THEOJRIE DE LA RECTIFICATION

Voyons

donesui; quoirepose efc en quoi con-sistelavraie rectification industrielle,etd'abord

Uxons

^biennosdonnees ^:

Nous

avons parte ci-dessus de la solubilite d'uneimpurete volatile dans

un

liquide bouil-lant. II est probable, d'apres quelques expe-riences,

que

cette solubilite ne peut pas 6tre representee d'une faQO.u, simple en fonclion

du

taux_°/o»

quand

letaux °/ devient considerable, el

que

si on appelle <j, le poids d'une impurete consideree contenu dans

un kilogramme

de ^la vapeur;5,lepoids dela

m6me

impurete contenu dans

Un kilogramme

de liquide generateur, on

Digitizedby

VjOOQIC

TBEOfUS

M

^LA AECTIPKATION 19 devrait represeitler la relation entre <* etspar une relation compliquee de laforme :

a

=

as -f-bs² -hcs*

Mais, dans le cas ou nous nous trouvons, la valeur de s est generalement assez pelite pour qu'onpuisse s'en tenir au premier terme

du

de-veloppementetposer

a

=

^ks.

C'est

du moins

ce que l'auteura trouvepour

lesdivers melangesetudies.

Comme,

dans ce qui va suivre, nous rappor-tonslasolubilite

non aux

volumes en presence, mais

aux

poids en presence, la valeur de

K

va-rieraavec lapression, parce

que

les

volumes

en presencerestantles monies,lepoids desvapeurs encontactavec ^le liquidebouillantcroitra avec lapression; mais surtout parce

que

la tempe-ratured'ebullilionvariera,et parce

que

la cons-titution

du melange

de vapeurs se modifiera a

mesure

que la pressionetlatemperature s'ele-veroat.

Mais,

comme

ici nous n'envisageons

que

les conditionsdelapratique, et

comme

on travaille tressensiblement a la pression atmosp&erique*

20 THEORIE DE LA RECTIFICATION

on

peut donner a

K

^la valeur observ&s sous la pression atmospherique.

La

valeurde

K

est fonclionde lacomposition

du

liquidegenerateur;elle variera done avec la richesse de celiquide en alcool. Cetlevariation peut etre tres considerable,

com me

le

montre Texemple

suivant, tire des experiencesde l'au-teur sur la distillation d'un

melange

lernaire d'eau, alcoolSthylique, alcoolamylique de fer-mentation, ne conlenant pas plus de 2 _°/o d'al-coolamylique :

Rapportdel'alcool

DegresGay-Lussac amyliquo danslesvapeurs, da melange al'alcoolamylique

dans leliquide

97° o,225

9° ^o,3o

80 _0,34

7° 0,54

60 _0,80

5o _1,20

4o _1.93

3o _3,00

28 3,32

25 _5,55

Cecipose, consideronscequi se passedans

un

rectificateurtheorique :

Digitizedby

VjOOQIC

THEORIK DE LA RECTIFICATION 21

Un

coilranI de vapeurs alcooliques produit par rebullilion d'un

melange

d'eau et d'alcool

impur

contenu dans

une

chaudiere, s'elevedans

une

colonne verticale.

A

la partie superieurede cette colonne,

une

partie de ^la vapeur mixte s-e

condense et redescend de haut en bas, en se divisant

au

conlact des vapeurs ascendantes, de facon a se mettre en equilibre de tempe-rature et de tension avecelles,

une

autrepartie s'echappeetva a

un

refrigerantou

Ton

recueille le liquide condense.

Nous

verrons plus loin

comment

onrealise industriellement ces condi-tions.

Pour

eviterde tenircompte de la temperature deFalcool refluant

du

condenseur, nous consi-dererons que les premiers plateaux

du

haut

du

rectificateurfont partie

du

condenseur, desorte qu'il ne rcntrera dans la colonne proprement dite

que

des liquidesboui Hants.

