Détermination de l’état de micromélange dans un réacteur autoagité en phase gazeuse à des temps de passage de l’ordre de la seconde

(Laboratoire des Sciences du Génie Chimique, CNRS-ENSIC, 1, rue Grandville, 54042 Nancy Cedex), France.

Résumé

L'état de micromélange d’un fluide réactionnel influe sur la conversion ou la sélectivité des réactions d’ordre différent de un dans les réacteurs d’un type autre que fermé ou piston.

L’importance des effets de micromélange résulte d’une compétition entre convection dans le réacteur, réaction chimique et diffusion dans les agrégats microscopiques de fluide.

Dans un réacteur autoagité en phase gazeuse où les temps de passage sont d’ordre de la seconde, la réaction homogène catalytique de déshydrogénation de l’isobutane par l’iode et l’oxygène se prête bien à la détermination expérimentale de l’état de micromélange.

Les résultats indiquent que ce réacteur travaille dans des conditions fort proches du micromélange parfait.

Abstract

The extent or the selectivity of chemical reactions with order different from one, which occur in reactors different from the batch or the plug flow reactor depend on the micromixing state of the reacting fluid.

The importance of micromixing effects is related to the relative orders of magnitude of the mean residence time, the diffusion time in the microaggregates and the reaction time within the fluid.

The purpose of the present study is to determine the micromixing state of the gas phase in a continuous jet-stirred reactor, by means of the homogeneous catalytic dehydrogenation of isobutane by iodine in presence of oxygen.

The reaction parameters have been adjusted to achieve the using up of oxygen. Under these conditions, the conversion of isobutane becomes very sensitive to micromixing effects and the microscopic structure of the gas which lies between the extreme slates of complete segregation and maximum mixedness, can be evaluated.

Our experimental results demonstrate that this reactor works in the maximum mixedness state.

Correlations from the litterature confirm these experimental results.