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Simulation et optimisation des procédés industriels continus |
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ProSimPlus est un outil d'ingénierie de procédés qui effectue des bilans matière et énergie rigoureux pour un large éventail de procédés industriels en régime permanent. Utilisé aussi bien en conception qu'en exploitation pour l'optimisation de procédés, le dégoulottage d'unités, le revamping ou encore les études de faisabilité il permet de représenter fidèlement le comportement des procédés de fabrication.
ProSimPlus a de nombreuses applications dans les industries chimiques, pharmaceutiques, de la chimie fine, pétrochimiques, du pétrole, du traitement du gaz, du raffinage ainsi que dans les sociétés d'ingénierie. Sa richesse thermodynamique et son architecture permettent la représentation de la quasi-totalité des systèmes rencontrés.
L'alternative en simulation des procédés
Pour concevoir des unités plus performantes, exploiter un procédé très intégré au plus proche de ses limites, faire face à de nouvelles réglementations (environnement, sécurité…) les ingénieurs ne peuvent plus se contenter de modèles simples. Ils ont besoin d'un outil performant mais également facile à utiliser pour simuler le comportement de leurs usines, tester rapidement de nouvelles configurations et obtenir une solution optimale sans être pour autant des spécialistes en modélisation.
ProSimPlus répond à ces exigences en proposant un environnement complet, convivial, techniquement complet et numériquement performant.
Les moyens de représenter fidèlement votre installation
Les solutions obtenues avec les modèles simples disponibles dans la plupart des simulateurs ont probablement déjà été mises en œuvre.
ProSimPlus permet d'aller plus loin et d'utiliser des modèles capables de représenter la réalité dans toute sa complexité.
Parmi plus de 70 opérations unitaires disponibles dans ProSimPlus, on trouve, en plus des opérations classiques :
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Plusieurs types de réacteurs chimiques (CSTR, PFR, etc) avec une bibliothèque étendue de modèles réactionnels : à cinétique instantanée, équilibrée, à cinétique contrôlée, complexes, etc |
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Des colonnes multi-étagées LV ou LLV, éventuellement réactives pour la distillation, l'absorption ou le stripping |
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Des séparateurs multi-étagés pour l'extraction liquide-liquide |
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Un séparateur multi-étagé avec modèle de transfert - étages de non équilibre (en option) |
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Un échangeur de chaleur multifluides (plaques et ailettes brasées) |
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Divers équipements de traitement du solide (cristalliseur, filtre presse, filtre à bande, hydro-cyclone, etc) |
ProSimPlus dispose de fonctionnalités pour effectuer le dimensionnement de la plupart des équipements : colonnes (garnissage, plateaux,…), échangeurs de chaleur, ballons de séparation, etc.
Lorsque nécessaire il est également possible de créer facilement de nouvelles opérations unitaires ou de réutiliser directement des modules écrits dans d'autres environnements: MS-Excel, VB, etc.
Un package thermodynamique complet
La qualité d'une simulation repose avant tout sur une bonne représentation du comportement thermodynamique du système et l'on ne peut pas espérer représenter un système fortement non idéal sans les modèles adéquats.
La gestion des constituants et des modèles thermodynamiques est assurée par le composant logiciel Simulis Thermodynamics et offre un large éventail de fonctionnalités, en particulier :
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Une base de données de propriétés pour 1927 corps purs |
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Edition rapide et simple de constituants |
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Visualisation graphique de propriétés, directement à partir du flowsheet |
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Calcul de tout type de propriétés de transfert, thermodynamiques ou d'équilibre entre phases sur les constituants du procédé |
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Création de "property packages" compatibles CAPE-OPEN associant une liste de constituants et un modèle thermodynamique, utilisation de "property packages" CAPE-OPEN provenant de serveurs thermodynamiques tiers. |
Un ou plusieurs "calculator" peuvent être définis pour une seule simulation, chacun étant associé à une liste de composants et à un modèle thermodynamique.
ProSimPlus permet une représentation précise de systèmes complexes grâce à une des bibliothèques thermodynamiques les plus riches du marché intégrant de nombreux modèles thermodynamiques sélectionnés pour leur fiabilité et leur robustesse.
Un modèle thermodynamique représentant les spécificités de chaque procédé peut être configuré en combinant les différentes méthodes disponibles.
ProSimPlus s'appuie sur une base de données de plus de 1 700 constituants, issue de la base DIPPR (AIChE) et enrichie de données issues de projets de recherche conduits par les experts en thermodynamique de ProSim.
Enfin, lorsque nécessaire, l'utilisateur peut intégrer des bases privées de constituants, de coefficients d'interaction binaires ou de nouveaux modèles thermodynamiques.
La possibilité de modéliser les procédés à chimie complexe
Un grand nombre de modèles réactionnels sont disponibles pour représenter les réactions à cinétique instantanée et / ou contrôlée, les réactions équilibrées et les réactions complexes.
