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Distillation

- La volatilité est la solution -
- Le savoir-faire est essentiel -

Informations générales

La distillation, en tant que processus de séparation thermique, est employée si la composition chimique de la phase vapeur est différente de celle de la phase liquide. C'est essentiellement le cas pour les mélanges de produits présentant des points d'ébullition différents et donc des volatilités différentes. La conception de processus et d'installations pour séparer, purifier, concentrer et récupérer des composants chimiques par distillation fait partie de notre cœur de métier.

Il faut aussi relever les mélanges liquides formant à un rythme spécifique une phase vapeur de même composition. Il s'agit d'azéotropes qui ne peuvent plus être davantage divisés par distillation. Si cela s'impose néanmoins, les conditions de processus sont à modifier de sorte que la composition de la phase vapeur devienne différente de celle de la phase liquide. C'est possible, notamment en modifiant la pression de service ou en ajoutant un autre composé. L'ajout d'un composé présentant une faible volatilité pour réduire la pression de la vapeur des composants du mélange entraîne une distillation dite extractive, ainsi pour les processus de concentration de l'acide nitrique QVF® et de l'acide chlorhydrique QVF®.

Une autre situation survient si la phase liquide comprend des composants liquides non-miscibles. En ce cas, les pressions de vapeur des composants liquides ne diminuent sous l'effet l'une de l'autre et les pressions de vapeur de chaque liquide s'ajoutent de sorte que les composants aux points d'ébullition supérieurs deviennent aussi volatils pour entraîner une hydrodistillation, par exemple.

Les étapes de processus basiques

Le processus de distillation nécessite une phase d'évaporation et une autre de condensation. Lors de l'évaporation d'un mélange, les composants au point d'ébullition le plus bas ou à la volatilité la plus élevée s'évaporent en premier car leur teneur en phase vapeur est supérieure à celle en phase liquide et la teneur en composant présentant le point d'ébullition le plus élevé devient supérieure en phase liquide à ébullition. Les vapeurs se liquéfient ensuite lors de l'étape de condensation. Selon la différence entre les points d'ébullition et les puretés requises des produits, un processus de distillation unique peut être suffisant. Sinon, le condensat est utilisé pour un second processus de distillation. Moins les volatilités par rapport aux points d'ébullition des produits individuels sont différentes entre elles, plus les processus de distillation sont nécessaires afin de séparer les produits à un degré donné.

L'étape d'évaporation

Le processus de distillation peut être effectué avec un récipient agité et chauffé comme un évaporateur et une section de condensation qui lui est connectée. De Dietrich Process Systems conçoit depuis des décennies des réacteurs pour cette application. Les réacteurs parés de verre De Dietrich® et en verre borosilicaté QVF® sont des équipements polyvalents grâce à l'universalité de leur résistance à la corrosion et à leur fonctionnalité éprouvée. 

Évaporation sous pression réduite

Si les produits ne peuvent pas être chauffés à leur point d'ébullition à pression atmosphérique sans risque de dégradation thermique ou si la température du milieu de chauffage est insuffisante, le point d'ébullition dans l'évaporateur doit être abaissé en réduisant sa pression interne.

Le vide minimum raisonnable et donc la température minimum d'évaporation pour un récipient agité sont réglés par la pression hydrostatique au fond. Avec d'autres types d'évaporateurs à pression hydrostatique inférieure, le vide peut encore être abaissé :

  • Évaporateurs à circulation forcée et naturelle :         50        mbar
  • Évaporateurs horizontaux                                       10         mbar
  • Évaporateurs rotatifs                                               5         mbar
  • Évaporateur à film tombant :                                    5        mbar
  • Évaporateurs à film mince :                                      0,1     mbar
  • Évaporateurs flash :                                                 0,001 mbar
Horizontal evaporator in operation
Évaporateur horizontal

Ligne vide pour générer LARGEUR INTÉGRALE

L'étape de condensation

La conception des sections de condensation pour tous ces évaporateurs jusqu'à 1 mbar ne dépend pas vraiment du type de l'évaporateur mais principalement des aspects suivants :

  • Capacité
  • Température et pression de condensation
  • Température et type de milieu de refroidissement
  • Température requise du liquide condensé
  • Exigences de corrosion
  • Probabilité de contamination
  • Exigences d'espace

Selon ces impératifs, l'agencement de condensation le plus adéquat doit être défini à partir des éléments à la suite :

  • Condensation descendante
  • Condensation ascendante
  • Flux à contre-courant ou parallèle de distillat et de milieu de refroidissement
  • Séparation en phase liquide/liquide

Pour les applications corrosives, De Dietrich Process Systems a développé et fabrique une ample palette d'échangeurs thermiques alliant des matériaux résistants à la corrosion comme le verre borosilicaté 3.3 QVF®, l'acier paré de verre De Dietrich®, le PTFE et le SiC.

