Descriptif
Ce module comprend 3 parties. La première partie concerne les réacteurs polyphasiques industriels, en particulier pour des réactions fluide/solide. Ce module permet de faire un petit pas des "réacteurs idéaux" vers les "réacteurs réels". La deuxième partie concerne la chimie verte et les différents procédés qui sont mis en oeuvre. Après une introduction de 12 principes de la chimie verte, un procédé en particulier sera étudié sous forme de projet et de restitution orale. La troisième partie concerne les TP mutualisés.
Objectifs pédagogiques
- Comprendre la phénoménologie d'une réaction fluide-solide (catalytique ou non) avec 7 étapes en séries
- Comprendre la notion d'étape limitante et les conséquences dans un réacteur réel (régime chimique, diffusionnel ou intermédiaire)
- Déterminer le couplage réaction/diffusion à l'aide des nombres adimensionnels (Thiele, Weisz)
- Ecrire les bilans matière et chaleur dans des cas simples
2. A l'issue du projet chimie verte vous aurez détaillé un procédé en particulier, par étude bibliographique d'une part et par explication des fondements d'autre part et vous aurez un aperçu des autres procédés au travers des restitutions des autres groupes. Les objectifs sont donc:
- Expliciter un procédé, notamment les étapes unitaires et les réactions mises en jeu dans les différentes étapes
- Appréhender un procédé de la chimie verte en quantifiant l'impact du changement de procédé (économie d'atome, productivité, etc...), quand un procédé plus ancien existe.
- Quantifier l'impact des solvants "verts" sur le bilan environnemental du procédé (aspect réduction des déchets toxiques)
- Quantifier l'impact économique d'un procédé de chimie verte : par exemple abaissement de température en catalyse, réactions ménagées, réutilisation de l'énergie par intégration énergétique, intensification de procédés....
Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi
- Cinétique chimique (IFIE1)
- Réacteurs idéaux (IFIE1)
- Bilan matière (IFIE1)
- Bilan thermique (IFIE1)
Format des notes
Numérique sur 20Pour les élèves du diplômeDiplôme d'Ingénieur IMT Mines Albi
Vos modalités d'acquisition :
un DS de 1,5h
une note de restitution orale projet chimie verte
CR des 3 TP
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)Le coefficient de l'enseignement est : 2
Programme détaillé
partie réacteurs:
- 1 cours et un TD en lien avec les interactions fluide/solide et les limitations diffusionnelles dans les réacteurs industriels
- 1 cours et un TD en lien avec les outils d'analyse (nombres adimensionnels) dans les réacteurs industriels
- 1 TAPE sur la conception de réacteur catalytique à lit fixe
partie chimie verte:
Après une introduction à la chimie verte une séance sera dédiée à la présentation des sujets d'étude. 4 séances de TAPE permettront aux élèves de travailler en groupe sur un procédé de chimie verte en particulier. Chaque groupe devra préparer une restitution de leur travail en explicitant les points particuliers des procédés à l'ensemble de la promo. Les restitutions auront lieu sur 3 séances. Les sujets envisagés seront en lien avec les procédés suivants, ou bien l'évaluation des procédés:
- liquides ioniques (ex: amélioration de l'indice d'octane pour le procédé Dimersol, augmentation de productivité dans le procédé BASIL)
- mécanochimie (ex: décomposition de l'ibuprofène, encapsulation)
- CO2 supercritique (ex: extraction de molécules d'intérêt, mise en forme de matéraux comme par ex la morphologie du chocolat, génération de particules fonctionnelles (cristallisation, enrobage, complexation par des CD, ...) )
- intensification de procédés (ex: aspect technico-économique, gain en sécurité...)
- catalyse (ex des zéolites)
- paramètres d'évaluation des procédés (Green Chemistry metrics & technico-economic evaluation)
Enfin 3 TP parmi les TP mutualisés feront référence à ce module: extraction par CO2 supercritique, DTS et mécanochimie.