Différents modèles peuvent être associé à différentes parties du procédé. Il est également possible d'intégrer plusieurs jeux de réactions dans un même procédé afin l'obtenir des résultats plus précis.
Des algorithmes de convergence uniques, robustes et performants
ProSimPlus est particulièrement efficace dans la résolution de problèmes de simulation complexes : les procédés comprenant des mélanges fortement non-idéaux, de nombreux recyclages ou de taille importante.
Une convergence rapide est assurée par des algorithmes spécifiquement mis au point, basés sur une approche modulaire simultanée qui reste efficace quelque soit le degré de complexité du procédé simulé.
Ce développement comporte notamment :
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la détermination automatique de l'ordre de calcul des modules (il n'est pas nécessaire de fournir les "courants coupés" ni d'initialiser certains courants comme dans d'autres simulateurs) |
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le traitement simultané des recyclages et des contraintes par des méthodes robustes et efficaces |
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une approche contrôle multi-variables grâce à laquelle il est possible d'imposer une ou plusieurs sorties du procédé, en ajustant simultanément un ou plusieurs paramètres choisis |
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un module d'optimisation, basé sur une approche non-linéaire (SQP) pour l’optimisation des conditions de fonctionnement en fonction d'un critère défini par l'utilisateur |
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au niveau de chacune des opérations unitaires, une convergence rapide et sûre grâce à une méthode adaptée au système d’équations à résoudre (Newton, Gear…) et à une utilisation généralisée des dérivées analytiques |
Ainsi, ProSimPlus donne des résultats sans essais de convergence laborieux.
Un logiciel convivial et simple d'utilisation
ProSimPlus est d'une utilisation très intuitive. Les utilisateurs qui ont l'habitude d'utiliser un autre outil de simulation sont surpris de la facilité de prise en main de ProSimPlus. Quant aux novices en flowsheeting ils n'ont pas besoin de formation longue et coûteuse pour être pleinement opérationnels.
ProSimPlus offre de nombreuses fonctionnalités pour une exploitation simple et rapide des résultats : tableau résumant les caractéristiques des courants entièrement configurable, aide en ligne, gestion des différents systèmes d'unités, génération des résultats sous formats HTML (rapports de simulation), MS-Excel (bilans matière et énergie) BMP et EMF (flowsheets).
D’autre part, les « Scriplets » permettent à l’utilisateur de tracer des graphiques, d’échanger des fichiers de simulation avec d’autres utilisateurs, de faire appel à des services de calcul de Simulis Thermodynamics, de créer des feuilles de spécification d’équipements, etc. Il s’agit de « petits » programmes VBS utilisables à tout moment à partir du flowsheet de ProSimPlus et dont la bibliothèque peut être enrichie par l’utilisateur lui même. Toute une série de nouvelles fonctionnalités ont ainsi été introduites dans cette nouvelle version. Elles contribuent à faire toute la différence entre un outil industriel facile à utiliser et un logiciel réservé à quelques spécialistes.
L'interface graphique s'appuie sur les standards de Windows et propose de nombreux outils pour faciliter la prise en main du logiciel et l'accès direct à l'information : info bulles, gestion des couleurs, fenêtres, click droit, double click, fonction drag & drop...
En outre, ProSimPlus est le seul simulateur de procédés disponible en français et en anglais.
| Exemples d'application |
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Simulation d'ateliers de production d’alcool |
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Simulation des procédés de séparation du pétrole brut (three stage letdown) |
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Simulation d'unités de production de cyclohexane |
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Simulation des procédés de déshydratation du gaz naturel avec TEG |
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Extraction liquide - liquide de cyclohexane à l’aide de deux solvants, dans une colonne d’extraction |
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Simulation d'unités de régénération de solvants |
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Etude de procédés électrolytiques (ajustement d'un PH, cristallisation NACL) |
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Modèles de non équilibre (Rate Base Approach) |
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Simulation d'unités de production de gaz liquéfié avec échangeur à plaques brasées |
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Simulation du fonctionnement d’une pompe à chaleur |
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Simulation d'unités de production de diméthyl carbonate |
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Optimisation d’un procédé de réaction entre l’eau et de l’anhydride acétique |
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Unité de traitement de gaz
avec affichage des fractions d'un courant
Atelier de production d'alcool
(en cours de calcul)
Fenêtre de paramétrage d'une
colonne triphasique à garnissage
Edition de modèle thermodynamique
Visualisation et édition
des propriétés d'un corps pur
Calcul de propriétés thermodynamiques
sur les mélanges
Flowsheet d'un atelier de cyclohexane
Flowsheet d'un atelier de
production de BioEthanol
Visualisation de débits molaires de courant dans ProSimPlus
Tracé d'enveloppe de phase sur un courant dans ProSimPlus
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