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Accueil > Publications du laboratoire > Thèses et HDR > Thèses et HDR 2012 > Modélisation de réacteurs Gaz-Liquide de type colonne à bulles en conditions industrielles.

Modélisation de réacteurs Gaz-Liquide de type colonne à bulles en conditions industrielles.

28 janvier 2013

Résumé :

L’oxydation du cyclohexane est l’un des procédés les plus importants dans la chaîne de production du Nylon, où l’oxygène et le cyclohexane entrent en contact pour former le cyclohexanol, la cyclohexanone puis l’acide adipique. Le rendement est influencé à la fois par le transfert de l’oxygène et par le mélange des réactifs en phase liquide. Des réacteurs de type colonne à bulles sont généralement utilisés pour fournir une aire interfaciale importante et garantir une agitation efficace en phase liquide. Cependant, la complexité des mécanismes impliqués (hydrodynamique, transfert, réaction, fort taux de vide) rend difficile la prédiction des performances des réacteurs. Ce travail est consacré à l’amélioration des lois de fermetures (quantité de mouvement et transferts) pour la modélisation Euler/Euler des réacteurs industriels utilisés pour le procédé d’oxydation du cyclohexane. Dans un premier temps, des expériences de laboratoire avec le système eau/air ont été réalisées jusqu’à des fort taux de vide (>30%) pour mesurer les effets collectifs sur la force de traînée et le transfert de masse dans un essaim de bulles homogène. Les résultats ont confirmé que le coefficient de trainée des bulles augmente de manière significative avec le taux de vide alors que de manière surprenante l’effet est très faible sur le transfert. Dans un second temps des expériences ont été réalisées avec le système cyclohexane/diazote dans des conditions industrielles (P=20 bar, T=30-150°C). L’analyse des résultats de transfert en condition industrielle a nécessité la simulation numérique directe du transfert à l’intérieur d’une bulle sphérique.

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