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Questions and Answers
Quel est l'élément non inclus dans le calcul du volume d'un réacteur batch?
Quel est l'élément non inclus dans le calcul du volume d'un réacteur batch?
- Taux de conversion
- Pression atmosphérique (correct)
- Vitesse de réaction
- Temps d'exploitation
Comment se calcule le temps total d'un cycle dans un réacteur batch?
Comment se calcule le temps total d'un cycle dans un réacteur batch?
- t = n_{A0} + t_0
- t = t_0 + t_r (correct)
- t = τ + t_r
- t = V / G
Quelle équation représente la relation entre le flux et la concentration dans un réacteur continu?
Quelle équation représente la relation entre le flux et la concentration dans un réacteur continu?
- F_{A0} = kC_A(1 - X_A)
- V = G / N.ρ
- F_{A0}C_{A0} = Q C_A (1 - X_A) (correct)
- τ = V / C_{A0}
Quelle est l'importance de la densité moyenne du mélange dans le calcul du volume du réacteur batch?
Quelle est l'importance de la densité moyenne du mélange dans le calcul du volume du réacteur batch?
Dans un réacteur continu, quel facteur est essentiel pour déterminer la vitesse de réaction?
Dans un réacteur continu, quel facteur est essentiel pour déterminer la vitesse de réaction?
Quel type de réacteur opère en régime variable et est considéré comme un réacteur fermé?
Quel type de réacteur opère en régime variable et est considéré comme un réacteur fermé?
Quel est un inconvénient majeur des réacteurs batch?
Quel est un inconvénient majeur des réacteurs batch?
Quel type d'écoulement dans un réacteur implique que la charge progresse en bloc sans se mélanger le long de l'axe?
Quel type d'écoulement dans un réacteur implique que la charge progresse en bloc sans se mélanger le long de l'axe?
Quelle caractéristique définit un réacteur semi-batch?
Quelle caractéristique définit un réacteur semi-batch?
Dans quel type de réacteur la composition du mélange en cours de réaction est uniforme?
Dans quel type de réacteur la composition du mélange en cours de réaction est uniforme?
Quels systèmes peuvent être considérés comme des réacteurs polyphasiques?
Quels systèmes peuvent être considérés comme des réacteurs polyphasiques?
Quel avantage est associé aux réacteurs batch?
Quel avantage est associé aux réacteurs batch?
Quelle option décrit le mieux le réacteur tubulaire?
Quelle option décrit le mieux le réacteur tubulaire?
Quel est un avantage de l'utilisation d'un catalyseur dans une réaction de phase gazeuse hétérogène?
Quel est un avantage de l'utilisation d'un catalyseur dans une réaction de phase gazeuse hétérogène?
Quel système d'agitation est particulièrement efficace pour mélanger des fluides très visqueux?
Quel système d'agitation est particulièrement efficace pour mélanger des fluides très visqueux?
Quelle caractéristique des turbines à flux radial les rend efficaces dans le mélange des liquides?
Quelle caractéristique des turbines à flux radial les rend efficaces dans le mélange des liquides?
Quel type de réaction chimique se déroule uniquement dans une direction?
Quel type de réaction chimique se déroule uniquement dans une direction?
En matière de stœchiométrie, que peut-on dire de l'ordre de la vitesse de réaction?
En matière de stœchiométrie, que peut-on dire de l'ordre de la vitesse de réaction?
Quel est un inconvénient potentiel de l'utilisation d'un système à lit fluide?
Quel est un inconvénient potentiel de l'utilisation d'un système à lit fluide?
Quel type de turbine est couramment utilisé pour disperser les gaz?
Quel type de turbine est couramment utilisé pour disperser les gaz?
Quel aspect de la mécanique des lits fluides est encore mal compris?
Quel aspect de la mécanique des lits fluides est encore mal compris?
Quelle équation décrit une réaction chimique de type en parallèle?
Quelle équation décrit une réaction chimique de type en parallèle?
Quelle est l'expression correcte pour une réaction irréversible à volume constant?
Quelle est l'expression correcte pour une réaction irréversible à volume constant?
Comment se formule le bilan matière dans un réacteur fermé?
Comment se formule le bilan matière dans un réacteur fermé?
Quel paramètre représente le taux de conversion dans une réaction?
Quel paramètre représente le taux de conversion dans une réaction?
Quelle relation est correcte pour une réaction de type série?
Quelle relation est correcte pour une réaction de type série?
Comment calcule-t-on l'accumulation de matière dans un volume V?
Comment calcule-t-on l'accumulation de matière dans un volume V?
Quel est l'expression pour le flux molaire d'un composé j?
Quel est l'expression pour le flux molaire d'un composé j?
Quel est le facteur principal influençant la vitesse d'une réaction chimique?
Quel est le facteur principal influençant la vitesse d'une réaction chimique?
