermique), serpentin de refroidissement, et condenseur,
-
des lignes d'alimentation des réactifs et de l'inerte (ou
diluant), avec régulation de débit, programmation
de la quantité à charger et rampe de consigne (bouton
FQ sur les régulateurs),
-
deux régulateurs de température, l'un agissant sur
le fluide de chauffage et l'autre sur le fluide de refroidissement
-
un régulateur de niveau avec vanne de bypass pour vidange
du réacteur
-
une sécurité qui isole les alimentations en cas de
niveau
>95%
-
un condenseur total avec vanne de réglage du taux de reflux
(vanne à 25% => 25% soutiré, 75% en reflux)
-
un système de séparation des constituants sortant
du réacteur, et des bacs de produits R, S, et T et de réactifs
non convertis A, B, C et I avec vannes TOR de recyclage.
-
un analyseur permettant d'afficher la composition du réacteur
en mol/L ou en titre massique. Choisir "affichage auto" pour
n'afficher que les constituants intervenant dans les équations
de réaction.
Pour
une description complète de ce modèle: Aide
Réacteur agité |
Exemple
d'applications: ce modèle peut-être utilisé pour
conduire des réactions en continu, en semi-continu,
ou en discontinu, avec phases de démarrage, de mise
en régime, et d'arrêt et de vidange.
Conduite
d'un réacteur agité continu: réglages
des alimentations, du niveau, et de la température pour
régler un taux de conversion, une sélectivité ou
une composition pour différentes réactions...concurentes,
successives, équilibrées,
Conduite
d'un réacteur discontinu: calcul des quantités à
mettre en oeuvre, chargement des réactifs, contrôle
de la réaction (température, composition), concentration
éventuelle de la solution par évaporation de l'inerte,
refroidissement et soutirage. Réalisation des bilans globaux
et partiels. Calcul des taux de conversion, des sélectivités,
etc...
Conduite
d'un réacteur semi-continu: par exemple contrôle
de l'amorçage de la réaction (en présence
ou non d'un catalyseur), conduite de la réaction en semi-continu
avec contrôle de température et ajustement des alimentations,
arrêt des alimentations (progressif pour éviter
un accoup de température par ex), phase d'attente de fin
de réaction (maturation) puis vidange. Etude des conditions
opératoires, des temps de cycle, etc...
Etude
d'un modèle réactionnel et de l'influence des conditions
opératoires: par exemple en discontinu, chargement
de A puis B ou chargement de B puis A, influence sur la sélectivité en
cas de réactions concurentes, influence d'excès
d'un des réactifs, déplacement d'équilibre
par excès d'un des réactif, etc...
Sécurité:
comprendre les possibilités de perte de contrôle du
réacteur dans différents cas de dysfonctionnement,
par exemple: perte du refroidissement, perte des alimentations
en réacteur (semi-) continu, etc...
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Différents
outils sont mis à disposition pour analyse et compréhension
du procédé:
- tableau
de bilan pour réacteur agité continu ou réacteur
batch, en mol-mol/L-mol/h ou en kg-titre massique
- affichage
temps de séjour, taux de conversion intégrés
et continu, et flux énergétiques
- historique
des concentrations, inventaire réacteur, température,
et énergie dégagée par la réaction
(106 J/h)
-
historique des variables procédé. |
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