Injection de liquide dans un lit fluidisé dense


Introduction


Qui sommes-nous


Sommaire 

I.Présentation du procédé étudié et du problème de refroidissement 

             1.Lit fluidisé 

             2.Polymérisation des oléfines 

             3.Refroidissement du lit fluidisé 

II.Modélisation des transferts de masse et de chaleur

             1.Transfert de masse

             2.Transfert de chaleur

            

III.Les différents modes de transfert de chaleur et de masse entre les trois phases 

             1.Généralités 

             2.Echange de chaleur gouttes – gaz : Modèle d’évaporation 

             3.Echange de chaleur par collisions gouttes particule 

                     a.Le modèle de Buchanan (1994) 

                     b.Constantes et variables intervenant dans le modèle de Buchanan 

                     c.Méthode pour le calcul du temps caractéristique de l’échauffement 

                     d.Calculs des temps caractéristiques pour un échange de chaleur entre une goutte et une particule de catalyseur 

IV.Cas-test de Werther 

V.Simulations avec Neptune 

            1. Maillage du réacteur 

            2.Résultats obtenus

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Conclusion

Les transferts thermiques entre les phases jouent un rôle préponderant sur le fonctionnement d'un réacteur de polymérisation des oléfines. La méthode consistant à injecter le pentane sous forme liquide est un procédé performant développé par Inéos (Lavéra) mais qui reste encore mal maitrisé et pour lequel la simulation numérique devrait pouvoir apporter des améliorations.

Les modélisations mises en oeuvre antérieurement dans le code Saturne_Polyphasique@Tlse ne prennait pas en compte l'influence des collisions gouttes-particules. L'étude bibliographique réalisée dans le cadre du projet a permis de proposer une premiere approche  (modèle de Buchanan) qui a pu être implanté dans le code grâce à la modification des fichiers utilisateurs.

Le code a été ensuite appliqué à une étude expérimentale trouvée dans la littérature (Werther et Bruhns, 2004). Des premiers résultats ont été obtenus cependant des problème numériques ont été rencontrés lors de la mise en oeuvre des calculs qui n'ont pas permis une validation quantitative des résultats par comparaison avec les mesures de Werther et Bruhns.

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Bibliographie

n
 Werther J, Bruhns S, “3-D Modeling of Liquid Injection into Fluidized Beds” , International Journal Chemical Reaction Engineering Vol. 2 [2004], Article A31

n
 Buchanan J.S., “Analysis of Heating and Vaporization of Feed Droplets in Fluidized Catalytic Cracking Risers”,Ind. Eng. Chem. Res. 33, 3104-3111 (1994).
 
n
 McKenna T.F, Soares J B. P, “Single particle modeling for olefin polymerization on supported catalysts: A review and proposals for future developments”, Chemical Engineering Science 56 (2001) 3931–3949  

 Saulnier C., "Modélisation numérique tridimensionnelle de l'écoulement réactif triphasique gaz-goutte-particule au sein d'un réacteur à lit fluidisé FCC", Thèse de l'INP Toulouse (2006). 

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