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  • Travaux

    Dirigs de

    BILANS n2

    Bilans de matire

    en rgime

    permanent avec

    raction chimique

    Bilans de matire

    en rgime

    permanent avec

    changement de

    phase

  • ISET Klibia PA21/PA22

    Dpartement Gnie des Procds

    27 AU : 2015/2016

    Mme Safi Ikram & M. Taieb Ahmed

    Partie 1 :

    Bilans de matire en rgime permanent avec raction chimique

    Exercice 1 :

    Le cracking dessence lgre fournit les produits gazeux suivants : CH4, C2H2, H2 et

    C2H4. Dans lintervalle de temprature considr, on suppose que :

    - La pression P est connue.

    - La fraction molaire en mthane est constante et est indpendante de la

    temprature. Elle est gale 0.2.

    - Lessence lgre est assimile une paraffine fictive CnH2n+2 avec n=5,7

    - On connait le rapport h des fractions molaires de lactylne et de lthylne

    Dterminer la composition des gaz de cracking, pour h=1, 0.5 et 2

    Exercice 2 :

    Un mlange gazeux a la composition molaire (%) 28, 3.5, 0.5 et 68 respectivement

    en CO, CO2, O2 et N2. Afin dliminer le CO, on brule ce mlange avec de lair (20% dexcs

    par rapport la quantit dO2 ncessaire la combustion complte de CO).

    En ralit, la combustion nest pas totale : uniquement 98% du CO est limin. On

    demande de calculer la composition des gaz la sortie du bruleur.

    Partie 2 :

    Bilans de matire en rgime permanent avec changement de phase

    Exercice 3 :

    On considre un mlange de 100 kmoles de benzne (75%molaire) et de tolune

    (25% molaire). A T=93.3C et 900mm Hg et en supposant le mlange idal, dterminer

    les compositions et les quantits des deux phases liquide et vapeur. On donne les

    tensions de vapeur saturante : 1150 mm Hg pour le benzne et 460 mmHg pour le

    tolune.

  • ISET Klibia PA21/PA22

    Dpartement Gnie des Procds

    28 AU : 2015/2016

    Mme Safi Ikram & M. Taieb Ahmed

    Partie 2 :

    Bilans relatifs des procds industriels simples

    Exercice 4 : (Mlange)

    Un mlange contient initialement 23% en poids de HNO3, 57% de H2SO4 et de H2O. On

    dsire ramener sa composition 27% en HNO3, 60% en H2SO4 et en H2O par adjonction

    dacide H2SO4 93% massique et dacide HNO3 90% massique. Quelles quantits doit-

    on ajouter pour obtenir 1000kg de mlange ?

    Bilans relatifs des procds industriels complexes

    Exercice 5 : (Recyclage)

    Du propylne est produit par dshydrognation (craquage catalytique) du

    propane. A la sortie du racteur, le mlange gazeux a la composition suivante :

    Propane : 45% ; Hydrogne : 27% ; Ethylne : 3% ; Propylne : 18% ; Mthane : 7%.

    A la sortie du racteur, le propane est spar du mlange, puis recycl lentre

    selon le schma suivant :

    Pour une production horaire de 2.1 tonnes de propylne, on demande de calculer :

    1) La masse du propane frais.

    2) La masse du propane.

    3) La masse du carbone dpos dans le racteur.

    NB : On admet que le craquage donne uniquement du carbone qui reste dans le racteur

    et des gaz qui schappent.

    Exercice 6 : (Purge)

    Une unit de production dammoniac est alimente en continu par un flux gazeux

    de composition : 0.02 kmoles/h dargon et 100 kmoles/h de mlange N2+H2.

    Racteur Propane frais

    Propane recycl

    Propylne

    Hydrogne

    Mthane

    Ethylne

  • ISET Klibia PA21/PA22

    Dpartement Gnie des Procds

    29 AU : 2015/2016

    Mme Safi Ikram & M. Taieb Ahmed

    Le taux de conversion molaire du mlange de synthse est de 25%. Lammoniac ainsi

    form est spar par condensation alors que les gaz sont recycls.

    La teneur en argon lentre du racteur ne doit pas excder 5% molaires. Ce taux est

    maintenu au moyen dune purge.

    - Etablir le bilan massique de lunit et la fraction de recyclage minimal quil faut

    purger.

    Exercice 7 : (By-pass)

    De lair 35C et 60% dhumidit est conditionn par refroidissement dune partie

    de lair 10C et mlang avec la partie de lair non refroidi. Lair ainsi obtenu est

    chauff jusqu 25C.

    Pour une quantit dair de 2 m3/h, calculer le dbit dair entrant et le pourcentage du by-

    pass.

    On donne :

    T (C) 5 10 15 20 25 30 35 40 45

    P (mm Hg) 6.51 9.10 12.7 17.4 23.5 31.5 41.8 54.9 71.4

    Exercice 8 :

    Du mthane pur est utilis comme fuel dans un four. Il est compltement brl

    pour donner du dioxyde de carbone et de la vapeur deau. Lair tant lagent de

    combustion, il est utilis dans une proportion dpassant 50% la demande thorique

    pour la combustion.

    Dterminer la masse du gaz produit et sa composition.

    Four

    Fuel

    100% CH4

    Air

    21% O2 79% N2