  • Échangeurs thermiques à serpentin
  • Échangeurs thermiques à coquille et à tube
  • Échangeurs thermiques GMP
  • Échangeurs thermiques CORE-Therm
  • Solutions intégrées comme THERMIPACK®
Evaporator with condensation section
Évaporateur avec section de condensation

ligne vide pour générer LARGEUR INTÉGRALE

Rectification

Si un processus unique de distillation ne suffit pas pour assurer le degré de séparation exigé, un processus de distillation ultérieur du liquide condensé s'impose. Le liquide non-évaporé de la distillation postérieure est réalimenté dans le premier processus de distillation. D'autres processus de distillation similaires peuvent ensuite être ajoutés.  Une telle séquence de processus ou d'étages de distillation est envisageable de manière plus efficiente avec une colonne à plateaux entre l'évaporateur et la section de condensation en assurant une vapeur ascendante à contre-courant et un flux de liquide descendant. Dans une colonne de rectification de ce genre, la fonction des plateaux peut aussi être accomplie avec des garnissages.

Le choix des éléments internes de colonne les plus adéquats dépend des points suivants :

  • Nombre requis d'étages de distillation
  • Débits et densités de la vapeur ascendante et du liquide descendant
  • Chute de pression par rapport à la pression /température maxi. admissibles dans l'évaporateur
  • Résistance à la corrosion
  • Hauteur disponible
Rectification columns
Colonnes à garnissage

Mode de fonctionnement

Le processus de distillation ou de rectification peut être effectué par lot et en continu.

Pour un fonctionnement par lot, l'alimentation passe dans l'évaporateur, essentiellement un récipient chauffé et agité. La composition du distillat et du produit au fond change avec le temps. En d'autres termes, la pureté du distillat pourrait être satisfaisante au début de la distillation mais pas ensuite, lorsque la concentration des composants à point d'ébullition bas dans l'évaporateur diminue.

Pour un système de rectification exploité en continu, la localisation du point d'alimentation dépend de la composition de l'alimentation par rapport à la composition du produit au fond et au-dessus. La composition du distillat et du produit au fond ne change plus avec le temps dès que la colonne est en état stable. La pureté dépend de l'efficience de la séparation réalisée dans l'équipement.

Gamme de solutions et services

De Dietrich Process Systems procure des solutions depuis l'échelon pilote jusqu'à l'échelle industrielle.

Nous offrons la conception du processus, des installations et des composants de processus complets pour une diversité d'applications et plus spécialement les processus requérant des équipements résistants à la corrosion, faciles à nettoyer ou transparents.

Taille d'équipement :

  • Évaporateurs agités :  6l à 120m³
  • Colonnes :                 DN30 à DN2400
  • Condensateurs :         0,3m² à 30m²

Services :

  • Service après-vente
  • Fiabilité de processus
  • Documentation
  • Mise en service
  • Installation
  • Transport
  • Fabrication
  • Approvisionnement
  • Ingénierie de détail
  • Analyses de risque
  • Ingénierie de base
  • Études de faisabilité
  • Tests et essais
Range of Distillation Equipment

Votre avantage

Nous pouvons concevoir les processus de distillation les plus adaptés sur le fondement de notre savoir-faire et de notre expertise des processus chimiques, d'outils de simulation et d'essais dans notre hall expérimental pour votre application. Le processus est exécuté dans des installations construites et réalisées par nos équipes d'ingénierie chevronnées en employant des composants clés fiables que nous produisons nous-mêmes.

Vous pouvez ainsi compter sur un partenaire fiable unique pour le processus, la fonctionnalité et la qualité.

Vous bénéficiez dès lors de la solution la plus pérenne avec des coûts d'investissement et de maintenance minimes.

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Si vous souhaitez être contacté par un commercial concernant les produits ou services de De Dietrich Process Systems, vous pouvez nous joindre ici.
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