Chargement de produits dans un réservoir partiellement rempli (produits miscibles)

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Ce modèle est assez similaire au modèle de chargement standard mais il nécessite quelques calculs complémentaires.

Lorsqu'un mélange est chargé dans un réservoir contenant des produits provenant d'une précédente opération (de chargement ou de fabrication), la composition du mélange liquide présent dans le réservoir va alors évoluer dynamiquement durant l'opération de chargement. La composition d'équilibre de la phase vapeur va aussi évoluer en regard de la composition liquide.

Le modèle proposé permet donc de calculer l'évolution de la composition de la phase vapeur au cours de l'opération de chargement.

Pour cela, le degré de dilution du flux de mélange entrant ainsi que celui du mélange initialement présent sont calculés. La composition moyenne du mélange résultant de l'opération de chargement peut alors être déterminée à partir des compositions initiales de chaque mélange liquide (initialement présent et ajouté) en tenant compte de ces degrés de dilution.

Le modèle développé permet deux modes de chargement de produit :

  • par le dessous (dans le produit déjà présent),
  • par le dessus (au dessus de la surface du produit déjà présent).

Lorsque l'opération de chargement est réalisée par le dessous, le flux de liquide entrant ne se trouve en contact avec le ciel gazeux qu'au fur et à mesure de son mélange avec le produit initialement présent. Dans ce cas, seule la composition moyenne du mélange qui existe au cours de l'opération de chargement est utilisée pour calculer la composition moyenne de la phase vapeur.

Par contre, si le chargement est réalisé par le dessus, le flux de liquide entrant se trouve directement en contact avec le ciel gazeux présent dans le réservoir (et ce tout au long de l'ajout). La pression de vapeur du flux de liquide entrant doit alors être considérée comme une source indépendante de vapeur s'ajoutant à la composition moyenne du mélange.

Pour l'application du modèle, il est considéré que les températures des produits initialement présents et ajoutés n'évoluent pas lors du chargement. Le calcul des pressions de vapeur pour chacun des produits est réalisé à leurs températures initiales.

Exemple de calculs:

1000 kg d'acétone à 20°C sont chargés dans un réservoir (équipé d'une mise à l'air directe à l'atmosphère - la pression du système est de 760 mmHg) qui contient un mélange initial de 2000 kg d'heptane et de toluène.

Le mélange initial est à 20°C et les fractions massiques liquides d'heptane et de toluène sont respectivement de 40% et 60%.

Le chargement est réalisé sous la surface du mélange initial.

Pour cette opération de chargement, les pertes calculées sont les suivantes :

  • Acétone : 0,978 kg
  • Heptane : 0,065 kg
  • Toluène : 0,06 kg

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