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ProSim met à votre disposition des exemples d'application afin d'illustrer la capacité de nos solutions à calculer, à optimiser, à modéliser les différents procédés de l'industrie et l'utilisation qui peut être faite du logiciel dans des activités industrielles.

Note : ces fichiers sont fournis en l'état sans garantie d'aucune sorte. ProSim ne garantit pas que les fonctions contenues dans ces exemples sont sans erreurs ni qu'elles correspondent aux besoins de l'utilisateur. ProSim ne fournit aucune garantie, implicite ou explicite, notamment concernant l'adéquation de ces exemples à un usage ou un besoin particulier. ProSim ne pourra en aucun cas être tenu pour responsable de l'utilisation qui pourra être faite des calculs réalisés avec tout ou partie des programmes. ProSim ne saurait être tenu pour responsable de dommages de quelque nature que ce soit (notamment de dommages corporels, des pertes de bénéfices, des interruptions d'activité, des pertes de données, des pertes de nature pécuniaire ou de toute autre perte) résultant de l'utilisation ou de l'impossibilité d'utiliser ces programmes.

ProSimPlus

Les exemples présentés ci dessous illustrent la capacité de ProSimPlus à modéliser les différents procédés de l'industrie et l'utilisation qui peut être faite du logiciel dans des activités telles que la conception ou le revamping, l'optimisation en phase d'exploitation, l'étude de sensibilité pour des aspects sécurité. Loin d'être exhaustive, cette liste reprend les procédés les plus classiques, rencontrés dans le domaine de l'industrie du Génie des Procédés ou ceux dont certains aspects illustrent les qualités de flexibilité, puissance et fiabilité du logiciel.

28. Centrale à cycle combiné à gazéification intégrée

Cet exemple présente la simulation d’un cycle combiné à gazéification intégrée à partir d’un déchet.

27. Synthèse du méthanol

Cet exemple illustre la synthèse du méthanol à partir d’un gaz de synthèse. Le gaz de synthèse peut provenir d’un gazéifieur (voir par exemple « PSPS_E28_FR - Centrale CCGI »). Les différentes étapes sont modélisées : compression du gaz de synthèse, réaction, purification par flash puis purification finale du méthanol produit par distillation. Le réacteur de synthèse est modélisé en utilisant la minimisation de l’énergie libre de Gibbs.

26. Exemple d'utilisation d'un algorithme d'optimisation externe

Cet exemple présente l’utilisation d’un algorithme d’optimisation externe dans l’environnement de simulation de ProSimPlus.
Les interfaces de communication avec l’algorithme externe sont détaillées ainsi qu’un exemple basique.

25. Optimisation du solde d'exploitation d'une unité de production de liquides de gaz naturel

Cet exemple présente l’optimisation sous ProSimPlus du solde d’exploitation d’une unité existante de production de liquides de gaz naturel. Cet exemple illustre notamment l’utilisation combinée du module « Evaluation économique » et du module « Optimisation SQP » de ProSimPlus.

24. Simulation d'une colonne de fractionnement d'une unité de craquage

Cet exemple illustre la simulation d’une colonne de fractionnement d’une unité de craquage sous ProSimPlus.

23. Simulation d'une unité de distillation sous vide

Cet exemple illustre la simulation d’une unité de distillation sous vide d’une coupe pétrolière sous ProSimPlus.

22. Simulation d'une unité de distillation atmosphérique

Cet exemple illustre la simulation d’une unité de distillation atmosphérique de pétrole brut sous ProSimPlus.

21. Simulation d'une unité de distillation atmosphérique avec colonne de preflash

Cet exemple illustre la simulation d’une unité de distillation atmosphérique de pétrole brut avec colonne de préflash sous ProSimPlus.

20. Chargement et export de données entre ProSimPlus et Excel par script

Cet exemple illustre la possibilité de lier ProSimPlus à Excel : ProSimPlus charge des paramètres à partir d’un fichier Excel et exporte des résultats vers le même fichier Excel.