Comment la concentration du traceur à la sortie du réacteur varie-t-elle avec le temps?
Comment la concentration du traceur à la sortie du réacteur varie-t-elle avec le temps?
Quelle est la signification de la fonction cumulative de distribution de temps de séjour F(t)?
Quelle est la signification de la fonction cumulative de distribution de temps de séjour F(t)?
Quelle équation est utilisée pour déterminer le temps de séjour dans un réacteur idéal?
Quelle équation est utilisée pour déterminer le temps de séjour dans un réacteur idéal?
Quelle est la relation entre la concentration du traceur et la fonction de distribution de temps de séjour?
Quelle est la relation entre la concentration du traceur et la fonction de distribution de temps de séjour?
Quelle approche est utilisée pour introduire le traceur dans le réacteur selon la méthode de traceur par impulsion?
Quelle approche est utilisée pour introduire le traceur dans le réacteur selon la méthode de traceur par impulsion?
Quel est l'objectif de mesurer la concentration par rapport au temps à la sortie du réacteur?
Quel est l'objectif de mesurer la concentration par rapport au temps à la sortie du réacteur?
Pour un réacteur idéal, que doit-on garantir pour atteindre un mélange parfait?
Pour un réacteur idéal, que doit-on garantir pour atteindre un mélange parfait?
Quel rôle joue la variable $τ$ dans les équations déposées pour les réacteurs idéaux?
Quel rôle joue la variable $τ$ dans les équations déposées pour les réacteurs idéaux?
Quelle affirmation sur les réactions non élémentaires est correcte?
Quelle affirmation sur les réactions non élémentaires est correcte?
Quel est un exemple de réaction simple et élémentaire?
Quel est un exemple de réaction simple et élémentaire?
Qu'est-ce qui décrit la vitesse d'une réaction chimique?
Qu'est-ce qui décrit la vitesse d'une réaction chimique?
Quelle méthode n'est pas généralement utilisée pour mesurer une réaction chimique?
Quelle méthode n'est pas généralement utilisée pour mesurer une réaction chimique?
Quel est le rapport qui définit le temps de passage dans un réacteur?
Quel est le rapport qui définit le temps de passage dans un réacteur?
Dans un système fermé, comment varie la propriété caractéristique au cours d'une réaction?
Dans un système fermé, comment varie la propriété caractéristique au cours d'une réaction?
Quelle caractéristique n'est pas associée à une réaction complexe?
Quelle caractéristique n'est pas associée à une réaction complexe?
Quel type de réaction est souvent irréversible et présente une courbe cinétique de second ordre?
Quel type de réaction est souvent irréversible et présente une courbe cinétique de second ordre?
Flashcards
Réacteur fermé
Réacteur fermé
Un réacteur qui ne permet pas l'échange de matière avec l'environnement pendant la réaction.
Réacteur ouvert
Réacteur ouvert
Réacteur qui a une ou plusieurs entrées pour les réactifs et des sorties pour les produits.
Réacteur monophasique
Réacteur monophasique
Réacteur composé d'une seule phase, soit liquide soit gazeuse.
Réacteur polyphasique
Réacteur polyphasique
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Écoulement de type piston
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Réacteur CSTR
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Réacteur semi-batch
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Avantages du réacteur batch
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Réactions non élémentaires
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Réactions élémentaires
Réactions élémentaires
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Réactions complexes
Réactions complexes
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Hydrolyse d'anhydride acétique
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Décomposition de l'acétaldéhyde
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Cinétique de réaction
Cinétique de réaction
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Courbe cinétique
Courbe cinétique
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Temps de passage
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Réactions en parallèle
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Réactions en série
Réactions en série
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Équations cinétiques
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Bilan matière
Bilan matière
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Taux de conversion (X_A)
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Relation entre concentrations (R)
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Méthode de traceur
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Temps de séjour
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Fonction cumulative de distribution
Fonction cumulative de distribution
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Concentration du traceur
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Équation de la concentration
Équation de la concentration
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Traceur par impulsion
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Équation F(t)
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Mélange parfait
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Temps de réaction total
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Volume du réacteur batch
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Vitesse de réaction
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Volume pour conversion souhaitée
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Réaction de phase gazeuse hétérogène
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Avantages du catalyseur
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Inconvénients du lit fluidisé
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Turbines à flux axial
Turbines à flux axial
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Turbines à flux radial
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Stœchiométrie
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Réactions irréversibles
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Réactions réversibles
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Study Notes
Réacteurs Industriels - Cours d'Introduction
-
Objectifs du cours: Analyser les types de réacteurs et réactions en génie chimique et génie des procédés. Appliquer les principes et notations de la cinétique chimique. Effectuer des bilans de matière et d'énergie pour les réacteurs idéaux. Utiliser le concept de distribution des temps de séjour. Dimensionner les réacteurs en considérant la sécurité et la sûreté.
