Abstract FR:

L'étape de séparation des gaz de réaction et des particules de catalyseur à la sortie de la zone réactionnelle est l'un des points critiques du procédé de craquage catalytique en lit transporté gaz-solide (Fluid Catalytic Cracking). L'objectif de cette étude est d'utiliser à terme la simulation numérique pour représenter le fonctionnement et contribuer au développement de séparateurs gaz-solide dans ce contexte industriel. L'approche retenue, la modélisation à deux fluides, est ainsi validée sur une expérimentation élémentaire représentative des conditions industrielles et constituée d'un riser et d'un séparateur gaz-solide à effet centrifuge. Ce travail est divisé en deux grandes parties. La première partie est consacrées à la conception et à l'exploitation expérimentale du pilote froid de FCC. Nous avons examiné les effets de la charge en solide et des pressions de sorite sur l'hydrodynamique de l'écoulement dans le riser et le séparateur. A l'issue de cette étude expérimentale, nous avons conclu sur l'influence notable de ces paramètres concernant la densification de la zone basse du riser, l'apparition de recirculations de solide contre les parois, la formation d'aggrégats éphémères, la diminution du micro-mélange au profit du macro-mélange, et les efficacités de séparation des deux phases. La deuxième partie concerne l'étude numérique de la veine d'essais. Le modèle tridimensionnel instationnaire reproduit correctement le comportement hydrodynamique du riser et du séparateur mais tend à sous-estimer la densification de la zone basse, les recirculations du solide contre les parois, et l'efficacité de séparation gazeuse. A l'issue de cette étude numérique, nous avons souligné l'influence, dans le riser, de la modélisation des interactions fluide-particules en zones pariétales et du couplage avec les éléments externes de la veine d'essais, et l'influence, dans le séparateur, de la modélisation de la turbulence du fluide.