Influence de la position de la charge
La méthode de Mc Cabe et Thiele fournit directement le nombre d'étages et la position de l'étage d'alimentation, en fonction des spécifications de séparation et du taux de reflux[1]. Mais lorsqu'on veut utiliser une colonne existante, même si elle dispose d'un nombre d'étages supérieur à ce qui est nécessaire, il n'est pas toujours aisé de modifier la position de l'alimentation.
Supposons par exemple que la distillation que nous venons de calculer à l'exercice Reflux optimal[4] (\(r_f=0,9\), 16 étages et alimentation au 12ième doive être réalisée dans une colonne existante qui compte 18 étages et est alimentée au 16ième, en gardant le taux de reflux[1] de 0,9. Ce calcul ne peut pas être réalisé avec notre programme, mais il est facile de faire la construction de Mc Cabe et Thiele en traçant successivement :
15 "marches d'escalier" entre la courbe d'équilibre et la droite opératoire de rectification, correspondant aux 15 étages de séparation dans la section de rectification (le condenseur total, qui est le 1ier étage, ne réalise pas de séparation) ;
puis 2 marches entre la courbe d'équilibre et la droite opératoire d'épuisement, correspondant aux deux étages de la section d'épuisement.
ce qui conduit au schéma suivant :
En faisant cette construction, on trouve que la composition du résidu[6] quittant le pied de colonne a une fraction molaire[7] en méthanol de 0,035, qui ne respecte pas les spécifications de séparation (\(x_A^{(b)} \leq 0,03\)), alors même que notre colonne a plus d'étages que ce qui serait nécessaire. Cette mauvaise performance est clairement liée à la position du plateau d'alimentation : en alimentant au 16ième plutôt qu'au 12ième plateau, on accumule des étages qui font peu de séparation dans la zone de rectification (marches de très faible hauteur dans le "pincement" entre la courbe d'équilibre et la droite opératoire de rectification). Pour respecter les spécifications de séparation avec une telle colonne, il faudra encore augmenter le taux de reflux[1].