Les colonnes de distillation

colonnes de distillation

Le principe de la colonne de distillation

Les colonnes de distillation aussi appelées colonnes de rectification sont des éléments de l’alambic. Ce dernier est un appareil industriel qui se compose de plusieurs parties et dont le but est de séparer un mélange, en premier lieu, par chauffage puis, en second lieu, par refroidissement. C’est ce procédé que l’on nomme la distillation.

Il existe des colonnes de divers types et faites de diverses matières s’adaptant ainsi à différents besoins industriels.

Le rôle de la colonne de distillation est donc de permettre des échanges de matière mais aussi des échanges d’énergie entre la phase gazeuse et la phase liquide.

De plus, les colonnes sont dotées de ce que l’on appelle des internes qui seront placés dans une colonne verticale pour assurer un contact intime entre le gaz et le liquide de manière à approcher au mieux un équilibre de composition.

Les différents types d’internes de colonnes :

 

D’une part, il existe la technologie à plateaux que l’on utilise notamment pour traiter des débits importants et pour distiller à plus grande échelle.

La colonne à plateaux va alors permettre de réaliser au plus proche un état d’équilibre entre une phase gazeuse et une phase liquide.

Cette technologie est aussi bien utilisée en distillation qu’en absorption.

D’autre part, il existe les colonnes dites « garnies ». Le garnissage peut être qualifié de structuré ou bien de vrac, ce procédé est notamment utilisé en chimie car il permet d’augmenter la surface d’échange entre une phase gazeuse et liquide.

         Le garnissage structuré va permettre d’atteindre des surfaces d’échange assez élevées, il s’agit d’un équipement métallique constitué de plusieurs couches de tricot ondulé au profil généralement circulaire ou bien rectangulaire.

         Le garnissage vrac, quant à lui, est un volume rempli de plusieurs « anneaux » métalliques dont la taille varie en fonction de la colonne.

Caractéristiques techniques des colonnes de distillation

Les colonnes peuvent être réalisées à partir de divers matériaux comme de l’acier inoxydable et du Duplex.

Le dimensionnement des colonnes de distillation est souvent fait sur mesure, ces équipements peuvent ainsi facilement mesurer jusqu’à 40 mètres de long et avoir un diamètre de 6 mètres.

La fabrication des colonnes de distillation :

Le processus de fabrication des colonnes commence d’abord par des étapes de dimensionnement chimique puis physique.

Le dimensionnement chimique est une étape théorique lors de laquelle des experts ont pour objectif de déterminer précisément l’ensemble des éléments qui composeront la colonne.

Le dimensionnement physique quant à lui est une étape qui consiste à faire des choix technologiques concernant l’appareil. Par exemple : le type de colonnes (à plateaux ou bien avec garnissage), les alimentations, les distributeurs … etc.

De plus, c’est aussi lors de cette étape que le diamètre de la colonne est déterminé.

Par la suite, une fois les plans de construction réalisés, la colonne est envoyée en fabrication.

Les avantages et les inconvénients

Les colonnes de distillation permettent une séparation optimale d’un ou de plusieurs composants. De plus, ce sont des équipements avec une flexibilité de débits, un faible risque d’encrassement mais aussi un coefficient de transfert de masse élevé.

Aussi, une colonne de distillation est un procédé industriel facile à utiliser.

Cependant les colonnes de distillation sont des équipements qui peuvent être très encombrants, il est donc primordial de penser à la place de ce type d’appareil au sein de l’unité de production.

Les domaines d’application

Une colonne de distillation est un appareil industriel en inox que l’on peut retrouver dans divers domaines d’activité.

En effet, elles peuvent être utilisées dans le secteur de la chimie et de la chimie fine, pour l’extraction, pour la fabrication d’engrais ou encore pour la séparation des masses.