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Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié

Benaissa, Wassila (2006) Développement d'une méthodologie pour la conduite en sécurité d'un réacteur continu intensifié. (Development of a safety methodology for the operation of an exothermic reaction in a continuous intensified reactor.)

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Résumé

L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'étude de sécurité pour la mise en oeuvre d'une réaction exothermique dans un réacteur continu intensifié. Elle est établie sur un cas modèle : la transposition de l'estérification de l'anhydride propionique par le butanol dans un nouveau concept de réacteur/échangeur. La démarche se décline en trois étapes. La première passe par l'acquisition de données calorimétriques permettant de caractériser la dangerosité des composés et de la réaction et inclut la validation d'un modèle cinétique. La deuxième phase comprend la détermination de conditions opératoires pour un fonctionnement sûr en marche normale à l'aide d'un modèle de simulation et la réalisation d'expériences. La dernière partie concerne l'évaluation du caractère intrinsèquement plus sûr du réacteur en marche dégradée (arrêt des fluides) lié à l'inertie thermique de l'appareil. Le simulateur dynamique est utilisé pour prédire l'évolution des températures en cas de dérive. ABSTRACT : The aim of this study is to develop a methodology in order to carry out safely an exothermic reaction in an intensified continuous reactor. It is established on a case study: the transposition of the esterification between propionic anhydride and 2-butanol in a new prototype of heatexchanger/reactor. The approach is divided in three steps. In a first part, experimental data obtained by calorimetry allow to determine the potential hazard of the compounds as well as the reaction and a kinetic model is validated. In a second stage a dedicated software model is used to calculate optimal operating conditions for safe control. Experiments are then achieved to test these conditions. In the last step, the inherently safer behaviour of the reactor is evaluated in the case of probable malfunctions (fluids shutdown) due to the thermal inertia of the apparatus. Finally, the evolution of the temperature profiles is obtained by dynamic simulation.

Département ou laboratoire:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Gabas, Nadine et Cabassud, Michel
Mots-clés:Sécurité des procédés - Intensification - Réacteur/échangeur - Emballement thermique - Calorimétrie - HAZOP - Estérification - Simulation dynamique. KEYWORDS : Process safety - Intensification - Heat-exchanger/reactor - Thermal runaway - Calorimetry - HAZOP - Esterification - Dynamic simulation.
Sujets:Hydraulique > Dynamique des fluides
Génie chimique > Génie de la réaction et des réacteurs
Génie des procédés > Génie des procédés et environnement
Déposé le:04 Février 2008

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