HEI genie chimique 2005 chimie final

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g¥g¥ggB : Partie de C. ANDRE ( sur 10 points ) Exercice n°1 ( sur 4 points ) : Condensation isotherme d’un système binaire non idéal On possède sur le binaire chloroforme (1) - acétone (2) , les données suivantes à la température de l’expérience T = 310 K : - Les coefficients d’activité à dilution infinie en phase liquide sont ...
Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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B : Partie de C. ANDRE ( sur 10 points ) Exercice n°1 ( sur 4 points ) :Condensation isotherme d’un système binaire non idéal On possède sur le binairechloroforme (1) - acétone (2), les données suivantes à la température de l’expérienceT = 310 K: - Les coefficients d’activité à dilution infinie en phase liquide sont respectivement : ¥ ¥ g g1 1- Les pressions de vapeur saturante de 2 corps purs sont respectivement :   1bar1bar  La phase gazeuse sera supposée obéir à la loi des gaz parfait . Le comportement de la phase liquide sera décrit par le modèle suivant :         (g!1  (g!1      #   #      1) Quelle est la relation entre les paramètres du modèle et les coefficients d’activité à dilution infinie ? En déduire la valeurdes paramètres du modèle A12et A21.2) Un cylindre maintenu à température constante, T = 310 K ,fermé par un piston contient un mélangezéquimolaire (1= z2= 0,5 )sous unepression totale P0= 0,1 bar . Ce mélange alors monophasique gazeux estcomprimétempérature à constante . a) On poursuit la compression jusqu' aupoint d’ébullitiondu mélange . Quelle est la caractéristique de cet état physique? En déduire la pression Pb ainsique la composition de la phase gazeuse . b) Effectuer désormais les calculs dans l’hypothèse d’une phase liquideidéale . L’écart à l’idéalité est-il notable ?
Exercice n°2 ( sur 6 points ) : Distillation continueOn souhaite dimensionner une colonne à distiller permettant la séparation en continu d'un mélange benzène / toluène de fraction molaire en benzènez = 0.50. On souhaite obtenir un distillat de fraction molaire en benzènex =0.8un résidu de fraction molaire en et d benzène0.1x =. Le débit d'alimentation A est de 100 kmoles/h. Le courant b d'alimentation est à l'état deliquide bouillant.La pression totale vaut P = 1 atm. 1) Déterminer graphiquement la température du courant d'alimentation. Vérifier que l'idéalité de la solution est une hypothèse fondée ( aux erreurs d'arrondis près ).2) Déterminer graphiquement le nombre minimum Nminplateaux pour réaliser cette de séparation. A quel mode de fonctionnement ce nombre minimum de plateaux correspond-il ? A quel moment est-il utilisé ? 3) Calculer les débits molaires de distillat D et de résidu B. 4) Déterminer graphiquement le taux de reflux minimum Rmin. 5) Proposer une valeur du taux de reflux opératoire R correspondant à un coût de fonctionnement raisonnable , déterminer graphiquement le nombre de plateaux théoriques N nécessaire dans ces conditions opératoires . Quelle est la position du courant d'alimentation? 6) Calculer les débits internes de la colonne L, L', V et V'. En déduire les quantités de chaleur mises en jeu au bouilleur Qbet au condenseur Qc.
Données nécessaires :- Courbes de bulle et de rosée pour le mélange benzène / toluène à P = 1 atm. - Courbe d'équilibre à P = 1 atm.- Données thermodynamiques :- Pour le benzène : DH =7352 kcal / kmol vapétat liquide : CpL1= 31.5 kcal / kmol.°C état vapeur : CpV1= 28.2 kcal / kmol.°C Pression de vapeur saturante ( mm Hg ) avecT en K: 2789 Ln(PS1!115,9% T%52,36 - Pour le toluène : DH =7930 kcal / kmol vapétat liquide : CPL2= 38.6 kcal / kmol.°C état vapeur : CpV2= 35 kcal / kmol.°C Pression de vapeur saturante ( mm Hg ) avecT en K: 3097 Ln(P!116,01% S2 T%53,67
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