Génie des procédés chimiques
À la différence du génie des procédés mécaniques ou thermiques, la modification des propriétés ou de la composition de la matière n’est pas au premier plan en génie des procédés chimiques. L’objet principal du génie des procédés chimiques est de produire, au moyen de réactions chimiques, un nouveau type de matière.
L’énergie requise pour l’activation de la réaction chimique peut être fournie par la chaleur. L’ajustage d’une plage de température souhaitée se fait au moyen d’un chauffage ou d’un refroidissement. Dans cette plage de température, la réaction se déroule de manière optimale, et toute réaction annexe indésirable est évitée.
Appareil de base pour étudier et comparer différents réacteurs à l'aide d'une réaction de saponification
Contenu didactique/essais
- en association avec un réacteur (CE 310.01 – CE 310.06):
- se familiariser avec la construction et le principe de fonctionnement de différents types de réacteurs
- conversion de la matière en fonction du type de réacteur
- conversion de la matière en fonction du temps de séjour dans le réacteur
- conversion de la matière en fonction de la température
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Récipient pour une réaction continue ou par charge avec agitateur, échangeur de chaleur et trop-plein
Contenu didactique/essais
- bases d’une réaction de saponification
- conversion en fonction
- du temps de séjour (dans le réacteur)
- de la température
- de la concentration
Serpentin servant de tube de réaction dans un bain-marie pour une réaction continue
Contenu didactique/essais
- bases d’une réaction de saponification
- conversion en fonction
- du temps de séjour (dans le réacteur)
- de la température
- de la concentration
Mise en série de trois réacteurs de bac agitateur et d'une portion d'écoulement tubulaire
Contenu didactique/essais
- bases d’une réaction de saponification
- conversion dans chaque réacteur en fonction
- du temps de séjour (dans le réacteur)
- de la température
- de la concentration
Vase Dewar avec agitateur et échangeur de chaleur pour la réaction de saponification isotherme
Contenu didactique/essais
- bases d’une réaction de saponification
- détermination des constantes de vitesse de réaction
- détermination de la dépendance à la température des constantes de vitesse de réaction
- conversion en fonction
- du temps de séjour (dans le réacteur)
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- du temps de séjour (dans le réacteur)
Réacteur à écoulement tubulaire en fonctionnement continu; lit fixe constitué de billes en verre
Contenu didactique/essais
- bases de la réaction de saponification
- fonctionnement continu
- détermination de la conversion en fonction des éléments suivants
- temps de séjour
- température
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Réacteur à écoulement tubulaire en fonctionnement continu
Contenu didactique/essais
- bases de la réaction de saponification
- fonctionnement continu
- détermination de la conversion en fonction des éléments suivants
- temps de séjour
- température
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Démonstration de l'influence de la température et du temps de réaction sur la réaction de saponification alcaline
Contenu didactique/essais
- principes de base d’une réaction de saponification
- conversion
- en fonction du temps de séjour
- en fonction de la température
- en fonction de l’ordre de réaction
De nombreuses réactions se déroulent trop lentement à température ambiante pour pouvoir être exploitées techniquement, parce que leurs énergies d’activation sont très élevées. Les catalyseurs permettent de réduire l’énergie d’activation et donc d’accélérer la réaction chimique. C’est ainsi que l’exploitation de certaines réactions est rendue possible et que le niveau d’énergie requis pour la production est réduit.
Étude des réactions catalytiques
Contenu didactique/essais
- bases de la catalyse chimique
- * dépendance de la réaction de
- masse du catalyseur
- température
- utilisation d’un appareil d’analyse photométrique
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Transestérification chimique d'huiles végétales, commande de l’installation via l’API
Contenu didactique/essais
- production de biodiesel à partir d’huile végétale
- influence du temps de séjour
- influence de la température
- transestérification chimique
- séparation de phase dans le champ de gravité
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Appareil professionnel d'analyse pour CE 380: détection de glucose
Contenu didactique/essais
- manipulation de l’analyse par injection en flux continu
- détermination de la concentration
- calcul du rendement avec CE 380
Lors de l’activation photochimique, l’énergie d’activation qui rend possible ou qui permet d’accélérer la réaction est fournie par un rayonnement électromagnétique.
Les atomes ou les molécules absorbent le rayonnement et atteignent ainsi un état activé plus riche.
Oxydation des matières organiques avec de l'eau oxygénée et de la lumière UV
Contenu didactique/essais
- apprentissage de l’oxydation avec l’eau oxygénée et la lumière UV
- enregistrement des courbes de dégradation pour l’étude surveillance de la cinétique des réactions
- influence de la quantité d’eau oxygénée sur le procédé
L’électrolyse est un processus électrochimique qui utilise le courant électrique pour forcer une réaction chimique non spontanée, souvent dans le but de décomposer des composés (par exemple, l’eau en hydrogène et en oxygène) ou d’extraire des éléments.
Circuit de l'hydrogène: production d'hydrogène par électrolyse PEM et production d'énergie électrique au moyen d'une pile à combustible PEM
Contenu didactique/essais
- circuit H2: conversion de l’énergie électrique en énergie chimique (hydrogène) et de nouveau en énergie électrique
- production de H2 au moyen d’un électrolyseur PEM
- production d’énergie électrique au moyen d’une pile à combustible PEM pour consommation directe de H2
- relations entre les paramètres de fonctionnement de l’électrolyseur
- calcul des paramètres pertinents
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Électrolyse AEM pour la production d'hydrogène par conversion de l'énergie électrique en énergie chimique; en option, en combinaison avec le système énergétique pour l'électricité solaire et éolienne ET 255
Contenu didactique/essais
- conversion de l’énergie électrique en énergie chimique
- fonction et structure d’un système d’électrolyse pour la génération de H2
- relations entre les paramètres de fonctionnement de l’électrolyseur
- influences sur la puissance des électrolyseurs
- enregistrement et visualisation de toutes les caractéristiques pertinentes
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Processus industriel: electrolyse PEM pour la production d'hydrogène avec logiciel GUNT pour la surveillance et la commande de l'installation
Contenu didactique/essais
- conversion de l’énergie électrique en énergie chimique (hydrogène) à l’échelle industrielle
- fonction et structure d’un système d’électrolyse avec des éléments typiques
- production de H2 au moyen d’un électrolyseur PEM
- relations entre les paramètres de fonctionnement de l’électrolyseur
- influences sur la puissance des électrolyseurs
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