Fiche de TD Bis

Fiche 1 de TD
: Opérations unitaires de transfert

Exercice N°1
1. L’un des objectifs du génie des procédés est la détermination de l’agencement des
opérations unitaires au sein d’un procédé industriel. En vous servant de vos
connaissances, proposer deux opérations pour réaliser les séparations suivantes :
a) Liquide-Liquide
b) Gaz-Liquide
c) Solide-Liquide
d) Solide-Solide
e) Gaz-Solide
2. Un mélange comportant deux liquides ayant des températures d’ébullitions voisines
peuvent-ils être séparés par distillation ? Si non, expliquer. Si oui, quel est le type de
distillation approprié ?
3. Sur quel principe repose le fonctionnement d’une colonne à distiller ?
4. Quels sont les deux équipements qui permettent en général d’obtenir le contrecourant
gaz-liquide dans une colonne à distiller ?
5. À quel endroit dans la colonne la température est la plus élevée ?
6. Pour un mélange binaire formant un azéotrope, lorsque le liquide est à sa composition
azéotropique, xazeo, quelle est alors la valeur de la composition de la phase vapeur y azeo,
en équilibre avec le liquide?
7. Présenter la procédure de pré-dimensionnement d’une colonne de distillation.
8. Quelle différence faites-vous entre Distillation et Absorption ? Adsorption et

Absorption?
9. Pour sécher efficacement un solide, faut-il utiliser un air le plus sec possible ?
10. Toute particule peut être utilisée pour réaliser la fluidisation. Etes-vous d’accord avec
cette affirmation ?
11. Après une pluie, votre maman collectionne de l’eau. Quelle opération a-t-elle
tendance à effectuer pour réduire la quantité de particules de cette eau ? Quels conseils
pouvez-vous donner à votre maman pour accélérer le processus ?
12. Lorsqu’on utilise un sachet de thé, on effectue sans le savoir une technique de
séparation.
a) Laquelle ? Quel est le rôle joué par le sachet ?
b) On désire récupérer le soluté qui a diffusé. Quel type de cristallisation
allez-vous utiliser ?
c) Sachant que la solubilité du soluté varie très peu avec la température
comment allez-vous créer la sursaturation ?
d) Une fois les cristaux formés, comment allez-vous réaliser la séparation des
cristaux ?
Exercice 2 :
Considérons un système pour lequel vous avez reçu le diagramme. A = soluté, S = solvant, C
= le diluant. L’alimentation, F est introduite à 112 kg / h avec une composition de 25 % en
poids de soluté.
1. Calculer le débit et la composition de l'extrait et du raffinat à partir du :

 1er étage à courants croisés, utilisant un débit de solvant pur de 50 kg / h.
 2e étage à courants croisés, avec un débit de solvant supplémentaire de 50 kg/h.
2. Pour un système à courants croisés à deux étages, trouver le
 Rendement à l’étage N°1.
 Rendement global des deux opérations combinées.
3. L'objectif est maintenant d'avoir un système à contre-courant pour que le raffinat
obtenu au Nième stade ait une teneur en soluté de 2,5 %.
 Illustrer sur l’un des diagrammes ternaire la procédure pour obtenir le nombre
d'étages théoriques nécessaires pour obtenir une teneur en soluté de 2,5 %,
avec un débit de solvant de 28 kg / h.
 Calculer le rendement global et la concentration du soluté dans l’extrait.
 Tracer sur les mêmes axes les teneurs en soluté des extraits et des raffinats en
fonction du nombre d’étages.
Exercice 3 :
On désire rectifier en continu dans une colonne à plateaux fonctionnant à pression
atmosphérique un mélange méthanol - eau à 60% poids de méthanol. L'alimentation est
liquide à son point d'ébullition, son débit est F=2000 kg.h -1. On souhaite un distillat de titre
massique en méthanol xD=98% et un résidu de titre massique en méthanol xW=2%.
1°) Déterminer tous les débits et compositions massiques et molaires, les présenter dans un
tableau.
2°) Déterminer le nombre minimal de plateaux théoriques pour réaliser la séparation.
3°) Déterminer le taux de reflux minimal pour réaliser la séparation demandée.
4°) Déterminer, pour un taux de reflux égal à 1,4 le nombre de plateaux théoriques
nécessaires et le plateau d'alimentation.
Exercice 4 :
Le bioéthanol est l’un des biocarburants le plus produit dans le monde. Votre père vient
d’effectuer une synthèse. Il souhaiterait séparer un courant de 250 moles/h d’un mélange
benzène (80%)-éthanol (20%). Il vous demande d’utiliser une colonne munie d’un condenseur
total et d’un rebouilleur partiel. L’alimentation c’est à dire le produit obtenu est sous forme
d’un mélange de deux phases dont 30% est vapeur et le reflux externe vaut 1. On souhaite
récupérer un courant riche à 40% en éthanol et un autre courant riche à 97,5% en benzène.

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1. Calculer le débit et la composition de l'extrait et du raffinat à partir du :

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