19. Capture du CO2 par une solution aqueuse d’amine

Cet exemple présente la simulation sous ProSimPlus d’un procédé de capture du CO2 par absorption avec une solution aqueuse d’amine. Le gaz de combustion est d’abord refroidi dans un réfrigérant par contact direct avec de l’eau puis appauvri en CO2 au moyen d’un absorbeur (colonne d’absorption) avec une solution aqueuse d’amine. L’amine est régénérée à travers un désorbeur (colonne à distiller) pour être réinjectée dans l’absorbeur. Le courant vapeur de tête sortant du désorbeur, composé de CO2 et d’eau, est ensuite refroidi et amené dans un ballon afin de séparer l’eau du CO2 qui sera stocké.
Cet exemple illustre notamment l’utilisation du module « Script » de ProSimPlus pour le calcul des débits d’appoint en amine et en eau.

18. Evaluation économique d'un procédé d'hydrodésalkylation du toluène

Cet exemple présente l’évaluation économique sous ProSimPlus d’un procédé d’hydrodésalkylation du toluène. Le réacteur d’hydrodésalkylation est alimenté par de l’hydrogène et du toluène préalablement chauffés. Les produits de la réaction (benzène, biphényle et méthane) ainsi que les réactifs résiduels sont séparés par un flash et trois unités de séparation. Un recyclage permet de réinjecter une partie des réactifs résiduels dans le réacteur d’hydrodésalkylation.
Cet exemple illustre notamment l’utilisation du module « Evaluation économique » de ProSimPlus sur un procédé faisant intervenir différents types d’équipements (réacteurs, colonnes, pompes, échangeurs…).

17. Récupération de GPL avec boucle de réfrigération au propane. Simulation de l'EPAD avec CO-ProSe

Cet exemple présente un procédé de récupération de GPL dans un gaz naturel avec une boucle de réfrigération au propane, un procédé particulièrement interconnecté et qui présente plusieurs recyclages.
D’autre part, outre la colonne de séparation et la mise en oeuvre de la boucle de réfrigération, ce procédé utilise un échangeur à plaques et ailettes brasées. Cet échangeur est modélisé en utilisant ProSec, l’opération unitaire CAPE-OPEN de ProSim dédiée à la simulation des échangeurs à plaques et ailettes brasées. ProSec permet de prendre en compte l’effet de l’empilage et de la pression sur les courbes enthalpiques.

16. Désacidification de gaz naturel par le procédé selexol

Cet exemple traite d’un procédé de désacidification de gaz naturel par le procédé Selexol. Le solvant est le Selexol, un mélange d’éther diméthylique de polyéthylène glycol. La désacidification se fait à travers un contacteur et la régénération du solvant nécessite trois flashs successifs. L’objectif du procédé de cet exemple est de diminuer fortement la teneur en CO2 du gaz entrant. L’appoint de Selexol est automatiquement calculé à l’aide de modules simples. Cet exemple est basé sur l’article [RAN76] qui décrit les principaux éléments de ce procédé.

15. Désacidification de gaz par le procédé purisol

Cet exemple traite d’un procédé de désacidification d’un flux d’hydrogène par le procédé Purisol. Le solvant utilisé est la N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP). La désacidification est effectuée à travers un contacteur et la régénération du solvant utilise trois flashs successifs.
L’objectif du procédé de cet exemple est de diminuer fortement la teneur en CO2 du gaz entrant. L’appoint de NMP est automatiquement calculé à l’aide de modules simples. Cet exemple est établi d’après [KOH97] qui décrit les principaux éléments de ce procédé.

14. Désacidification de gaz de synthèse par le procédé rectisol

Cet exemple traite d’un procédé de désacidification de gaz de synthèse par le procédé Rectisol. Le solvant utilisé est le méthanol. La désacidification se fait à travers un contacteur et la régénération du solvant nécessite différentes colonnes et flashs.
L’objectif du procédé de cet exemple est d’épurer un gaz de synthèse en CO2 et H2S pour assurer une pureté suffisante du CO2 autorisant son stockage et une composition du flux de H2S permettant son traitement par une unité Claus. L’appoint de méthanol est automatiquement calculé à l’aide de modules simples. Cet exemple est basé sur l’ouvrage [KOH97] qui décrit les principaux éléments de ce procédé.

13. Procédé Claus

Cet exemple traite de la simulation du procédé Claus. Ce procédé permet de récupérer l’élément soufre d’un gaz acide contenant du H2S, de l’eau, et potentiellement des hydrocarbures et du dioxyde de carbone.

