| Titre : | Etude expérimentale et modélisation de l'effet du sel sur l'équilibre liquide-liquide |
| Auteurs : | ahlem Aidaoui, Auteur ; Abdel Malek Hasseine, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2018 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Equilibre liquide-liquide,Acide Acétique,l’effet du sel,salting-out,ELECNRTL model. |
| Résumé : |
Le travail présent concerne dans un premier temps l’étude de l’effet du solvant sur
l’extraction de l’acide acétique à partir des milieux aqueux et pour le deuxième parti l’influence du sel sur les équilibres liquide-liquide. Les solvants utilisés sont le 1-octanol, l’acétate d’éthyle et le dichlorométhane et les sels sont le chlorure de sodium et le sulfate de sodium. Les résultats obtenus en comparant les solvants utilisés (1-octanol, acétate d’éthyle et DCM) montrent que l’effet du solvant augmente avec sa polarité et c’est le cas pour le 1-octanol. L’effet de NaCl et Na2SO4 sur l’équilibre liquide-liquide des systèmes à une température ambiante de 20°C et une pression atmosphérique, est étudié expérimentalement dans ce travail. Les fractions massiques des sels dans le mélange global sont 5%, 10% et 20%. Il a été remarqué que l’équilibre entre phases est modifié en faveur de la phase extrait et le « Salting-out » dans le cas du Na2SO4 est le plus important que celui du NaCl. A partir des résultats expérimentaux, on peut conclure que lorsqu’on augmente le pourcentage du sel dans la solution aqueuse, l’équilibre entre phases est modifié en faveur de la phase extraite. La fiabilité des données expérimentales obtenues a été vérifiée avec succès par l’application des corrélations d’Othmer-Tobias et Hand. Les résultats expérimentaux ont été également exploités pour calculer des nouveaux paramètres d’interaction solvant-solvant et solvant-sel pour le modèle ELECNRTL en utilisant Aspen plus et ce modèle donne des meilleurs prédictions. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE
iv Remerciements Résumé i Abstract ii iii ملخص Sommaire iv Nomenclature vii Liste des figures xii Liste des tableaux xvii INTRODUCTION GENERALE………………………………............................... 1 CHAPITRE I EQUILIBRE LIQUIDE-LIQUIDE I.1. Introduction…….….…………….………………... ……………………………… 6 I.2. La règle des phases ............................................................................................…………… 7 I.3. Description des équilibres................................................................................................ 8 ...... I.3.1. Conditions d’équilibre…………….…………………………….................... 8 I.3.2. Activité et coefficient d’activité …………………...……............................. 9 I.4. Thermodynamiques des systèmes électrolytiques………………………………… 10 I.5. Types des équilibres liquide-liquide …………………………….. ..........................………. 11 I.5.1. Equilibre liquide-liquide binaire……….…………………...……………….. 11 I.5.2. Equilibre liquide-liquide ternaire……………….…………..………………. 12 I.5.3. Equilibre liquide-liquide pseudo-ternaire...………… ……………………... 12 I.6. Représentation graphique des ELL en mélanges ternaires………. ................................12....... I.7. Techniques expérimentales de mesure des équilibres liquide-liquide…………….. 14 I.7.1. Construction de la courbe de solubilité………………….………………….. 14 I.7.2. Construction des droites d’équilibre (conodales)…….………………....…... 15 CHAPITRE II PROCESSUS D’EXTRACTION PAR SOLVANT II.1. Introduction…………………………………………………….………………….. 18 II.2. Présentation d’extraction liquide-liquide………………………......................…… 19 II.3. Mécanisme d’extraction liquide-liquide……………………………………...…... 19 II.4. Paramètres de suivi de l’extraction liquide-liquide………………………………. 20 II.4.1. Coefficient de distribution………….…….………………………………… 20 II.4.2. Sélectivité……………………….….………………………………………. 21 II.4.3. Facteur de Séparation..................................................................................... 21 II.5. Critères du choix du solvant……………………………………………………… 22 II.6. Applications industrielles de l’extraction liquide-liquide………………………… SOMMAIRE v CHAPITRE III ASPECTS GENERALS SUR L’EFFET DU SEL III.1. Introduction……………………………………………………………………… 25 III.2. Phénomène de solvatation des ions……………………………………………… 25 III.2.1. L’eau comme solvant………………………………................................ 