Développement d’une nouvelle technique d’ébulliométrie

Enjeux

L’acquisition de données expérimentales sur les mesures d’équilibres thermodynamiques de type liquide-vapeur reste nécessaire pour la conception et l’optimisation de nombreux procédés industriels, notamment pour améliorer la performance des opérations unitaires.

Dans les secteurs d’activités tels que l’agroalimentaire, la chimie fine, la pharmacie et la chimie verte, il existe une forte demande pour des mesures de propriétés thermodynamiques liquide-vapeur mais à basses pressions.
Les équipements le plus souvent utilisés pour ces mesures, sont les ébulliomètres dont la plupart ne fonctionnent qu’à pression atmosphérique.

Le développement d’ébulliomètres pouvant fonctionner jusqu’à une pression modérée (< 10 bars) reste complexe et pose le problème de la fiabilité et de la représentativité des d’échantillons prélevés.

Compétences développées

Le CTP a acquis au fil des années une sérieuse compétence en développement d’équipements de mesures de propriétés thermodynamiques, et plus particulièrement, d’équilibres de phases, dans le domaine des hautes pressions.

Le développement de cet équipement a permis d’acquérir de nouvelles compétences et d’étendre son domaine de mesures vers celui des basses pressions.

La duplication du dispositif original d’analyse de la phase liquide permettra également de mesurer les équilibres de type liquide-liquide, en absence ou en présence d’électrolytes, intéressant tout secteur d’activité mettant en jeu des opérations unitaires d’extraction.

Impacts et persectives

L’extension, vers le domaine des basses pression, d’équipements expérimentaux basée sur la technique « Statique-Analytique » avec prélèvements de microéchantillons in situ et analyse en ligne va permettre au CTP de répondre aux problématiques industrielles rencontrées dans d’autres secteurs d’activités.

Le couplage des systèmes d’échantillonnage avec d’autres techniques analytiques, chromatographie liquide, chromatographie ionique, va également dans ce sens.

Par ailleurs, les nouvelles compétences acquises sont transposables à l’instrumentation de pilotes industrielles et de réacteurs chimiques.

Résultats

Le CTP a réorienté le projet sur le développement d’un équipement innovant de type « Statique-Analytique » permettant de mesurer des équilibres liquide-vapeur dans le domaine des basses et moyennes pressions, typiquement de 50 mbar à 30 bars.
Une attention toute particulière a été portée sur la mise au point de nouveaux dispositifs de prélèvement d’échantillons in situ en vue d’une analyse en ligne par chromatographie en phase gazeuse.

Un brevet est en cours de dépôt pour le dispositif original de prélèvement d’échantillons à l’état liquide.
D’autres techniques analytiques seront envisagées, notamment les chromatographies liquide et ionique.