GÉNIE CHIMIQUE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Chaîne de transformation

Chaîne de transformation
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Étages en distillation : calcul

Étages en distillation : calcul
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Opérations unitaires

Opérations unitaires
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Étage

Étage
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Tous les médias


Procédure de traitement d'un problème de génie chimique

Avant de préparer un produit à partir d'une matière disponible, il faut avant tout concevoir le procédé de fabrication et donc définir les diverses opérations unitaires, choisir le réacteur, optimiser le procédé et enfin envisager son contrôle et sa commande. Toute une panoplie d'ordinateurs est utilisée à ces différentes étapes, depuis l'ordinateur très puissant pour les calculs d'appareillage et la simulation des procédés jusqu'aux micro-ordinateurs pour la commande d'un appareil. La principale préoccupation des industriels est de choisir, en prenant le minimum de risque, le procédé et les équipements. Les exigences de la compétition industrielle (coûts de production, qualité des produits, flexibilité, environnement...) imposent de concevoir, de réaliser et d'exploiter des systèmes de production qui soient de plus en plus performants et, par conséquent, souvent très compliqués.

Dimensionnement de l'appareillage

Le premier appareil à dimensionner est le réacteur, car ses performances ont une incidence sur le reste de l'installation. En effet, si les performances du réacteur sont médiocres (sélectivité, rendement, etc.), il faudra mieux préparer les courants entrants et envisager vraisemblablement des recyclages de produits n'ayant pas réagi. En outre, on obtiendra, en sortie du réacteur, des mélanges dont il faudra séparer les divers constituants si l'on veut obtenir le produit principal avec la pureté souhaitée.

Ayant dimensionné le réacteur et défini ses performances, l'étape suivante consiste à déterminer les appareils dans lesquels s'effectuent les opérations unitaires.

Méthodes de détermination basées sur le concept d'étage théorique

Les méthodes de détermination se fondent essentiellement sur les bilans et sur les lois d'équilibres entre phases et visent à calculer le nombre d'étages théoriques Nt nécessaires pour réaliser une séparation donnée. Partant de ce résultat, on calculera le nombre d'étages réels et les dimensions de l'appareil en introduisant les notions d'efficacité et de hauteur équivalente à u [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages


Écrit par :

  • : directeur de l'École nationale supérieure d'ingénieurs de génie chimique, Toulouse
  • : professeur à l'Institut national agronomique, Paris-Grignon, chef du département équipement des industries agro-alimentaires du Cemagref
  • : conseil en politique scientifique

Classification


Autres références

«  GÉNIE CHIMIQUE  » est également traité dans :

AMMONIAC

  • Écrit par 
  • Henri GUÉRIN
  •  • 5 051 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Production d'ammoniac »  : […] L'ammoniac, fixé à l'état de sulfate ou de phosphate d'ammonium lors du traitement des gaz de fours à coke, ne représente qu'un faible pourcentage de l'ammoniac préparé par synthèse directe ; celui-ci constitue donc la base de l'industrie des engrais azotés. Il s'agit là d'une fabrication très importante et en pleine expansion ; sa production annuelle mondiale était en effet de l'ordre de 100 mil […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ammoniac/#i_2735

CENTRIFUGATION

  • Écrit par 
  • Jean LEMERLE
  •  • 1 802 mots
  •  • 2 médias

Lorsque la décantation de particules sous l'effet du champ de pesanteur est inefficace ou trop lente, on a alors recours au procédé de centrifugation. Pour cela, on substitue au champ de pesanteur terrestre un champ de forces centrifuges infiniment plus grand, soit de 500 000 à 1 million de fois l'accélération de la pesanteur ( g  = 9,81 m . s -2 ). […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/centrifugation/#i_2735

CHIMIE - Histoire

  • Écrit par 
  • Élisabeth GORDON, 
  • Jacques GUILLERME, 
  • Raymond MAUREL
  •  • 11 163 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Les outils et les méthodes de la chimie »  : […] L'une des révolutions les plus importantes du xx e  siècle, et surtout de sa seconde moitié, a été l'introduction dans les laboratoires de chimie de méthodes instrumentales d'analyse et de détermination de structures très performantes. Grâce aux progrès de ces techniques, il est devenu courant d'obtenir, en un temps raisonnable, l'isolement et la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-histoire/#i_2735

