optimisation et demensionnement d'un procede de separation du biothanol( colonne de distillation )

Abstract

La production de biocarburant est en plein essor notamment les carburants dits de deuxième génération. Il convient cependant de s’assurer que la fabrication de ce biocarburant nécessite un minimum de dépenses énergétiques et respecte l’environnement. Nous allons nous intéresser à la conception du procédé de séparation du bioéthanol. Des programmes de calcul permettent l’optimisation d’une partie du procédé, en tenant compte des dépenses énergétiques, des coûts d’investissement, de maintenance et des contraintes environnementales. Le procédé étudié doit fabriquer 100000 tonnes de bioéthanol par an. Nous allons nous intéresser ici à l’optimisation économique de la colonne de distillation. Le but est de dimensionner la colonne (hauteur, diamètre, nombre d’étages), après avoir tirer la fonction d’équilibre d’une étude thermodynamique, permettant de faire concentrer une solution eau+éthanol contenant 3% en mole d’éthanol pour obtenir une solution à 84% en mole d’éthanol, tout en minimisant les coûts annuels. On tiendra compte non seulement des dépenses énergétiques mais aussi des émissions de CO2 issues de ces dépenses, selon les quotas européens actuels et le coût de la tonne de CO2 émis. Enfin, un programme de calcul en Matlab a été développé pour étudier la distillation discontinue pour ce même mélange à fin de tracer la variation des fractions molaires en fonction du temps.