Génie Chimique industriel

Un autre exemple d' liquide liquide de l'acide acétique

🍁On veut extraire de l' acétique contenu dans 100 kg d'une solution aqueuse à 25% par l'acétate de butyle de façon à obtenir un extrait à 7% d'acide acétique (tous les titres sont massiques)

🍁Déterminant les masses d'extrait et de rafinnat

🌾D'après les bilans de : 0.145 L1 = 0.07V1 = 0.095 *263.16 = 25 donc L1 = 87.73 kg de et V1 = 175.43 kg d'

🌾La masse d'acide dans l'extrait : V1y1= 175.43*0.07 = 12.28 kg
🌾La masse d'acide acétique dans le raffinat : L1x1 =87.73*0.145 = 12.72 kg.

🌾Calculant le rendement de l' : n= (V1y1)/Laxa) = 12.28/25 = 49.1%.

Un autre exemple d' liquide liquide de l'acide acétique

🍁On veut extraire de l' acétique contenu dans 100 kg d'une solution aqueuse à 25% par l'acétate de butyle de façon à obtenir un extrait à 7% d'acide acétique (tous les titres sont massiques)
Ci-dessous données d'équilibre du mélange ternaire.

🌾Il faut commencer par tracer la courbe binodale dans un triangle rectangle (courbe ci-dessous). Sur ce diagramme on trace les droites conjuguées. Il est remarqué que x>y et donc l' acétique est plus soluble dans le diluant que le solvant. La courbe de distribution sera située dans la diagonale x=y

🌾Déterminant la masse de solvant à utilisé :
🌳En examinant les droites conjuguées de ce diagramme, il est remarqué que pour y1=7% (point V1), x1= 14.5% (point L1)
🌳Le bilan massique est effectué en calculant préalablement la position du point somme (£1) et en procédant de la façon suivante :
-Le point (La) est fixé à 25% (xa=0.25) sur l'axe des ordonnés.
-La droite SLa (ya = 0 et xa= 0.25) est ensuite tracée.
-L'addition de la masse (Va) de solvant fixe la position du point somme, £1qui se trouve à l'intersection de la droite SLa (conditions initiales ) et L1V1 (conditions finales avec x1=0.145 et y1= 0.07) la position du point x£1 est déduite graphiquement. Elle est égale à 9.5% (0.095)

🌳Selon les bilans matières ci-dessous : £1 = 263.16 kg et Va = 163.16 kg

Un autre exemple d' liquide liquide de l'acide acétique

🍁On veut extraire de l'acide acétique contenu dans 100 kg d'une solution aqueuse à 25% par l'acétate de butyle de façon à obtenir un extrait à 7% d'acide acétique (tous les titres sont massiques)
Ci-dessous données d'équilibre du mélange ternaire

🌾Déterminant la masse de solvant à utilisé

🌾Calculant les masses d'extrait et de raffinat

🌾Déduire le rendement de l'opération

🌾Faisant les mêmes calcules pour un titre zn extrait de 10%

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau

🍁À la fin, on voulait tracer la courbe binodale sur un triangle équilatéral dans le cas où l'acide acétique aqueux extrait par l'acétate de butyle.

🌾Dans le cas où l'acide acétique aqueux est extrait par l'acétate de butyle, il y a une permutation entre le solvant et le diluant, le soluté restant l'acide acétique.

🌾La courbe binodale est tracée en permutant les composition de l'acide acétique dans l'extrait et le raffinat.

🌾Cette nouvelle courbe binodale est représentée ci-dessous (partie basse, en comparaison avec la courbe binodale representant l'extraction d'une solution d'acide acétique dans l'acétate de butyle par l'eau (partie haute).

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau

🍁Calculant maintenant la composition centesimale du mélange de Raffinat à 10% d'acide acétique.

