Résumé simulateurs de procédés : logiciel chemcad
chapitre 01 : SIMULATEURS DE PROCÉDÉS
Procédé/processus/procédure
Un procédé est un moyen utilisé en vue de produire quelque chose/un certain résultat.
Un processus est une suite d’opérations ou de phases menant à quelque chose/un certain résultat. Une procédure est l’ensemble des règles ou des étapes à suivre pour arriver à un résultat.
Une procédure est l’ensemble des règles ou des étapes à suivre pour arriver à un résultat
En ingénierie, un processus est une série de tâches interdépendantes qui, ensemble, transforment des entrées en une sortie donnée.
Le génie des procédés désigne l'application de la chimie (génie chimique), de la biologie (génie biologique), de la microbiologie (génie fermentaire, génie génétique) et de la biochimie (génie enzymatique) à l'industrie.
Le GP permet de :
• Concevoir un procédé de transformation,
• Conduire son développement du laboratoire à l'échelle industrielle (scall up en anglais),
•D'assurer son fonctionnement optimal (contrôle permanent de différents
Le génie des procédés fait appel à un concept important : les opérations unitaires
Ces opérations unitaires sont regroupées dans de grandes étapes :
•Préparation, conditionnement et acheminement des matières premières (réactifs) .
• Transformation chimique ou biochimique des réactifs en produits .
• Séparation, purification et conditionnement des produits.
Introduction
En génie des procédés, la CAO (conception assistée par ordinateur) regroupe un bon
nombre de simulateurs qui passe de la spécialisation aux simulateurs de procédés
robuste et efficace dont on peut citer: Aspen plus, Hysys, Chemcad, Prosim etc...
Grace à la CAO des simulations virtuelles peuvent être faites avant de procéder à la réalisation d’un procédé. Cette technique est particulièrement intéressante, compte tenu de l’enjeu économique et financier de certains projets.
Conception (durable) des procédés
1- La synthèse des procédés
Le terme '' de synthèse de processus '' remonte au début des années 1970. La synthèse est la création d'un processus de transformation des courants (flux) d'alimentation en flux de produits.
Ainsi, la synthèse d'un processus chimique implique deux grandes activités.
1- Tout d'abord, les différentes étapes de transformation sont sélectionnées.
2- En second lieu, ces transformations individuelles sont relié s entre elles pour former un processus complet qui permet d'obtenir la transformation globale nécessaire.
2-L’analyse des procédés
La synthèse vise à combiner les éléments de processus dans un ensemble cohérent.
L’analyse implique la décomposition du tout en ses éléments constitutifs pour l'étude individuelle de la performance.
L'analyse de processus peut être mise en contraste (et complétée) avec la synthèse de processus.
La conception du procédé étant effectuée, il s'agit ensuite d'évaluer et d'analyser les performances techniques et économiques de ce dernier. Cette évaluation et cette analyse se feront par :
• l'expérimentation : qui est coûteuse, mais indispensable ;
• la modélisation et la simulation qui permettent de représenter le comportement du procédé
Simulation des Procédés
La simulation des procédés est une représentation d'un processus chimique par un modèle mathématique, qui est résolu pour obtenir des informations sur les performances du procédé.
Le logiciel de simulation des procédés décrit les processus à travers des diagrammes de flux (flowsheet) dans lesquels les opérations unitaires sont positionnées et connectées par des flux de produits.
On peut distinguer principalement deux types de simulation dans le cas des procédés chimiques :
I. Simulation statique
La simulation statique d'un procédé vise à définir les propriétés des flux (débit, température, fraction vaporisée, ...), ainsi que les bilans matière et d'énergie en régime stabilisé.
Le procédé est décomposé en blocs représentant les différentes opérations unitaires mises en œuvre. Les blocs sont liés entre eux par des flux de matière ou d'énergie.
II. Simulation dynamique
La simulation dynamique d'un procédé vise à définir les propriétés des courants en fonction du temps, pendant des situations transitoires où le régime n'est pas stable.
Modélisation mathématique
Le procédé par lequel nous utilisons des expressions mathématiques pour décrire une situation quantitative réelle s’appelle la modélisation mathématique. Modéliser consiste à écrire en notation mathématique ce qui est exprimé d’abord en mots en faisant intervenir des variables au besoin.
En Génie des Procédés les modèles mathématiques sont établies à partir des méthodes de modélisation basées sur la thermodynamique, les phénomènes d'échanges ou de transfert (masse, chaleur et quantité de mouvement), les systèmes réactionnels et les opérations unitaires.
Eléments constitutifs des simulateurs
Pour réaliser la simulation, il est nécessaire de :
définir les unités de mesure utilisées pour les calculs.
- déterminer tous les espèces chimiques nécessaires au calcul
- définir toutes les propriétés physiques de ces espèces.
- choisir les méthodes et paramètres qui permettront les calculs thermodynamiques (équilibres liquide-vapeur, enthalpies, entropies, conductivités thermiques,...).
- sélectionner les modèles d'opérations unitaires selon le type de simulation à réaliser et la précision des résultats que l'on désire.
- combiner la connaissance des phénomènes physiques et chimiques avec des algorithmes pour résoudre les équations de bilans selon des contraintes de spécifications du procédé et des produits.
- programmer l'ensemble dans un environnement informatique pour obtenir des résultats numériques.
- analyser et interpréter ces résultats.
chapitre 02 : PRÉSENTATION DU LOGICIEL CHEMCAD
Le logiciel dont nous disposons est le logiciel CHEMCAD de la société Chemstations Incorporation USA.
CHEMCAD est un simulateur pour des applications de divers secteurs dans l’industrie comme le raffinage du pétrole, les réactions chimiques ou encore les opérations unitaires. Sa facilité d’utilisation est exceptionnelle, il a trouvé une large application en industrie comme à l’université.
Utilisation du simulateur
Le simulateur peut être utilisé lors de la conception d’un procédé industriel afin de :
• Établir des bilans de matière et d’énergie d’un procédé industriel.
• Dimensionner les équipements de ce procédé.
Ou bien dans le suivi des procédés qui sont déjà installés afin de :
• Réajuster les paramètres de fonctionnement dans le cas de changement de compositions de l’alimentation ou des conditions de fonctionnement de certains équipements.
• Déterminer les performances des équipements.
Les étapes de bases
Les étapes de base suivantes servent à faire exécuter un procédé dans une feuille de travail réalisée sous le simulateur de procédé Chemcad.
1- Commencer une nouvelle tache
2- Sélection du système d’unité
3- Création du procédé
4- Sélection des constituants
5- Sélection des options thermodynamique
6- Définir le courant d’alimentation
7- Entrer les paramètres des équipements
8- Exécution de la simulation
9- Etude des résultats de la simulation
Commentaires
Enregistrer un commentaire