CINÉTIQUE CHIMIQUE

  • Écrit par 
  • Lucien SAJUS
  •  • 9 661 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Applications techniques »  : […] Mais tout en contribuant aux progrès mêmes de la chimie en tant que science, la cinétique chimique est aussi une science appliquée ; en traduisant la transformation chimique en termes quantitatifs, elle rend possible l'action de l'ingénieur sur celle-ci. Un premier groupe d'application concerne la mise au point des procédés industriels de transformation chimique. Le problème dans ce cas est de f […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cinetique-chimique/#i_2735

COMPLEXES, chimie

  • Écrit par 
  • René-Antoine PARIS, 
  • Jean-Pierre SCHARFF
  •  • 4 353 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Principaux domaines d'application »  : […] L'intérêt suscité par la chimie des complexes provient de la diversité de leurs très nombreuses applications qui ne cessent de se développer dans tous les domaines de la chimie, débordant même sur la physique, la métallurgie, la chimie bio-inorganique. L' importance industrielle réside tout d'abord dans la catalyse homogène où l'utilisation de catalyseurs organométalliques (composés à liaison(s) […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/complexes-chimie/#i_2735

DÉGRADATION, chimie

  • Écrit par 
  • Dina SURDIN
  •  • 36 mots

Réaction par laquelle une molécule organique est coupée au niveau d'une liaison carbone-carbone. Les réactions de dégradation sont utilisées en particulier dans l'industrie pétrolière (craquage). […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/degradation-chimie/#i_2735

DISTILLATION

  • Écrit par 
  • Jean DURANDET
  •  • 4 048 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Mise en œuvre de la distillation »  : […] On distingue deux façons d'effectuer une distillation : – En continu : l'appareil est alimenté de façon permanente, tandis qu'on soutire, à débits et compositions fixes, un distillat et un résidu respectivement en tête et au fond de l'appareil. En tout point de l'appareil, concentration, température, pression et débits sont indépendants du temps ; on dit que le régime est stationnaire. C'est le m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/distillation/#i_2735

ÉLASTOMÈRES ou CAOUTCHOUCS

  • Écrit par 
  • Christian HUETZ DE LEMPS, 
  • Françoise KATZANEVAS
  •  • 7 909 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Fabrication des mélanges »  : […] Avant d'être transformés en objets finis, les caoutchoucs doivent être impérativement formulés, ce qui impose la fabrication d'un «  mélange ». Le « mélangeage » consiste à fortement malaxer le caoutchouc pour y incorporer et disperser, selon un ordre déterminé et dans des conditions de cisaillement et de températures bien définies, la quinzaine d'ingrédients de la « formule » préalablement établi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/elastomeres-caoutchoucs/#i_2735

IONS ÉCHANGEURS D'

  • Écrit par 
  • Robert ROSSET
  •  • 6 125 mots
  •  • 13 médias

Un échangeur d'ions est un solide comportant des groupements fonctionnels ionisés, fixes, porteurs de charges positives ou négatives et des ions mobiles de signe contraire échangeables avec d'autres provenant d'une solution. Pour accélérer ces échanges, la surface de contact entre la solution et le solide doit être la plus grande possible. Aussi est-ce sous forme de grains très fins que les échan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/echangeurs-d-ions/#i_2735

MEMBRANES, transferts

  • Écrit par 
  • Michel RUMEAU
  •  • 5 887 mots
  •  • 10 médias

Si les propriétés des membranes sont connues depuis le début du xviii e  siècle, leurs applications ne sont apparues, en laboratoire, que vers le milieu du xix e  siècle et, dans l'industrie, dans la seconde moitié du xx e  siècle. Philippe de La […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-transferts/#i_2735

MICROSYSTÈMES, technologie

  • Écrit par 
  • Daniel HAUDEN
  •  • 3 750 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « L'explosion des applications des microsystèmes »  : […] Devant le succès des applications citées précédemment, d'autres secteurs industriels ont rapidement pris en compte, dans leurs technologies, les approches de la miniaturisation et de l'intégration des systèmes avec des concepts nouveaux remplaçant la conception « homothétique » actuelle des systèmes ( scaling-up ) par une approche multiplicative à partir de microsystèmes élém […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microsystemes-technologie/#i_2735

