ETUDE THERMODYNAMIQUE DES AMINES ET DE LEURS MELANGES : MESURE ET MODELISATION.

Abstract

Les équilibres liquide–vapeur de nombreuses classes de systèmes binaires ou à plusieurs constituants de non-électrolytes sont particulièrement importants, en raison de leur intérêt pratique considérable. Les procédés basés sur des opérations de distillation sont couramment utilisés pour la séparation d’un grand nombre des mélanges liquides. Pour cette raison, la pression de vapeur à une température donnée d’un corps pur ou d’un mélange de deux ou plusieurs constituants est une quantité thermodynamique fondamentale, il est nécessaire de connaître dans une large gamme de composition pour tout type de séparation, de purification ou d’extraction. Le présent travail constitue une contribution à un programme de recherche sur les équilibres liquide–vapeur relatifs aux mélanges binaires contenant les amines. Ce programme a été développé dans le cadre d’un projet de coopération Tassili/CMEP entre notre groupe de recherche (Laboratoire de Thermodynamique Appliquée et Modélisation Moléculaire, LATA2M) et celui du Laboratoire des Sciences Analytiques de l’Université Claude Bernard – Lyon 1 (France) Parmi les méthodes développées pour l'étude des équilibres liquide-vapeur des corps purs ou des mélanges à deux ou plusieurs constituants, présentant en général, une seule phase liquide, nous avons utilisé, dans ce travail, la méthode statique qui permet la détermination très rapide et précise des donnés suivantes : la pression (P), la température (T) et la fraction molaire de la phase liquide (x) d’équilibre liquide-vapeur dans laquelle la phase liquide étudiée est soigneusement dégazée et placée dans une enceinte préalablement vidée d'air et maintenue à une température constante. Lorsque l'équilibre thermodynamique est atteint, la pression de vapeur est mesurée à l'aide de capteur. Dans un premier temps, nous avons déterminé expérimentalement les équilibres liquide–vapeur de huit systèmes binaires, à savoir : Les mesures (T-P-x) ont été effectuées à l’aide de deux appareils statiques originaux à différentes températures. Les pressions de vapeur expérimentales des corps purs et des mélanges ont été ajustées par la méthode des moindres carrés itérative à l’aide de l’équation d’Antoine. La méthode de Barker a été utilisée pour déterminer les propriétés d’excès et les coefficients d’activité des constituants. Les données expérimentales obtenues ont été utilisées pour estimer les paramètres d’interaction des modèles Wilson, NRTL, UNIQUAC et UNIFAC. C’est ainsi que nous avons pu montrer que les méthodes (NRTL et UNIQUAC) permettent de représenter correctement les diagrammes P-x(y) pour les systèmes binaires cités précédemment. Rappelons que les modèles utilisés sont particulièrement utiles, dans le domaine industriel, pour l’estimation des équilibres liquide-vapeur des mélanges à plusieurs constituants. Par contre, pour le modèles UNIFAC, les données (P-x-y) n’ont pu être reproduites avec précision pour certaines systèmes. Cela pouvant être du à la qualité des paramètres utilisés. Ce travail présente un intérêt pratique puisqu’il permet de palier au manque de données d’équilibres liquide-vapeur de ces classes de composés, et un intérêt fondamental pour la corrélation des données expérimentales en utilisant divers modèles. Abstract This work is a contribution to a research program on the vapor-liquid equilibria related to binary mixtures containing amines. The measures ( T,P,x ) were performed using two original static devices at different temperatures . The experimental vapor pressures of pure substances and mixtures have been adjusted by the iterative least squares method using the Antoine equation. The Barker method was used to determine the properties and the excess of the activity coefficients of the constituents. The experimental data obtained were used to estimate the interaction parameters using Wilson , NRTL , UNIQUAC models. This work presents a practical interest because it allows the bearing to the lack of vapor-liquid equilibria of these classes of compounds and a fundamental interest for the correlation of experimental data using various data models.