Exemple de procédé chimique complexe

Question 1

Décrire le fonctionnement de chacune des 3 unités formant le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 1

Unité 1:
Élément principal : chambre de combustion et reformeur (catalyseur nickel):
Produire du CO et du H2 grâce à la combustion du CH4 dans le réacteur; CO2=MAL

Unité 2: Se débarrasser de l’eau (sécher) en refroidissant le courant et condenser l’eau
pour avoir moins de gaz à compresser

Unité 3:
-Réaction chimique pour obtenir le méthanol
-boucle de recirculation pour récupérer les gaz (CO2,H2) et obtenir un distillat comme produit
-Transformer le CO et CO2 comprimé grâce à un réacteur catalytique
-Séparer le méthanol obtenu grâce à de la condensation, et de la distillation

Question 2

Expliquer le rôle du reformeur et de ses tubes parallèles dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 2

Reformeur:
-Transformer le gaz naturel (CH4) et la vapeur d’eau en CO + H2 grâce à la chaleur fournit par les réactions de la chambre de combustion.


Tubes parallèles du reformeur :Plusieurs petits tubes au lieu de quelques gros afin
d’augmenter la surface de contact entre la chambre de combustion et ainsi favoriser le transfert de chaleur.

Question 3

Expliquer le rôle des échangeurs de chaleur dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 3

Échangeurs de chaleur :
-Récupérer l’énergie dégagée par la combustion
-Produire de la vapeur d’eau
-Réchauffer les réactifs avant qu’ils entrent dans le réacteur
-Produire de la vapeur d’eau surchauffée pour qu’elle ne se condense pas dans les conduites.
-Produire vapeur d’eau
-Refroidir le courant de l’unité 1 avant qu’il rentre dans l’unité 2

Question 4

Expliquer le rôle de la cheminée de chaleur dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 4

Cheminée: gaz à haute Température pour éviter mauvaise évacuation de la chambre de combustion
(H20, CO2, CO, H2)

Question 5

Expliquer le rôle de l’aérorefroidisseur chaleur dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 5

Aérorefroidisseur: refroidir le courant afin de condenser l’eau

Question 6

Expliquer le rôle du séparateur chaleur dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 6

Séparateur: évacuer l’eau condensée

Purge: évacuer le CH4, Co, CO2, H2, méthanol pour éviter l’accumulation qui cause une augmentation de la pression

Question 7

Expliquer le rôle du compresseur chaleur dans le procédé de synthèse du méthanol par reformage à la vapeur.

Answer 7

Compresseur: Finaliser la condensation de l’eau

Question 8

Dans l’unité 3, pourquoi on sépare le courant en deux (sortant du MSR)?

Answer 8

Pour mieux refroidir et récupérer la chaleur du courant de sortie pour préchauffer le courant alimenté
On préchauffe l’alim avec le courant de sortie

Question 9

Expliquer le principe de fonctionnement du reformeur et du MSR.

Answer 9

Reformeur : utilise une basse pression par le principe de Le chatelier pour favoriser la formation du CO. utilise beaucoup de petits tubes pour favoriser la surface de contact avec la source de chaleur. Il utilise un chauffage par la combustion dans la chambre à combustion car la réaction est endothermique.

Réacteur MSR: Séparé en plusieurs étages, 2 courants principaux d’alimentation,
Utilise une forte pression et température pour favoriser la réaction directe de la formation du méthanol (le chatelier)
On fait entrer les réactifs par le côté, réactions exothermiques
Pourquoi courant de pertes volatiles dans le courant? Car les gaz sont dissous dans le méthanol, la vanne s’ouvre, la pression chute et ils s’échappent