CDD 12 mois : CI2D (Conception d`Internes Innovants

CDD en génie des procédés et mécanique des fluides
Contrat : CDD 18 mois à partir de Septembre 2016
Lieu : Laboratoire de Génie Chimique TOULOUSE
Encadrement : M. Rouzineau
Profil : Ingénieur ou docteur en génie des procédés et/ou mécanique des fluides.
Compétences : Mécanique des fluides. Modélisation et simulation. Approche
expérimentale. Génie des procédés.
Projet : CI2D (Conception d’Internes Innovants en Distillation)
Le sujet est relatif au génie chimique et en particulier aux procédés de séparation. Le projet
CI2D, soutenu par l’ADEME et associant le LGC (UMR 5503), la société ARKEMA, et la
société Labbe, concerne la réduction de la consommation énergétique de la distillation qui
est le procédé de séparation le plus énergivore des industries de transformation de la
matière. L’objectif principal de ce projet est de démontrer la réalité d’une réduction de 15 %
de la consommation énergétique grâce à des internes de colonne innovant par rapport à des
internes classiques. Afin d’atteindre cet objectif ambitieux, deux pistes vont être évaluées. La
première concerne la mise en œuvre d’une structure innovante basée sur le principe
d’assemblage de tube, la seconde est basée sur une technologie de structure filaire 3D.
Le présent contrat doit permettre de réaliser les études suivantes:
- Etude de l’écoulement film sur un fil tissé : approche hydrodynamique locale et
calculs de simulation numérique des écoulements (CFD)
Les principaux paramètres influençant le transfert de masse gaz-liquide sont
encore largement mal connu. Dans le cas de l’interne à base de fil, la compréhension
et la maitrise de l’écoulement film sur un fil tissé devra être améliorées. Dans un
premier temps en faisant un état de l’art des études des écoulements sur un fil ou
une fibre verticale ou incliné. En effet, les instabilités de films minces en écoulement
ont suscité de nombreuses études théoriques et expérimentales, en raison
notamment de leurs applications industrielles, qu’elles y soient désirables ou pas,
mais aussi pour leur intérêt fondamental. Dans un second temps, en fonction de l’état
de l’art, une étude hydrodynamique locale pourra être réalisée sur un pilote de
conception simple et des moyens optiques à définir. Dans un dernier temps, des
calculs de simulation numérique des écoulements via des outils de CFD en
écoulement monophasique complèteront l’étude.

- Conception et fabrication des internes
Un cahier des charges permettra de définir les propriétés d’usage du nouvel
interne à base de fils tissés comme contacteur gaz/liquide. Ces propriétés seront
établies à partir de contraintes liées aux mélanges industriels réels (débits,
engorgement, encrassement, etc..). Ce cahier des charges précisera notamment une
fourchette du taux de vide (exprimé en %) et de la surface géométrique (exprimée en
m2/m3). Des dessins en 3D de différentes configurations seront réalisés à l’aide de
logiciel commerciaux comme Cathia , Inventor, etc…, ou autres outils graphiques de
CAO 3D. Deux configurations seront retenues et seront fabriqués. S’agissant de
prototype et non de production industrielle, les outils de réalisation pourront être les
outils de tissage de fils ou encore les imprimantes 3D à fusion laser.
- Caractérisation des performances en termes de capacité et d’efficacité sur des
mélanges Standards
L’objectif de cette tâche est de réaliser les mesures de performance en
termes d’hydrodynamique (capacité) et de transfert de matière (efficacité) sur
les deux prototypes d’interne développés. Les performances
hydrodynamiques seront caractérisées par le tracé expérimental des pertes de
charge en écoulement gaz liquide à contre-courant, et les performances de
transfert par l’évaluation de la HEPT (Hauteur Equivalente à un plateau
Théorique). Ces performances seront comparées aux garnissages standards.
Les équipements expérimentaux utilisés sont existants au LGC.
Contact : [e-mail]