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Récupération des acides carboxyliques à partir des solutions aqueuses par le procédé de distillation par balancement de pression / MAHINDA Badra 

Public ISBD Titre : Récupération des acides carboxyliques à partir des solutions aqueuses par le procédé de distillation par balancement de pression Type de document : texte imprimé Auteurs : MAHINDA Badra, Auteur Année de publication : 2020-2021 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:GENIE DES PROCEDES Mots-clés : Acide carboxylique, modèle thermodynamique, équilibre liquide - vapeur, azéotrope, distillation par balancement de pression, distillation extractive, énergie consommée. Carboxylic acid, thermodynamic model, liquid-vapor equilibrium, azeotrope, pressure swing distillation, extractive distillation, energy consumption Résumé : Les acides carboxyliques légers sont des molécules à haute valeur ajoutée, dont les applications concernent l’industrie chimique, alimentaire, pharmaceutique et la solvatation. Aussi, les effluents aqueux industriels des industries agro-alimentaire et papetière contiennent une quantité importante d'acides carboxyliques et leur présence dans les rejets aqueux engendre une pollution conséquente qui affectent le fonctionnement du traitement biologique des rejets souvent utilisé dans ces industries. De ce fait, la récupération des acides carboxyliques à partir des solutions aqueuses devient primordiale pour un gain économique et une préservation environnementale. La distillation est le procédé industrielle le plus utilisé pour la séparation des mélanges liquides miscibles en produits purs, toutefois les acides légers en présence de l'eau forme des mélanges azéotropiques homogènes ce qui rend la séparation par distillation conventionnelle impossible. Des études antérieurs ont montrés que ces azéotropes formés sont sensibles à la pression ce qui rend l'application de la distillation par balancement de pression faisable. Dans ce travail de thèse le procédé de distillation par balancement de pression (PSD- Pressure Swing Distillation) a été utilisé pour la récupération des acides carboxyliques légers et la purification de l’eau à partir des solutions aqueuses. Différents schémas de procédé ont été proposés pour différents cas de composition du mélange à séparer. Deux mélanges ternaires azéotropiques ont été choisis comme systèmes modèles dans cette étude : acide formique – acide acétique – eau et acide formique – acide propionique – eau. Les acides cités sont largement utilisés comme solvants et la récupération de ces composants est nécessaire pour un gain économique et pour une préservation environnementale. L’étude thermodynamique des équilibres liquide- Light carboxylic acids are molecules with high importance, whose applications concern the chemical, food and pharmaceutical industries and solvation. Also, the aqueous industrial effluents of the food and paper industries contain an important amounts of carboxylic acids and their presence in the aqueous discharges generates a consequent pollution which affects the operation of the biological treatment of the discharges often used in these industries. Therefore, the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions becomes essential for economic gain and environmental preservation. Distillation is the most widely used industrial process for the separation of miscible liquid mixtures into pure products, however the liquid-vapor equilibrium of light acids in the presence of water forms homogeneous azeotropic mixtures which makes separation by conventional distillation impossible. Previous studies have shown that these azeotropes are pressure sensitive which makes the pressure swing distillation distillation process feasible. In this work the Pressure Swing Distillation (PSD) process was used for the recovery of light carboxylic acids and purification of water from aqueous solutions. Different configurations of PSD process have been proposed for different cases of composition of the feed mixture. Two ternary azeotropic mixtures were chosen as model systems in this study: formic acid - acetic acid - water and formic acid - propionic acid - water. The mentioned acids are widely used as solvents and the recovery of these components is necessary for economic gain and environmental preservation. The thermodynamic study of vapor-liquid equilibria at different pressures has been done to determine the separation pressure and the optimal PSD process parameters were determined by sensitivity analysis for different mixture compositions using Prosim Plus, Simulis Thermodynamic and Aspen Plus simulation tools. Simulation of the proposed processes was carried out using NRTL and UNIQUAC activity coefficient thermodynamic models with the fitted binary interaction parameters from the experimental data. The results showed that the PSD process is more energy efficient and allows to get the products with high purity of 99.9% and maximum yield than the extractive distillation process. Directeur de thèse : BENYOUNES Hassiba Récupération des acides carboxyliques à partir des solutions aqueuses par le procédé de distillation par balancement de pression [texte imprimé] / MAHINDA Badra, Auteur . - 2020-2021 . -  + CD. Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:GENIE DES PROCEDES Mots-clés : Acide carboxylique, modèle thermodynamique, équilibre liquide - vapeur, azéotrope, distillation par balancement de pression, distillation extractive, énergie consommée. Carboxylic acid, thermodynamic model, liquid-vapor equilibrium, azeotrope, pressure swing distillation, extractive distillation, energy consumption Résumé : Les acides carboxyliques légers sont des molécules à haute valeur ajoutée, dont les applications concernent l’industrie chimique, alimentaire, pharmaceutique et la solvatation. Aussi, les effluents aqueux industriels des industries agro-alimentaire et papetière contiennent une quantité importante d'acides carboxyliques et leur présence dans les rejets aqueux engendre une pollution conséquente qui affectent le fonctionnement du traitement biologique des rejets souvent utilisé dans ces industries. De ce fait, la récupération des acides carboxyliques à partir des solutions aqueuses devient primordiale pour un gain économique et une préservation environnementale. La distillation est le procédé industrielle le plus utilisé pour la séparation des mélanges liquides miscibles en produits purs, toutefois les acides légers en présence de l'eau forme des mélanges azéotropiques homogènes ce qui rend la séparation par distillation conventionnelle impossible. Des études antérieurs ont montrés que ces azéotropes formés sont sensibles à la pression ce qui rend l'application de la distillation par balancement de pression faisable. Dans ce travail de thèse le procédé de distillation par balancement de pression (PSD- Pressure Swing Distillation) a été utilisé pour la récupération des acides carboxyliques légers et la purification de l’eau à partir des solutions aqueuses. Différents schémas de procédé ont été proposés pour différents cas de composition du mélange à séparer. Deux mélanges ternaires azéotropiques ont été choisis comme systèmes modèles dans cette étude : acide formique – acide acétique – eau et acide formique – acide propionique – eau. Les acides cités sont largement utilisés comme solvants et la récupération de ces composants est nécessaire pour un gain économique et pour une préservation environnementale. L’étude thermodynamique des équilibres liquide- Light carboxylic acids are molecules with high importance, whose applications concern the chemical, food and pharmaceutical industries and solvation. Also, the aqueous industrial effluents of the food and paper industries contain an important amounts of carboxylic acids and their presence in the aqueous discharges generates a consequent pollution which affects the operation of the biological treatment of the discharges often used in these industries. Therefore, the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions becomes essential for economic gain and environmental preservation. Distillation is the most widely used industrial process for the separation of miscible liquid mixtures into pure products, however the liquid-vapor equilibrium of light acids in the presence of water forms homogeneous azeotropic mixtures which makes separation by conventional distillation impossible. Previous studies have shown that these azeotropes are pressure sensitive which makes the pressure swing distillation distillation process feasible. In this work the Pressure Swing Distillation (PSD) process was used for the recovery of light carboxylic acids and purification of water from aqueous solutions. Different configurations of PSD process have been proposed for different cases of composition of the feed mixture. Two ternary azeotropic mixtures were chosen as model systems in this study: formic acid - acetic acid - water and formic acid - propionic acid - water. The mentioned acids are widely used as solvents and the recovery of these components is necessary for economic gain and environmental preservation. The thermodynamic study of vapor-liquid equilibria at different pressures has been done to determine the separation pressure and the optimal PSD process parameters were determined by sensitivity analysis for different mixture compositions using Prosim Plus, Simulis Thermodynamic and Aspen Plus simulation tools. Simulation of the proposed processes was carried out using NRTL and UNIQUAC activity coefficient thermodynamic models with the fitted binary interaction parameters from the experimental data. The results showed that the PSD process is more energy efficient and allows to get the products with high purity of 99.9% and maximum yield than the extractive distillation process. Directeur de thèse : BENYOUNES Hassiba

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
1821	02-06-859	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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