🌾Un raffinat contient C = 10% de soluté (point R) sur la courbe binodale), dans ce cas il contient B = 86.5% d'acetate butyle et S = 3.5% eau

🍁Si le solvant S est éliminé de 100 g de ce mélange, il restera 10 g d'acide acétique et 86.5 g d'acetate butyle

🌾Soit 96.5 g de solution. Il en résulte que C = (10*100)/96.5 = 10.4% d'acide acétique et B = (86.5*100)/96.5 = 89.6%.

🍁La masse de raffinat : 500 kg contenant 10% d'acide acétique contient
🌾 500*0.1 = 50 kg d'acide acétique
500*0.865 = 432.5 kg d'acetate butyle
500*0.035 = 17.5 kg d'eau, il faut donc éliminé 17.5 kg d'eau

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau.

🍁Soit un extrait aqueux contenant 40% d'acide acétique, calculant la composition centesimale de ce mélange
🌾Donc au point E à la courbe binodale contient : S : 56.5 % d'eau et B = 3.5% d'acetate butyle

🌾Et si le solvant est éliminé de 100 g de ce mélange la composition, il restera 40 g d'acide acétique et 3.5 g d'acetate butyle, soit respectivement C = (40*100)/43.5 = 92% d'acide acétique et B = (3.5*100)/43.5 = 8% d'acetate butyle

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau

🍁Bilan matière globale :
F + S = R + E
F: alimentation (acide acétique+ acétate de butyle
S: eau
R : raffinat
E : extrait

🍁Soit 100 g d'un mélange acide acétique (45%) et d'acetate de butyle (55%), de l'eau ajoutée dans cette solution jusqu'à apparition d'un trouble, en déterminant le titre du mélange ternaire et la masse d'eau ajouté.

🌾En utilisant le diagramme ternaire triangle rectangle, dans ce cas notant le point M sur la droite BC à 45% d'acide acétique

🌾Traçant la droite MS et cette droite coupe la courbe binodale au point M'

🌾Au point M', la composition du mélange est de 35.5% en acide acétique (point C), 43.5% en acétate butyle (point B) et 21% en eau (point S).

🌾Au point M', la masse d'eau S est égal à : 45/(100 + S) =0.355، donc S = 26.8g d'eau et 55/(100+S) = 0.435 donc S = 26.4 g , si la moyenne des deux résultats est prise en considération, soit une masse de solution de 45 g d'acide acétique + 55 g d'acetate de butyle + 26.6 g d'eau = 126.6 g de mélange

🌾Cette quantité peut aussi se calculer par la règle des leviers : L/V = M'S/MM' ou L/V = masse solution/masse solvant = 15.1/4 = 3.775 donc V= 100/3.775 = 26.5 g d'eau.

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau
🍁Il est envisagé d'extraire une solution d'acide acétique

🌾Traçant la courbe d'équilibre y =f(x) ou courbe de distribution

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau
🍁Il est envisagé d'extraire une solution d'acide acétique en utilisant les données ci-dessous pour chaque essai.

🌾En traçant la courbe binodale du système ternaire d'un triangle rectangle

Exemple d'extraction de l'acide acétique en solution dans l'acétate de butyle par l'eau
🍁Il est envisagé d'extraire une solution d'acide acétique en utilisant les données ci-dessous pour chaque essai.

🌾En traçant la courbe binodale du système ternaire à l'aide d'un triangle équilatéral

Données d'équilibre du mélange ternaire lors d'une extraction liquide liquide :
Eau-Isopropanol-n_nonane.

👉A partir de ces données on peut tracer la courbe binodale du système ternaire à l'aide d'un triangle équilatéral, et un triangle rectangle.

👉on peut aussi tracer les droites De conjugaison sur Le triangle rectangle.

👉Calculant la composition centesimale du mélange (extrait) si on a un extrait connu (40% isopropanol), il suffit dans ce cas de pointé le point E (extrait) et en projetant pour y determiner les composition du solvant et de soluté.

👉 Même chose pour le raffinat (ex 10%), il est possible de trouver la composition centesimale du solvant et de soluté

👉Il est possible de faire une permutation entre le solvant et le diluant, dans ce cas la courbe binodale est tracée en permutant les composition de l'isopropanol dans l'extrait et le raffinat