TP simulation

Niveau universitaire : Master I

Module : Simulateurs en Génie des Procédés

Spécialité : Génie Chimique

TP :

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Année universitaire : 2019/2020

1. Introduction

        La simulation des procédés est un outil utilisé pour la conception, le développement et l’optimisation des procédés industriels tels que les procédés des usines chimiques, les systèmes environnementaux, les opérations de fabrication complexes et d’autres procédés techniques similaires. Les simulateurs des procédés sont les outils de base des techniciens et des ingénieurs de procédés, car ils permettent d’établir, de manière efficace et rigoureuse, le bilan matière et énergie des procédés.

1. Le Principe et les Objectifs

        La simulation des procédés est une représentation d'un processus chimique par un modèle mathématique, qui est ensuite 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 dans lesquels les opérations unitaires sont positionnées et connectées par des flux de produits.

        L'objectif de la simulation des procédés est de prédire comment un procédé défini se comporterait réellement dans un ensemble donné de conditions de fonctionnement3, et ainsi de trouver les conditions optimales pour un procédé examiné. Il s’agit essentiellement d’un problème d’optimisation qui doit être résolu par un processus itératif. La conception des procédés en utilisant les logiciels de simulation permet, entre autres, d'accroître l'efficacité des usines et de réduire leur impact environnemental.

1. Méthodologie

1. Analyser du fonctionnement du procédé à partir du schéma de procédé/flowsheet ;
2. Liste des constituants (espèces) présents dans le cas d’étude ;
3. 1. Identifier les systèmes de réactions chimiques, systèmes de séparation, autres.

2. Identifier la présence de courants ou boucles de recyclages, de contraintes, la récupération d’énergie, des spécifications, etc.

1. Analyse de degré de liberté des différentes unités ou/et des parties et de procédé par le diagramme des flux (flowchart).
2. Etablir 1er travail d’ébauche des bilans de matière, de manière qualitative.
3. Analyse de la validité du modèle thermodynamique.
4. Dans le cas de procédés complexes, tracer un diagramme de simulation (réduit), ensuite réaliser les simulations sur le schéma réduit.

IV.1. TP N°1 Unité de séparation liquide- vapeur

1. Séparation Flash du mélange n-heptane – n-hexane

        Le module flash est utilisé pour simuler un séparateur liquide – vapeur.

Un mélange équimolaire de n-heptane et n-hexane à 130 °F et 73,5 psia (5atm) entre dans un flash, ou il est porté (flashé) à 13,23 psia (0,9atm) avec les produits vapeur –liquide en équilibre à 120 °F, le schéma ci-dessous.

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• Le diagramme de simulation :[pic 17]

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• Les résultats et Les débits et compositions du courant vapeur et liquide :

STREAM PROPERTIES

Stream No.                      1             2             3

Name                  Alimentatio        Vapeur       Liquide

- - Overall - -

Temp F                   130.0000      120.0000      120.0000

Pres psia                 73.5000       13.2300       13.2300

Enth MMBtu/h          -0.00094624       0.00000   -0.00095185

Vapor mole fraction        0.0000         1.000        0.0000

Molar flow lbmol/h         0.0108        0.0000        0.0108

Mass flow  lb/h            1.0000        0.0000        1.0000

Std liq  ft3/hr            0.0237        0.0000        0.0237

Std vap 60F scfh           4.0953        0.0000        4.0953

Flow rates in lb/h

N-Hexane                   0.5000        0.0000        0.5000

N-Heptane                  0.5000        0.0000        0.5000

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        Notez que le n-heptane et n- hexane ne sont pas montrés dans le courant de vapeur, et cela indique que la température de la colonne est insuffisante, et doit être augmentée et nous remarquons que la vapeur commence à apparaître presque à une température 170 °F.

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