PEINTURES

  • Écrit par 
  • Stanislas de CHAWLOWSKI
  •  • 575 mots

Mélanges liquides constitués d'un pigment dans un milieu de suspension et qui forment un film solide protégeant ou décorant une surface de bois, de métal, de pierre, de cuir, de papier ou de toile. Le milieu de suspension est constitué principalement d'un liant qui forme le film, durcit et sèche la peinture. Le liant est soit une résine naturelle ou synthétique, soit un caoutchouc synthétique (pei […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/peintures/#i_2735

PÉTROLE - Le raffinage

  • Écrit par 
  • René DAUDIN
  •  • 5 409 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Le craquage catalytique »  : […] Le craquage catalytique des distillats sous vide a depuis longtemps remplacé leur craquage thermique. Le catalyseur fluidifié en fines particules facilite la réaction qui s'effectue à une pression voisine de celle de l'atmosphère. Il est régénéré en continu : le coke qui se dépose à sa surface est brûlé au fur et à mesure. Les installations industrielles de craquage catalytique sont très complexe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/petrole-le-raffinage/#i_2735

RANEY MÉTAUX DE

  • Écrit par 
  • Dina SURDIN
  •  • 61 mots

Famille de catalyseurs, généralement utilisés pour l'hydrogénation des composés organiques. Le plus utilisé est le nickel de Raney, dont les possibilités ont été largement étudiées. Il existe aussi le cobalt, le fer et le cuivre de Raney. On les obtient par dissolution de l'aluminium dans des alliages de ces métaux et d'aluminium. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-de-raney/#i_2735

SANDMEYER RÉACTION DE

  • Écrit par 
  • Dina SURDIN
  •  • 222 mots

Remplacement d'un groupement diazoïque par un halogène en présence de sels cuivreux halogénés : La réaction peut aussi se faire en présence d'hydracide halogéné avec du cuivre pulvérulent ; dans ce cas, on l'appelle réaction de Gatterman. La réaction de Sandmeyer n'est pas utilisée pour la préparation de composés fluorés ou iodés, mais elle est très répandue pour la synthèse de dérivés bromés ou c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reaction-de-sandmeyer/#i_2735

SULFURIQUE ACIDE

  • Écrit par 
  • Gabriel TRIDOT
  •  • 3 514 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Préparation de l'anhydride sulfureux »  : […] Les matières premières principales sont aujourd'hui le soufre et les minerais sulfurés. Souvent très pur et facilement purifiable, le soufre élémentaire est la matière de départ la plus simple. Il est extrait pour l'essentiel du golfe du Mexique par le procédé Frasch. De ce fait, l'industrie américaine de l'acide sulfurique repose sur le soufre. On le récupère aussi de certains gaz naturels qui c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acide-sulfurique/#i_2735

SYNTHÈSE CHIMIQUE PAR MICRO-ONDES

  • Écrit par 
  • Jack HAMELIN, 
  • Françoise TEXIER-BOULLET
  •  • 388 mots

Bien connu du public, le chauffage par micro-ondes est utilisé pour la cuisson, le séchage, la stérilisation, l'élaboration de matériaux et de polymères, la vulcanisation du caoutchouc, etc. De nombreuses réactions de synthèse organique sont plus rapidement effectuées dans des fours à micro-ondes domestiques que dans des fours classiques, à température identique, soit en quelques minutes au lieu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/synthese-chimique-par-micro-ondes/#i_2735

TANTALE ET NIOBIUM

  • Écrit par 
  • Robert SYRE
  •  • 5 431 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Génie chimique »  : […] Les applications du tantale sont ici très nombreuses. C'est principalement dans les milieux acides chauds, et tout particulièrement en milieu sulfurique, qu'il est employé, soit sous forme de revêtement chaudronné placé dans des capacités en acier, soit sous forme de tubes constituant des échangeurs de chaleur. Le tantale apparaît comme un métal tout à fait indispensable dans le génie chimique mo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tantale-et-niobium/#i_2735

Voir aussi

Pour citer l’article

Henri ANGELINO, Henri GIBERT, Pierre PIGANIOL, « GÉNIE CHIMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/genie-chimique/