25 III.2.2. Principe du phénomène……………………………………...................... 26 III.2.3. Structure solvatée d’un électrolyte………………………………………. 26 III.3. L’effet du sel sur les équilibres thermodynamiques…………………………….. 27 III.4. Caractérisation mathématique de l’effet du sel………………………………….. 28 III.5. Mécanisme de l’effet du sel…………………………………............................... 30 III.5.1. Théorie d’hydratation……………………………………………………. 30 III.5.2. Théorie de dipôle d’eau……………………………….............................. 31 III.5.3. Théorie électrostatique……………………...…………………………… 32 III.5.4. Théorie de la pression interne …………………………..……………… 33 III.5.5. Théorie basée sur les forces de Van Der Waals…………….…..……….. 34 III.6. Application de l’effet de sel……………………………………………………... 35 III.6.1. Fermentation extractive……………….…………………………………. 35 III.6.2. Cristallisation extractive…………………………………………………. 36 III.6.3. Déshydratation des solvants…………………...………………………… 36 III.6.4. Purification de l’acide phosphorique…………………………………….. 37 III.6.5. Purification des biomolécules……………………………………………. 37 III.6.6. Dessalement de l’eau de mer………………………………...................... 37 III.7. Méthodes de prédiction des données d’équilibre en présence du sel……………. 38 III.7.1. Les modèles théoriques……………………………………..................... 38 III.7.1.1. Primitif…………………..………………………………………. 39 a) Modèle Debye-Hückel…..…………………………………………. 39 b) Modèle MSA……………….………………………………………. 41 III.7.1.2. Non primitif………………...……………………………………. 42 III.7.2. Les modèles empiriques et semi-empiriques…...………………………... 42 III.7.2.1. Modèle de Guggenheim (1955)……. …………………………… 42 III.7.2.2. Modèle de Pitzer (1973)……. .………………………………….. 42 III.7.2.3. Modèles de composition locale……..…………………………… 43 a) Modèle NRTL-électrolyte……………….………...……………….. 44 b) Modèle UNIQUAC-électrolyte…….………...…………………….. 44 CHAPITRE IV MATERIELS ET METHODES D’ANALYSE IV.1. Introduction…………………………….……………………………………….. 47 IV.2. Appareillages………………………….…………………………………………. 48 IV.3. Produits chimiques………………………………………………………………. 48 IV.3.1. Diluant…………………………………………………………………… 48 SOMMAIRE vi IV.3.2. Soluté…………….………………………………………………………. 48 IV.3.3. Solvants .………………………………………………………………… 49 IV.3.4. Sels………………………………………………………………………. 50 IV.4. Techniques expérimentales……………………………………………………… 51 IV.4.1. Construction de la courbe de solubilité (binodale) ……………………… 52 IV.4.2. Construction des courbes d’étalonnage………………………………….. 52 IV.4.3. Construction des droites d’équilibre (tie-lines)…………......…………… 53 CHAPITRE V RESULTATS ET DISCUSSIONS V.1. Introduction………………………………………………………………………. 55 V.2. Résultats expérimentaux………………………………………………………….. 56 V.2.1. Données d’équilibre liquide-liquide…………………………………………. 56 V.2.1.1. Système {eau + acide acétique + 1-octanol}………….………………… 56 V.2.1.1.1. Système {eau + acide acétique + 1-octanol} sans sel……………… 56 V.2.1.1.2. Système {eau + acide acétique + 1-octanol} avec sel…………….... 59 V.2.1.2. Système {eau + acide acétique + acétate d’éthyle}……………………... 65 V.2.1.2.1. Système {eau + acide acétique + acétate d’éthyle} sans sel……..... 66 V.2.1.2.2. Système {eau + acide acétique + acétate d’éthyle} avec sel……… 68 V.2.1. 3. Système {eau + acide acétique + DCM}……………………………….. 74 V.2.1.3.1. Système {eau + acide acétique + DCM} sans sel………………..... 75 V.2.1.3.2. Système {eau + acide acétique + DCM} avec sel……………….... 75 V.2.2. Coefficient de distribution et facteur de séparation………………………….. 77 V.2.2.1. Système {eau + acide acétique + solvant} sans sel..…………………...... 77 V.2.2.2. Système {eau + acide acétique + solvant} avec sel…………………....... 79 V.2.3. Discussion des résultats obtenus……………………………………………... 85 V.3. Traitement empirique des données expérimentales ……………………………… 88 V.4. Résultats théoriques ……………………………………………………………… 92 V.4.1. Système ternaire {eau + acide acétique + solvant}………………………….. 92 V.4.2. Système quaternaire {eau + acide acétique + solvant + sel}…….....……….. 93 CONCLUSION GENERALE………………………………………………..………. 106 Références bibliographiques………………………………………………………….. 109 Annexe I 117 Annexe II 119 Annexe III 124 Annexe IV 131 Publications réalisées au cours de la thèse………………………………………..…. 133 |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| th/0901 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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