Appelons :

A, lepoids d'alcool concentre rentrant parunite de temps dans la colonne proprement dite definie

comme

ci-dessus. Cet alcool est a la temperature d'ebullition;

S

est le taux d'une impurete detcrminee dans cesreflux

;

22 Iff&JROE DE LA RECTIFICATION

E, lepoids d'alcool arrivant dans Punite de lenaps a Peprouvette; 2 est Jetaux de la

meme

impuretedanseel aleool

;

V

n^, le poids de vapeurs passant daas Punile de

temps

de Petage

n

^{a 1etage}

n —

ⁱ;

P

n^, le poids des ltquides passant de Punite de

temps

de ^Ietage* aPe"tage

n

^-+- i;

K

n^, lavaleurducoefficient

K

^pourPetage

ⁿ

;

sn^, letaux de Pimpurete considereedansles

li-quidesde Petage

n

;

<sn

= Ks

_n, le

tauxde

la

meme

impurete dans les

vapeursde 1'etagen.

Une

fois les plateaux de Pappareil charges,

comme

la contenance de la colonne est

relali-vement

faible, vis-a-vis de celle de la chau-diere, et

comme,

par suite, les variations de composition sont lentes, on peut ecrire

que

pendant

un temps

suffisamment court, rien n'est change a Petat relatif des plateaux,

ou que

tout ce qui entre dans

un

plateau sort a Petal de vapeurs allant a Peprouvette,

ou

a Petat de retrogradations redescendant vers la chaudiere.

On

a done la relation sui-vanle :

Digitizedby

VjOOQLC

(3)

THEOBIE DE LA fcECTrFICATION 23 qui peuts'ecrire :

r_n

*n

La

relation relative a Petage

immediatement

superieurest :

n—

1

etainsidesuite; d'ou

Von

deduit pour le pla-teau de rangx, larelation :

$tYx

=

snVn\*n

X ^x +

i ^•

&x

-J-2

^~

⁸ •

^-

^l

_(p!

+1 (p), +1 (p)„_

_t

~

— Es

ji

H-K, ₊

I

(p)

-+-+k

^*

+,

^-

k

*

+

»(f)x + .G9, +

.

+

••••

+k _-+

i^-

k _{'+'-- k}

»-(p), _{+1 (p),} +i "-(f).-

_{i |}

relation qui indique

comment

varie l'impu-rete contenue dans le plateau de rang

x

f en fonction

du nombre

des plateaux, de l'impurete contenue dans le plateau du rang n, de celle

(4)

24 THEORIE DE LA RECTIFICATION

contenue dans l'alcool coulant a Peprouvetle, et des poids d'alcool coulantal'eprouvette par rapport a l'alcool entrant dans le plateau de rangn.

Cetie equation est certainement Ires compli-quee,maison peutla reduire a

une

formeplus simple,en embrassant

uniquement

la partiede

lacolonne occupee pardel'alcool au

maximum

de concentration compatible avec la construc-tion delacolonne.

Nous

verrons en effet plus loinque,danscecas, lerapport

V p

^sera

sensible-ment

constantet, d'autrepart,

K

^lesera par de-finition.

La

formulesereduit

done

a :

„ /V\»—

«

Ip) —

K(p)-i

ou,en posant :

P

t

= ^aE

*i

=

P2_(')•

V\»

(5) ^s

„v„k.x k—

^•

dy

i

= ^{r«p+_i^} —

n

(*)D'aprfcsl'expenencep est tressensiblement6gal a

i

Es

Digitizedby

VjOOQIC

THEORIE DE LA RECTIFICATION 25 Si

E2 =

5n

V

n

K

n^, c'est-a-dire si la colonne de xectificalion ne relientpasl'impureteconsideree,

on

a larelation :

(6)

K»-' (^"

_1 +a?K^ _(n-«p) =

o

equation qui a toujours

une

variation el, par consequent, uneracinepositive.

Done, quel

que

soit le

nombre

des plateaux, ilyaura toujours

une

impuret6 qui traversera lacolonne, coinmesi celle-ci n'existaitpas.

D'autre part, le rapport

V p

^{estforcementplus}

grand queTunite, sans cela rien ne sortiraita Peprouvette, etnous verrons qu'il est d'autant plus voisin de Vunite

que

la composition des plateauxsuccessifs estplus voisine de Tidentite, cequine peutavoir lieu

que

^si lescontenus sont au

maximum

de concentration. Parsuite la va-leurde

K

satisfaisantal'equation (6) seratoujours inferieureal'unite, maisse rapprocherad'autant plus de celle-ci

que

a et

n

serontplusgrandset

Dans le document We also ask that you: (Page 28-35)