Ecole National Polytechnique Alger
GENV
Série TD N°1 extraction liquide-liquide
Exercice 1
L’extraction d’un acide d’une solution aqueuse de 800 kg à 50% en masse est réalisée par
1000kg d’éther. Après séparation des phases à l’équilibre, les analyses donnent les résultats
suivants :
-
Phase aqueuse avec une fraction massique en acide x 1=0,32 ;
Phase organique avec une fraction massique en acide y1=0,17 ;
En faisant un bilan de matière :
1- Déterminer la masse de chaque phase ?
2- Quelle est la quantité d’acide récupérée dans la phase organique ?
Problème 2 (extraction à courant-croisé)
1000 Kg d’une solution d’acide acétique (A) à 35 % dans l’eau (B) doit être extraite 2 fois avec
de l’ether isopropylique (S) à 20 °C. On utilise pour cela 420 Kg de ce solvant pour chaque
extraction.
Déterminer la concentration en acide acétique et les quantités des différents flux après chaque
extraction si les compositions des phases en équilibre sont données par le tableau suivant
Calculer le rendement de l’extraction dans ce cas.
Equilibre eau - acide acétique - éther isopropylique Données expérimentales en titres
massiques (%)
Phase aqueuse
Phase organique
% acide
% eau
% éther
% acide
% eau
% éther
6,4
91,7
1,9
1,9
1
97,1
13,3
84,4
2, 3
4,8
1,9
93,3
25,5
71,1
3,4
11,4
3,9
84,7
36,7
58,9
4,4
21,6
6,9
71,5
44,3
45,6
10,6
31,1
10,8
58,1
46,4
37,1
16,5
36,2
15,1
48,7
Cordes d’équilibre
XE
XR
6,1
16,1
9,4
21,9
16,7
33,7
30
42
Problème 2
1- Cas de l'extraction liquide-liquide continue à contre courant
39
46,3
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On souhaite réduire la fraction massique de la nicotine (A) diluée dans l'eau (B) de x'0 = 0,01 à
x' 0= 0,001. Nous nous proposons d'évaluer le nombre de plateaux théoriques nécessaires
lorsque les débits sont respectivement pour la solution aqueuse de nicotine A'= 1000 kg/h et
pour le solvant (le kérosène pur (S)) S = 1200 kg/h.
Nous admettrons que dans la gamme de concentration considérée, les solutions ont un
comportement idéal, et que le diluant (l'eau) et le solvant (le kérosène) sont totalement non
miscibles.
a) Calculer le débit de l'eau de l'alimentation B= [kg d'eau/h] et le débit de nicotine de
l'alimentation A = [kg nicotine/h].
b) Calculer le débit de nicotine transféré dans la phase organique Φ = [kg nicotine/h].
c) Calculer la pente de la droite opératoire: rapport des débits d'eau de l'alimentation (B) et de
kérosène pur (S).
d) Exprimer la pente de la droite opératoire à l'aide des concentrations X o, Xn, Yn+1, y1, et
conclure sur la valeur de y1,
e) Tracer la droite opératoire et déterminer le nombre de plateaux théoriques nécessaires à cette
extraction à contre courant.
-Considérons maintenant que la colonne présente un nombre de plateaux théoriques infini
a) Quelle valeur prend alors le débit S de kérosène pur (kg/h) pour la même réduction de teneur
en nicotine, de 1 % à 1°/°°, dans la phase aqueuse dont le débit d'eau B est identique au cas
précédent soit 990 kg d'eau/h.
Données : Titre de l'équilibre de la nicotine dans l'eau et le kérosène
x : masse de nicotine (kg)/masse d'eau (kg)
y : masse de nicotine (kg)/masse de kérosène (kg)
X
Y
0
0
0,001011
0,000807
0,00246
0,001961
0,00502
0,00456
0,00751
0,00686
0,00998
0,00913
0,0204
0,01870