Evaporeteur flash avec réaction

Bonjour à tous,

Encore une question de génie chimique / chimie industrielle mais je pense que c’est un problème plus de logique en chimie qu’autre chose donc lisez jusqu’à la fin

Petite explication sur ce qu’est un flash:

En image, un flash c’est ça:

En gros, on a une entrée (débit F en mol/h) composée par exemple de deux espèces A et B avec fractions molaires $z_A$ et $z_B$. On fait en gros une distillation et on obtain deux sorties: V et L (qui sont les débit de liquide et vapeur). Dans ces sorties, on a $x_A$ et $x_B$ qui sont les fractions molaires de A et B en phase liquide. Pareil pour $y$ mais cette fois-ci en phase vapeur.

On peut alors chercher plusieurs choses dont V, L, $x_A$, … en faisant des conservations de masses.

Maintenant, je me demandais d’un point de vue conceptuel si on avait une réaction qui se passerait à l’intérieur. Imaginons on a que du A et B dans F (entrée) qui vont réagir pour former C et D. Disons que la réaction est incomplète et on a encore du A et B à la sortie. On aura donc 4 espèces dans chacune des deux phases.

Le soucis c’est que je vois pas trop comment faire ma conservation de masse. Je pensais écrire $F{z_i} = L{x_i} + V{y_i}$ où i = A, B, C ou D. En assumant qu’on a une solution idéale, on peut appliquer la loi de Raoult ${y_i} = {K_i}{x_i}$ avec $K_i$ la constante de Raoult pour l’espèce $i$.

Ça donnerait donc (en substituant): ${x_i} = \frac{{{z_i}}}{{[1 + ({K_i} - 1)\frac{V}{F}]}}$

Le soucis c’est que si on prend $C$ par exemple… Eh bien, $z_C = 0$ donc $x_C = y_C = 0$ ce qui ne fait bien sûr pas sens. En fait, c’est comme si je ne prenais pas la réaction en compte mais je vois pas comment je devrais faire :-(

Merci d’avance!

Ouais bah j’suis d’accord avec toi, j’prefère les réactions aux distillations toutes "bêtes". Si tu n’en a jamais vue ça peut sembler un peu bizarre mais lorsqu’on est en réaction (mis a part en batch) on doit penser de manière dynamique, certes, mais du coups de manière cinétique.

Le temps de séjour de tes composés vont influencer la conversion des composés. Et sans connaitre un minimum de paramètre cinétique il me semble que c’est impossible à résoudre. Les seuls cas que j’ai pu observer en tout cas faisaient appels à des taux de conversion $\mathrm{r_A}$ et cela constitué une partie de nos paramètres cinétique et le volume du réacteur était tout aussi important dans les équations.

Voudrais-tu que je te replace ici, un exercice type corrigé ?

Edit : pas sur d’avoir sous la main un truc mi-liquide mi-vapeur… Mais j’ai au moins tout gaz, et tout liquide de mémoire.

Si t’as un exercice type corrigé, ça peut m’intéresser ! On ne sait jamais :-)