Wout van 't Wel
Cover Image

Les réacteurs chimiques sous flux gazeux par hydrogénation sont souvent utilisés pour des applications de génie des procédés par des laboratoires de recherche et développement des acteurs de la chimie, de la pharmacie ou des sciences de la vie.

Bronkhorst a mis au point une configuration de régulateurs de pression électroniques et de débit massique thermique pour une régulation automatisée de la pression des cuves de réacteurs. Cette solution standard peut être appliquée aux systèmes à faible débit des réacteurs de laboratoires ainsi qu'aux applications industrielles à haut débit telles que les procédés d'hydrogénation dans les industries agro-alimentaires, pharmaceutiques et chimiques, à basse ou (très) haute pression (jusqu'à 400 bar).

La régulation du débit massique combinée à celle de la pression permet une régulation sûre et automatisée de la pression des réacteurs. Cette configuration peut varier légèrement en fonction de l'application et être adaptée aux interfaces de commande analogiques ou numériques. En outre, les instruments utilisés peuvent être du matériel de type laboratoire ou de type industriel, plus robuste, avec un niveau de protection IP65 et, en option, peuvent être certifiés pour l’utilisation en zone 2 ATEX.

Le schéma ci-dessous illustre cette solution originale de Bronkhorst. À l'entrée du réacteur, un régulateur de débit massique (MFC) assure l'alimentation en gaz, tandis qu'un transmetteur de pression électronique (EPT) régule la pression du réacteur. À la sortie du système, il y a une restriction du débit, qui peut être simplement une vanne (à aiguille) ou, comme dans l'illustration, un régulateur de débit massique (MFR) avec un afficheur local. Une valeur de consigne est donnée au transmetteur de pression pour réguler la pression du réacteur. Dans l'illustration, cette régulation est assurée via le port RS232 par un script programmé sur PC. Le contrôleur PID intégré du transmetteur de pression (maître) régule le débit massique (MFC esclave). Pour éviter l’emballement de la réaction d’hydrogénation, quand la pression augmente dans le réacteur, le débit massique d'entrée maximum est toujours bridé par l’échelle du régulateur massique. Ce débit limite de gaz peut être ajusté par le paramètre « facteur esclave » (slave factor).

Configuration débit/pression

Lorsque la pression a atteint la valeur souhaitée, elle y est maintenue de manière constante. Le débit du gaz de réaction est régulé en fonction de débit consommé par la réaction. De plus, une fonction de régulation par batch (dosage) permet également de limiter la quantité totale de gaz de réaction délivrée dans le système. Une fois cette quantité totale atteinte, l’injection du gaz est arrêtée indépendamment de la pression.

En savoir plus sur les régulateurs de pression