Reacteur A Piston

Les hypothèses liées au modèle du réacteur piston sont les suivantes:

le mélange radial est considéré comme parfait ;

l'écoulement est de type piston ;

la densité constante ;

pas de mélange axial.

Il satisfait au bilan suivant: ENTRÉE + SOURCE + PUITS = SORTIE

Le réacteur est considéré à l'état stationnaire, mais possède un profil de température et de concentration en fonction de son axe. On considère non pas le réacteur dans sa totalité, mais on le divise en fine tranche, ce qui permet d'écrire :

Bilan de matière : {\frac {dC_{{i}}}{dt}}=R_{{i}} pour une tranche d'épaisseur dL et de volume dV

Bilan d'énergie : {\dot m}\cdot C_{{p}}\cdot {\frac {dT}{dV}}=U\cdot dA\cdot (T_{{manteau}}-T_{{reacteur}})+R\cdot -\Delta _{{r}}H

Avantages :

Peu de variation dans la qualité d'un produit sur une longue période de temps.

Haute performance.

Désavantages :

Nécessite un excellent contrôle des flux (entrée et sortie).

Réacteur à lit fixe

Le réacteur à lit fixe est un type de réacteur à écoulement piston. Il est principalement utilisé pour des réactions catalytiques hétérogènes en phase gazeuse: la réaction a lieu à la surface d'un catalyseur solide, les réactifs et les produits étant des gaz. Le catalyseur est déposé à la surface de supports inertes (grilles métalliques ou éléments en silice) qui forment une structure fixe (lit fixe) placé dans le réacteur. Les réactifs circulent dans le réacteur autour des éléments du lit (voire dans les éléments du lit si ce dernier est constitué d'éléments poreux) et réagissent à la surface de ce dernier avec le catalyseur.

Réacteur semi-continu

Réacteur semi-continu

Le réacteur semi-continu est très semblable au réacteur discontinu. Le principal changement provient du fait que le volume change durant la réaction. Les principales hypothèses du modèle sont ainsi :

mélange homogène au niveau moléculaire ;

température homogène du milieu.

Il satisfait au bilan suivant: ACCUMULATION = ENTRÉE + SOURCE + PUITS

Bilan de matière: V\cdot {\frac {dC_{{i}}}{dt}}=R_{{i}}\cdot V+{\dot V}\cdot C_{{i,entree}}

Bilan d'énergie (trois possibilités):

mode polytropique : m\cdot C_{{p}}\cdot {\frac {dT}{dt}}=U\cdot A\cdot (T_{{manteau}}-T_{{reacteur}})+R\cdot -\Delta _{{r}}H\cdot V+\rho \cdot C_{{p}}\cdot {\dot V}\cdot (T_{{entree}}-T_{{reacteur}})

mode isotherme : 0=U\cdot

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