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Calorimètre de réaction SIMULAR

Calorimètre de réaction pour le développement de procédés

Le Simular est un calorimètre de réaction qui est utilisé dans le cadre du développement de procédés pour étudier les propriétés thermiques d’une réaction chimique dans les conditions de fonctionnement proposées. Le Simular permet d’optimiser les conditions du procédé pour un rendement maximal du produit et des risques minimaux pour la sécurité, sur la base des informations thermodynamiques et cinétiques dérivées de la réaction.

Le Simular permet de déterminer la capacité de refroidissement de l’installation nécessaire pour maintenir une réaction isotherme (Tp), et de calculer la température maximale que la réaction principale atteindra en cas d’emballement thermique. Le paramètre connu sous le nom de température maximale de la réaction de synthèse (MTSR) est une valeur critique pour déterminer si la capacité de refroidissement de secours d’une usine est capable de faire face à une augmentation de la température. Le Simular peut être utilisé pour déterminer des conditions de réaction plus sûres.

Le Simular prend en charge à la fois la méthode classique de calorimétrie du flux thermique et la méthode de calorimétrie de compensation de la puissance, plus rapide, plus efficace et sans étalonnage, ce qui permet de sélectionner la méthode la plus appropriée pour le scénario qui nous intéresse.

Propriétés thermiques de la réaction souhaitée (1)

Le Simular mesure l’énergie dégagée par la réaction. Cela vous permet ensuite de calculer la capacité de refroidissement de l’installation nécessaire pour maintenir la réaction isotherme (Tp).

Emballement thermique de la réaction (2)

En cas de défaillance de l’installation, il est essentiel de comprendre la température maximale que la réaction principale atteindra lors de tout emballement thermique ultérieur.

Le Simular permet de calculer la température maximale de la réaction de synthèse (MTSR) à partir des données de la réaction. Plusieurs conditions de réaction peuvent également être examinées pour aider à comprendre la cinétique de la réaction. À partir de là, il est possible d’évaluer si le temps et la capacité de refroidissement d’urgence seront suffisants pour faire face à l’augmentation de la température.

Minimiser le risque

Les évaluations des risques peuvent mettre en évidence une capacité d’urgence insuffisante de la centrale pour éviter le risque d’emballement thermique. Le Simular peut être utilisé pour explorer et concevoir des conditions de réaction plus sûres, facilitant ainsi l’optimisation de la sécurité des opérations et la réduction des risques liés au processus.

Types d’enceintes

Réacteurs isolés en verre, acier inoxydable et Hastelloy. En option : titane et zirconium (la plage de température et de pression peut différer).

Gamme de volume de 500 ml à 2 L (1 L standard).

Contrôle de la température

-40 ⁰C à 250 ⁰C en standard (dépendant du circulateur).

En option : -80 ⁰C, jusqu’à 350 ⁰C (selon le circulateur).

Systèmes haute pression et vide

Acier inoxydable et Hastelloy : vide jusqu’à 100 bar (typique).

Verre : vide de 0,05 bara à 1,0 bar (typique).

Systèmes d’échantillonnage

Par des pompes actives, des tubes plongeurs manuels, un contrôle de niveau automatisé, ou des unités de multi-échantillonnage, comme l’ASU.

En option : échantillonnage de gaz.

Addition de réactif

Combinaison standard de pompe d’alimentation en liquide et de balance.

Alimentation en liquide en option :

Pompes seringues pour l’alimentation à faible débit

Alimentation en gaz en option :

Récipients pressurisés pour des vitesses de réaction plus rapides et/ou des réactifs très volatils.

Combinaisons bouteille/balance pour les alimentations en gaz.

Régulateur de débit massique pour les alimentations en gaz (jusqu’à 2000 ml/min).

Electrovannes automatiques pour l’ajout contrôlé de gaz.

Options de contrôle

Toutes les entrées pertinentes peuvent être enregistrées, ce qui permet une surveillance automatisée et, le cas échéant, un contrôle par rétroaction du système du réacteur, par exemple :

La vitesse et le couple de l’agitateur du réacteur.

Vitesse d’alimentation en liquide.

Pression

Volume d’absorption de gaz pendant une réaction.

Régulation du débit de gaz (volume ou masse).

Contrôle du taux d’évolution du gaz.

Echantillonnage et dilution automatisés pendant les réactions chimiques.

Calcul du devoir de refroidissement du condenseur.

Options de capteur

Température, pression, pH, turbidité, conductivité.

En option : intégration de sondes tierces, telles que FTIR in-situ, sondes de taille de particules et sondes Raman.

Agitation

L’unité standard comprend un moteur à couple de 100 Ncm contrôlé automatiquement.

Réacteurs en verre : jusqu’à 600 tr/min.

Réacteurs en métal : jusqu’à 1000 tr/min, avec un entraînement magnétique aérien.

En option : L’agitation automatisée avec des moteurs à couple plus élevé est disponible jusqu’à 2000 rpm/400 Ncm.

Logiciel intelligent de contrôle et d’analyse

Le logiciel de contrôle labCONSOL permet l’enregistrement régulier des données, les recettes à plusieurs étapes, le contrôle des paramètres et les boucles de rétroaction. Le logiciel ajoute une intelligence réactive au système Simular tout en offrant une interface intuitive qui ne nécessite qu’une formation minimale pour fonctionner rapidement.

Des calculs hors ligne pour des expériences complexes peuvent être effectués à l’aide du logiciel iQ, permettant le calcul de valeurs calorimétriques.

En option : Automatisation du taux d’échantillonnage ; s’ajuste pour permettre une plus grande résolution pendant les périodes d’intérêt expérimental.

Caractéristiques de sécurité

Surveillance automatique des conditions de réaction et procédures d’arrêt configurables par l’utilisateur, pour garantir la sécurité de l’utilisateur.

Des dispositifs de sécurité automatiques, matériels et logiciels, sont installés sur chaque système.

Accompagnement technique & choix de configuration
  • Analyse de votre besoin et compréhension du contexte d’application
  • Aide au choix du modèle et des options selon vos contraintes (techniques, sécurité, process)

 

Selon la complexité de votre projet, Equilabo peut proposer :

Mise en service & formation
  • Installation et raccordement dans vos locaux
  • Mise en route technique et vérification des paramètres
  • Formation des utilisateurs : utilisation, sécurité, maintenance de 1er niveau
  • Remise de fiches techniques, procédures, documents qualité

 

Tests d’acceptation : FAT / SAT
  • FAT (Factory Acceptance Test) : tests fonctionnels en atelier EQUILABO avant livraison
  • SAT (Site Acceptance Test) : validation sur site client, après installation

 

Suivi, maintenance & support technique
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