111.5. Paramètres de suivi :
Certains paramétres sont souvent utilisés pour
caractériser l'efficacité de l'extraction. On définit les
différents paramétres : la fiabilité des données
d'équilibres, l'isotherme de distribution, l'isotherme de
sélectivité, le facteur de séparation et le facteur de
sélectivité.
111.5.1. Fiabilite de donnees experimentales
:
La fiabilité des données expérimentales
(droites d'équilibres ou tie-line), est confirmé par plusieurs
corrélations, dans ce travail on choisi deux corrélations,
Othmer-Tobias (éq. III.1) et Hand (éq. III.2).
Ces deux corrélations sont données par les
équations suivantes:
W11
W11
(III.1)
Ou : W33 : Fraction massique de solvant dans
l'extrait.
W1 1 : Fraction massique de diluant dans le raffinat.
|
ln
|
|
W23
= a2 + b2 ln
W33
|
W21
|
(III.2)
|
|
W11
|
Ou : W23 : Fraction massique de soluté dans
l'extrait.
W21 : Fraction massique de soluté dans le
raffinat.
Les coefficients de corrélation et les valeurs du
facteur de corrélation (R2) ont été
déterminés par la méthode des moindres carrés ou
déterminés directement par l'ORIGINE 7.5, et qui sont
rapportés dans le tableau (III.5).Un facteur de corrélation
(R2) prés de 1 suggére un degré
élevé d'uniformité des données
expérimentales.
|
Othmer- Tobias
|
|
|
Hand
|
|
|
Syst (1)
|
|
|
Syst (2)
|
|
|
Syst (3)
|
|
Syst (4)
|
|
|
Syst (1)
|
|
|
Syst (2)
|
|
|
Syst (3)
|
|
|
Syst (4)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A
|
0.5878
|
|
|
-0.2820
|
|
|
0.6203
|
|
-0.4855
|
|
|
-0.1826
|
|
|
-0.5332
|
|
|
-0.4019
|
|
|
-1.0014
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B
|
0.9696
|
|
|
0.4542
|
|
|
1.4186
|
|
0.3842
|
|
|
1.5151
|
|
|
1.0437
|
|
|
1.0963
|
|
|
0.5677
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2
|
0.9909
|
|
|
0.9755
|
|
|
0.9859
|
|
0.9695
|
|
|
0.9270
|
|
|
0.9935
|
|
|
0.9665
|
|
|
ln )
1 + b1
ln1
1
W33=aW33
0.9843
|
a)Othmer- Tobias
-2.4 -2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8
In[(1-Wi;)/ W11 1
Figure (III.7): correlation d'Othmer-Tobias du
n-heptane + xylene + methanol
b) Hand
-2.6 -2.4 -2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0
in(W21/
Wil )
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-1.8
-2.0
-2.2
-2.4
lnk1-W33/ W33
n-heptane+xylène+méthanol
n-heptane+toluene+méthanol n-heptane+xylène+sulfolane
n-heptane+toluene+sulfolane
-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
-1.8
-2.0
-2.2
-2.4
-2.6
-2.8
-3.0
-3.2
-3.4
-3.6
ln(W23/ W33
n-heptane+xylène+sulfolane
n-heptane+xylène+méthanol n-heptane+toluene+méthanol
n-heptane+toluene+sulfolane
Les figures (III.9) et (III.10) représentent la courbe
de distribution qu'est obtenue en tracant en coordonnées rectangulaires
pour les deux phases (extrait et raffinat), les variations de la composition du
soluté dans la phase riche en solvant, en fonction de la composition en
soluté dans la phase pauvre en solvant. C'est une courbe qui traduit
l'équilibre de distribution du soluté entre les deux phases,
extrait et raffinat.
25
n-heptane+xylene+methanol
n-heptane+xylene+sulfolane
20
15
10
5
0
)1B (%)
0 5 10 15 20 25
xr,,,aff (%)
Figure (111.9): Isotherme
de distribution pour les systemes (n-Heptane +Xylene
+Méthanol) et (n-Heptane +Xylene +Sulfolane).
25
20
15
Yr (%)
10
5
0
0 5 10 15 20 25
xr (%)
n-hept ane+toluène+m eth anol n-hept
ane+toluène+sulfol ane
Bureau.scf
Figure (111.10):
Isotherme de distribution pour les systeme (n-Heptane +Toluene
+Méthanol) et (n-Heptane +Toluene +Sulfolane)
111.5.3. 1sotherme de Sélectivité
:
La figure (III.11) et la figure (III.12) représentent
la courbe de sélectivité qu'est tracée en
coordonnées rectangulaires et représente la variation des
compositions en soluté dans l'extrait par rapport a la composition en
soluté dans le raffinat apres élimination du solvant.
