COMPORTEMENT DYNAMIQUE DE LA TEMPÉRATURE D’UN RÉACTEUR CONTINU PARFAITEMENT AGITE SOUMIS A UNE PERTURBATION DE DÉBIT VOLUMIQUE

Abstract

La sécurité des procédés est une préoccupation majeure dans l’industrie chimique. Pour les procédés exothermiques, l’emballement thermique doit être évité. Ainsi, l’objectif de ce mémoire est la mise en place d’une méthodologie d’étude de la stabilité thermique d’un réacteur parfaitement agité sujet à une perturbation de débit volumique à l’entrée. La réaction exothermique considérée est celle de la synthèse du propylène glycol par hydrolyse de l’oxyde de propylène. Après avoir développé le modèle du réacteur décrit par un ensemble d’équations différentielles non linéaires qui sont les bilans de matière et de chaleur, ceux-ci ont été résolus en utilisant le langage de programmation Python. Les résultats issus d’une perturbation échelon sur le débit volumique ont montré que le réacteur agit comme un système sous amorti avec apparition de fluctuations de la température. Au bout d’un temps estimé à 1,2 heure, ces fluctuations disparaissent et la température se stabilise à nouveau. La concentration du réactif agit de façon analogue.Process

safety is a major concern in the chemical industry. For exothermic processes, thermal runaway should be avoided. Thus, the objective of this work is the establishment of a methodology for studying the thermal stability of a perfectly mixed reactor subject to a disturbance of its inlet volumetric flow. The exothermic reaction considered is that of the synthesis of propylene glycol by hydrolysis of propylene oxide. After developing the model of the reactor described by a set of nonlinear differential equations which are the material and heat balances, these were solved using the Python programming language. The results for a step disturbance on the volumetric inlet flow showed that the reactor acts as an under-damped system with the appearance of temperature fluctuations. After an estimated time of 1.2 hours, these fluctuations disappear and the temperature stabilizes again. Concentration of the reactant acts in the same way. .