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Organisation du cours: 36 heures de cours magistraux (CM), travaux dirigés (TD), et travaux pratiques (TP).
-
Notion de réacteur: Appareils conçus pour des réactions chimiques, transformant des produits initiaux (caractéristiques données) en d'autres produits (différentes caractéristiques et propriétés).
-
Nature des réactions:
- Chimiques purement.
- Biologiques (avec intervention d'un micro-organisme, exemple: la levure Saccharomyces cerevisiae).
Phénomènes Physico-chimiques dans les Réacteurs
-
Phénomènes hydrodynamiques: Ecoulement monophasique, polyphasique, création/disparition d'interfaces entre les phases.
-
Phénomènes cinétiques: Transferts internes à une phase (homogénéisation de concentrations et températures), et transferts entre phases (ex. dissolution d'un gaz dans un liquide).
Domaines d'application des réacteurs
- Industrie chimique.
- Industrie pharmaceutique.
- Industrie agroalimentaire.
- Environnement.
Place du réacteur dans le procédé
- Centralité: Le réacteur est au cœur du procédé, influant sur les étapes précédentes et ultérieures.
- Intégration: Les installations en amont et aval sont conditionnées par le fonctionnement du réacteur.
Calculs de Réacteurs
- Conception/Optimisation: Conception d'un réacteur pour la production industrielle selon des spécifications précises et des transformations chimiques établies. Optimisation d'opérations discontinues ou continues.
- Transfert d'échelle: Établissement de critères d'extrapolation pour le passage de l'échelle laboratoire à l'échelle industrielle.
- Automatisation/Diagnostic: Amélioration ou automatisation de réacteurs existants.
- Sécurité et Environnement: Prise en compte des critères de protection de l'environnement et de sûreté des opérations.
Technologies des réacteurs - Critères de classification
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Mode de fonctionnement: Discontinu (fermé, régime variable), continu (ouvert, régime stationnaire) et semi-continu.
-
Nature et nombre de phases: Mono ou polyphasiques (ex. liquide-liquide, gaz-liquide, gaz-solide, gaz-liquide-solide).
-
Degré de mélange: Écoulement piston (peu visqueux, peu de mélange), et écoulement parfaitement mélangé (réservoirs agités).
Variantes des réacteurs (exemples)
- Réacteur cuve CSTR: Configuration en cuve agitée, circulation des réactifs.
- Réacteur tubulaire: Configuration en tubes, écoulement de type piston.
Types de réacteurs (exemples)
- Réacteur batch (ou fermé): Fonctionne par lots, pas d'entrée/sortie durant la réaction.
- Réacteur continu parfaitement agité (CSTR): Flux continu de réactifs et produits, composition uniforme dans le réacteur.
- Réacteur tubulaire (PFR): Écoulement de type piston, pas de variation radiale de la concentration.
- Réacteur à lit fixe (PBR): Remplissage de réacteurs avec un catalyseur solide.
- Réacteur à lit fluidisé (PBR): Réactifs mélangés, catalyseur peut être régénéré.
Systèmes d'agitation
- Classification: Les agitateurs sont classés selon le type de mouvement induit dans le réacteur (axial, radial, mixte, tangentiel).
Réactions chimiques - Introduction
-
Stœchiométrie: Méthode de quantification des réactifs et produits dans une réaction chimique.
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Ordre de réaction: L'ordre de la réaction peut ne pas suivre la stœchiométrie si la réaction implique plusieurs étapes.
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Types de réactions: Irréversible, réversible, élémentaire, non élémentaire, simple, complexe.
Mesure d'une réaction chimique
- Techniques: Titrage, chromatographie, spectroscopie, conductimétrie, spectrophotométrie.
- Représentation : Courbe cinétique représentant la variation temporelle ou spatiale de la propriété mesurée.
Avancement d'une réaction chimique
- Détermination: Les quantités initiales et finales des réactifs et produits sont utilisées pour calculer l'avancement.
Bilan matière
- Définition: Équation pour la conservation de la masse dans un réacteur chimique.
- Calculs: Les entrées, sorties, et réactions influencent le bilan matière.
Réacteurs idéaux : Temps de séjour
- Définition: temps que le fluide ou les molécules mettent à traverser le réacteur.
- Méthodes: Méthode traceur pour déterminer la distribution temporelle des molécules.
Réacteurs idéaux non isothermes
- Transfert de chaleur: Isotherme (température constante), non isotherme (température variable), adiabatique (isolé thermiquement).
- Bilan énergétique: L'équation globale prend en compte les flux d'énergie (réactifs/produits , travail, chaleur), ainsi que les termes d'accumulation.
- Réacteurs batch/continus: Différentes expressions de bilan énergétique pour ces deux types de réacteurs.
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