Elle est obtenue de la meme facon que la courbe de distribution
remplacant les concentrations yB et xB par les concentrations des phases sans
solvant YA et XA.
Xsoextriute sans solvant(%)
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0.00
n-Heptane+Xylene+methanole n-Heptane+Xylene+Sulfolane
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
~~ !!- ) ~) )(%, ~~ ~~~ )(%*~'
Figure (III.11) : Isotherme de
selectivite pour les systemes (n-Heptane +Xylene +
Methanol) et (n-Heptane +Xylene +Sulfolane).
n-Heptane+Toluene+Methanol
n-Heptane+Toluene+Sulfolane
0,55
|
yextr
,ssow sans solvant(%)
|
0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0.00
|
|
|
|
|
|
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
~~ !!- ) ~) )(%, ~~ ~~~
)(%*~'
Reure (III.12) : Isotherme de
selectivite pour les systemes (n-Heptane + Toluene +
Methanol) et (n-Heptane +Toluene+Sulfolane).
111.5.4. Le coefficient de distribution ou de partage
:
Le coefficient de distribution ou de partage « kd »
représente le rapport entre la concentration totale en solute dans
l'extrait par rapport a la concentration totale en solute dans le raffinat en
équilibre. Le coefficient de distribution est défini par
:
K -
d
Xi 3
Xi
1
Oil x1 3 , x23 , x1 1 et x2 1
, , et sont les fractions molaires de n-heptane/ toluene dans la phase extrait
et raffinat respectivement qui sont déterminées a partir de
l'analyse des phases .
|
Syst 1
|
Syst 2
|
Syst 3
|
Syst 4
|
|
0.35
|
0.56
|
0.66
|
1.01
|
|
0.31
|
0.55
|
0.61
|
0.79
|
|
0.40
|
0.46
|
0.69
|
0.55
|
|
0.60
|
0.55
|
0.79
|
0.69
|
Tableau III.8 :
Coefficient de distribution de soluté (Kd).
|
Syst 1
|
Syst 2
|
Syst 3
|
Syst 4
|
|
0.24
|
0.22
|
0.04
|
0.14
|
|
0.31
|
0.23
|
0.07
|
0.15
|
|
0.36
|
0.27
|
0.13
|
0.17
|
|
0.43
|
0.28
|
0.15
|
0.19
|
Tableau III.9 :
Coefficient de distribution de diluant (Kd).
111.5.5 Facteur de Separation :
L'efficacité de l'extraction de solute par le solvant est
donnée par son facteur de separation, qui est une indication de la
capacité du solvant de séparer le solute du n-heptane.
Quand la valeur de ce facteur est plus grande que 1, ce qui
signifie que l'extraction de solute (xylene, toluene) par le solvant (Methanol,
Sulfolane) est possible, le tableau cidessous montre que l'extraction
de solute est possible car les valeurs de ce facteur sont supérieures a
1.
|
Syst (1)
|
Syst (2)
|
Syst (3)
|
Syst (4)
|
|
1.45
|
2.54
|
16.50
|
7.21
|
|
1.00
|
2.39
|
12.52
|
5.26
|
|
1.11
|
1.70
|
5.30
|
3.23
|
|
1.39
|
1.96
|
5.26
|
3.63
|
Tableau III.11 : Facteur de
Séparation â.
111.5.6. Facteur de selectivite S :
D'autre part, pour comparer l'efficacité des solvants
utiliser dans notre travail on a définie le facteur de
sélectivité S qui est une indication de la
capacité du solvant 1 pour séparer un soluté par rapport a
un autre solvant 2, les valeurs expérimentaux de ce facteur sont
présenté dans les tableaux (III.10) et les figures (III.13),
(III.14), ces figures montrant que l'extraction des composés aromatiques
et aliphatiques plus efficace avec le Sulfolane par rapport le
méthanol.
|
Syst (1)
|
Syst (2)
|
Syst (3)
|
Syst (4)
|
|
1.44
|
2.22
|
7.00
|
5.00
|
|
1.07
|
1.13
|
4.50
|
3.63
|
|
1.04
|
1.52
|
3.00
|
2.35
|
|
1.31
|
1.59
|
2.89
|
2.40
|
Tableau III.10 : Facteur de
sélectivité S.
n-heptane+Xylene+Meth anol n-heptane+Xylene+Sulfolane
2
1
0
2 4 6 8 10 12 14 16
E
XB
Retire
(111.13): Facteur de
sélectivité de système (n-Heptane +Xylène+ Solvant)
a 20° C.
S
4,5
4,0
2,5
5,0
3,5
3,0
n-Heptane+toluene+Methanole n-Heptane+toluene+Sulfolane
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
7
6
5
4
S
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
XE
A
| 
