N°4-Distillation Continue Eau_Ethanol

Manip n°4
T.P. 2ème Année-Janvier 2017
DISTILLATION
CONTINUE

1. Description
Cette colonne est utilisée pour séparer un mélange Eau-éthanol.
Le pilote de distillation continue régulée est entièrement équipé d’appareils ATEX
(« Atmosphères explosives »), c’est pourquoi il se trouve dans une salle spécifique du même
nom. L’installation peut être pilotée en mode manuel ou automatique, soit grâce à son coffret
de régulation, soit par l’intermédiaire du logiciel de supervision « Distillation » installé sur un
ordinateur se trouvant dans la salle de contrôle.
Les éléments principaux du pilote référencés dans le schéma d'ensemble sur la feuille A3 sont
: • un bouilleur de 20 L, chauffé grâce à un échangeur de chaleur en serpentin (aire
d’échange : 0,1 m²). Le fluide caloporteur est la vapeur d’eau fournie par la chaudière
se situant dans le couloir derrière l’installation ;
• une colonne de 80 mm de diamètre composée de 4 plateaux équidistants de 1 m dont
chaque tronçon est rempli d’un garnissage en porcelaine améliorant le contact gaz-
liquide ;
• un condenseur tubulaire ECH2 (aire d’échange : 0,5 m²) ;
• un préchauffeur ECH1 (aire d’échange : 0,12 m²) permettant de fixer la température
du mélange d’alimentation ;
• 3 autres échangeurs (aire d’échange : 0,12 m² chacun) permettant de refroidir le
distillat (ECH3), le résidu (ECH4) et le fluide caloporteur en sortie (ECH5) ;
• une pompe doseuse d’alimentation P1 et une pompe centrifuge P2 fournissant les
débits de reflux et de soutirage ;
• un bac d’alimentation de 150 L gradué tous les 2 L, un bac de résidu et un bac de
distillat de 100 L chacun gradués tous les 5 L. Ces 3 bacs sont pesés par les capteurs
LI1, LI2 et LI3 ;
• quatre débitmètres à flotteur permettant de mesurer les débits d’eau de refroidissement
(FIC4), d’alimentation (FIC1), de reflux (FI2) et de distillat (FI3) ;
• un capteur de pression différentielle (DPIC1) qui permet d’asservir le débit de vapeur
d’eau dans l’échangeur du bouilleur suivant le flux de gaz circulant dans la colonne ;
• 5 vannes pneumatiques contrôlant les débits d’eau de refroidissement (FCV4), du
fluide caloporteur (dPCV1 et TCV8), du distillat (LCV1) et du reflux (RCV1) ;
• un capteur de pression différentielle (LIC1) qui permet d’asservir la pompe P2 afin de
maintenir un niveau de liquide dans le condenseur et ainsi éviter que cette dernière
tourne à vide (niveau minimum de 30%) ;
• des sondes de température permettant de mesurer les températures au niveau du
bouilleur (TI1), des plateaux (TI2, TI3, TI4, TI5), du condensat (TI7), de l’entrée
(TI11) et de la sortie (TI12) de l’eau dans le condenseur, de l’alimentation (TIC8), du
reflux (TI6), du résidu (TI9) et du distillat (TI10) ;
• le thermostat TAH13 ferme la vanne électropneumatique XV13 et arrête toute
l’installation sauf le débit d’eau de refroidissement en cas de température trop élevé
dans le condenseur.

Description des vannes manuelles
L’ouverture des vannes V28, V29, V30, V31 permet le passage de l’eau de
refroidissement dans les différents échangeurs.
Le débit de vapeur d’eau condensée dans le bouilleur se calcule par empotage en
ouvrant la vanne V32.
Les prélèvements de liquide sont possibles:
o le long de la colonne grâce aux vannes V2, V3, V4 et V5, leur ouverture et leur
fermeture s’obtiennent à l’aide des cannes prévues à cet effet ;
o sur l’alimentation, le résidu et le distillat respectivement grâce aux vannes
V16, V10 et V35
Régulation de la colonne
L’installation permet de réguler 6 paramètres de la colonne à garnissage :
• Le débit d’eau de refroidissement FIC4 qui pilote la vanne FCV4.
• Le débit d’alimentation FIC1 qui pilote la pompe P1.
• La température d’alimentation TIC8 qui pilote la vanne TCV8 et contrôle le
débit de vapeur d’eau dans le préchauffeur.
• La perte de charge dans la colonne DPIC1 qui pilote la vanne dPCV1 et
contrôle donc la chauffe dans le bouilleur.
• Le niveau de liquide dans le condenseur LIC1 (niveau minimum 30%) qui
pilote la vanne LCV1 et contrôle le débit de reflux.
• Le taux de reflux RIC1 qui pilote la vanne RCV1 et contrôle le débit de
soutirage (la régulation de LIC1 est prioritaire sur celle de RIC1).

Description du logiciel de supervision
L’interface du logiciel de supervision de la colonne à garnissage est le suivant :
Quant au code des couleurs, les mesures des différents capteurs apparaissent en vert, le jaune
correspond à la consigne donnée pour les régulations en mode automatique, et le rouge
correspond à la commande des régulations en mode manuel. Concernant les appareils, le vert
indique qu’ils sont ouverts ou en fonctionnement et le rouge indique qu’ils sont fermés ou
éteints. Le pourcentage d’ouverture des vannes apparait en rouge.
L’historique des mesures est obtenu en cliquant sur le bouton . L’interface de chaque
régulation s’affiche en cliquant sur son nom, une courbe de tendance s’affiche alors et la
commande ou la sortie du pilotage de la régulation sont modifiables suivant le mode manuel
ou automatique qui est interchangeable grâce au bouton . Il est aussi possible de modifier la
commande des régulations en cliquant sur la valeur concernée dans l’interface générale.