Estimer Température pour Distillation Flash

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Bonjour,

J’étudie un procédé permettant de fabriquer du styrène à partir de benzène et d’éthylbenzene (les 2 réactions sont: C8H10 -> C8H8 + H2 et C6H6 + 3 H2 -> C6H12 . On a 5 fois plus d’éthylbenzene que de benzène initialement). Je sais que la première réaction a un rendement de 50% et la deuxième de 95%. Je pense qu’ici c’est plus une réflexion de chimie / physique.

En gros, le réacteur est à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique (1.3 atm dans ce cas) et on opère les réactions en phase gazeuse. Le problème c’est que forme de l’hydrogène et que celui-ci peut être dangereux (en industrie en tout cas on évite) du coup on fait une distillation flash pour séparer l’hydrogène du reste (comme ça on l’enlève du reste du procédé).

Je me demandais, quelle température type on pourrait choisir pour opérer cette distillation ? J’ai regardé les points d’ébulitions de tous les composés mais ils sont tellement éloignés de l’hydrogène donc j’aurais juste prix la température de la pièce (25°C par exemple) ?

J’en ai besoin pour faire d’autres calculs par la suite c’est pour ça ;-)

Merci

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Disclamer : j’y connais rein en chimie et réaction en tous genre.

Je prendrai la température tel que la fraction de produit de ma réaction soit minimale dans ma phase gazeuse afin que j’en évacue le moins possible avec l’hydrogène.

A l’instinct c’est la température la plus basse possible qui ne solidifie pas les réactifs et les produits. (enfin si les courbes de vapeur saturant ne sont pas tordu, mais j’en ai jamais vu de tordu ^^)

Il faut juste vérifier que tu n’as pas trop d’hydrogène dissous dans ta phase liquide (qui pourrait être re-largué dans la suite et donc devenir dangereux). Mais vu les caractéristiques de l’hydrogène je pense qu’il n’y a pas de soucis.

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Auteur du sujet

Pas bête… Ceci dit, j’aurai un mélange de 5 espèces dans le mélange. Probablement qu’on peut considérer 100% d’hydrogène en phase gazeuse du coup ça ferait 4 espèces. Est-ce que je choisis celle qui est le plus présente ou bien la plus haute (pour éviter d’avoir d’autres espèce qui se solidifient?).

Autre chose, je crois que ces températures sont assez basses donc c’est peut-être pas idéal de choisir une température basse car refroidir peut être compliqué et cher, non?

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Alors je répété que c’est pas mon domaine hein et c’est du doigt mouillé sans calcul… :

Déjà quelle est l’influence de la température sur ta réaction ? Il y a peut être une température seuil et une température optimum pour le taux de réaction ?

Donc il faut voir les différent paramètre que tu veux privilégier : taux de production (volume produit par seconde) ou rendement (le plus haut taux de produit pour la plus faible quantifié de réactif) ?

Et en fonction ajuster les critères.

Mon idée de basse température ça doit jouer sur des bouts de ficelle.

Ensuite on voit que le Cyclohexane a une température de fusion de 6.5°C je sais pas si il est nécessaire dans la réaction (et la j’y connais vraiment rien de rien, déjà je ne comprend pas tes deux équations, elles me semblent complètement indépendante, je vois pas l’utilité de la réaction du benzène en cyclohexane. Visiblement éthylbenzène se décompose en styrène et dihydrogène, pourquoi y associer une seconde réaction ?) mais c’est pas très froid.

Le styrène -30°C, c’est pas très froid non plus.

De manière générale si quelque chose se solidifie dans ton volume ou il se passe la réaction, tu risque de le remplir avec ce solide et donc tu dois prévoir un moyen de le purger sinon risque de blocage. Je pense que c’est se tirer une balle dans le pied.

Ensuite pour le cout de travailler a basse température tous dépend du contexte. Dans une grosse boite qui a déjà un approvisionnement en azote liquide, non c’est pas hyper couteux, dans une petite boite qui ne posséde pas l’infrastructure oui ça peut l’être.

De manière générale jusqu’à 77K (~ -196°C) (température de l’azote liquide) c’est assez facile. Au doigt mouillé encore une fois le surcout (besoin d’isolation thermique, thermomètre, contrôle voir automate pour un processus industriel) sur la machine de production par rapport à la température ambiante doit être de quelque milliers d’euros (ça dépend bien sur de sa taille…). Pour descendre plus bas c’est plus chiant et la ca rajoute sans doute un cout significatif et surtout des grosses contrainte technique de design.

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