Le problème
Nous cherchons à dimensionner une telle colonne, sachant :
Dans un premier temps, nous choisirons arbitrairement un taux de reflux[3] \[{r}_{f}\] (nous verrons par la suite comment le choisir de façon raisonnée).
La colonne est supposée isobare : cela revient à négliger la perte de charge[5] entre plateaux.
Tous les plateaux interne de la colonne sont supposé adiabatiques.
L'objectif est de déterminer :
le nombre de plateaux nécessaire à cette séparation
la consommation énergétique de cette colonne
une estimation (grossière) de l'investissement et du coût global de la séparation
Pour nous fixer les idées, nous travaillerons sur l'exemple suivant :
Nous cherchons à distiller un mélange de méthanol (40% en fraction molaire[6]) et d'eau (60%), de façon à obtenir au distillat[1] du méthanol pur à 98%. On souhaite que le résidu[2] ne contienne pas plus de 3% de méthanol (en fraction molaire[6]). Nous prendrons pour commencer un taux de reflux[3] de 1,5.
La colonne fonctionne à pression atmosphérique.
La charge est un liquide saturé (juste à sa température de bulle).