12. Déshydratation de gaz naturel avec du TEG

Cet exemple traite d’un procédé de déshydratation de gaz naturel à l’aide de Tri Ethylène Glycol (TEG) à travers un contacteur et une boucle de régénération de TEG. L’intérêt de l’exemple réside dans la mise en oeuvre du module « Absorbeur », qui joue le rôle du contacteur et dans la représentation de deux colonnes en série par un unique module « Stripper » de ProSimPlus.

11. Unité de production de biocarburant

Cet exemple traite de la production de biocarburant à partir d’huiles végétales avec un catalyseur alcalin.
La production de biodiesel s’effectue à l’aide d’une réaction de transestérification, qui nécessite l’utilisation d’un alcool (le méthanol en général), et permet de produire du biodiesel et du glycérol à partir d’huile.

10. Unité de production de bioéthanol

Cet exemple illustre la simulation d'une unité de production de bioéthanol. L'éthanol est ici produit à partir de biomasse par des procédés d'hydrolyse et de fermentation de sucres. La biomasse subit dans un premier temps un pré-traitement à l'acide et aux enzymes pour produire du sucre qui est ensuite fermenté en alcool. L'éthanol produit contient encore une quantité importante d'eau qui est retirée par distillation.

6. Récupération de GPL

Cet exemple présente un procédé de récupération de GPL dans un gaz avec une boucle de réfrigération au propane, un procédé particulièrement interconnecté et qui présente plusieurs recyclages.

5. Distillation azéotropique hétérogène

Cet exemple illustre un procédé de séparation poussée d'un mélange azéotropique (éthanol-eau) par distillation azéotropique hétérogène (on parle également de distillation "hetéroazéotropique"). Ce sont essentiellement les modules de colonnes de distillation qui sont mis en oeuvre dans cet exemple.
Les modules de calculs rigoureux des séparateurs multi-étagés sont en outre intégrés dans un flowsheet comportant une boucle de recyclage, illustrant ainsi l'efficacité des algorithmes de convergence de ProSimPlus.

4. Purification du naphtalène

Cet exemple illustre un procédé de purification du naphtalène dans un mélange contenant 14 constituants, par distillation sur un train de trois colonnes.

3. Séparation trois étages

Le but de cet exemple est de simuler un procédé de séparation du pétrole brut. Ce procédé de séparation se base sur des différences de pression entre les différents flashs triphasiques (liquide-liquide-vapeur) et diphasiques (liquide-vapeur) utilisés.

2. Unité de production de cyclohexane

Cet exemple correspond à une unité de production de cyclohexane. Il s’agit d’un procédé assez typique de l’industrie chimique constitué d’une section réactionnelle afin de synthétiser le produit d'intérêt suivie d’une section dans laquelle est effectuée la séparation des produits et sous-produits.
Les points particuliers qui sont détaillés au niveau de cet exemple sont :
• La mise en oeuvre d’un module de gestion des contraintes afin d'atteindre une spécification.
• Le découplage d’un échangeur de chaleur entre un consignateur de température et un simple échangeur afin d’éviter un courant de recyclage, en utilisant un courant d’information.

1. Exemple simple

L'intérêt principal de cet exemple simple est qu’il permet d'aborder la simulation de procédés et ses principaux concepts : constituants mis en jeu, modèle thermodynamique, opérations unitaires et leurs paramètres opératoires, boucles de recyclage, etc.


Simulis Thermodynamics

Les exemples présentés ci dessous illustrent l'utilisation de Simulis Thermodynamics dans des calculs de propriétés relativement complexes sous MS Excel. Loin d'être exhaustive, cette liste reprend les calculs classiques ou dont certains aspects illustrent les qualités de flexibilité, puissance et fiabilité du logiciel.
Pour utiliser ces exemples, vous devez avoir une version valide de Simulis Thermodynamics installée sur votre poste. Une fois le fichier ouvert, vous devez "forcer le calcul" pour visualiser les résultats.

Echangeur de chaleur double tube (mono-phase)

Calcule la longueur d'un échangeur de chaleur doube tube à des températures d'entrée et de sortie du fluide de procédé données.
 

McCabe & Thiele

Reprend la méthode graphique de McCabe & Thiele pour l'estimation du nombre d'étages théoriques, du reflux minimum et du plateau d'alimentation dans le cadre d'une séparation de deux constituants.

Vanne de sécurité

Determine le débit massique maximum qu'une vanne peut accepter en fonction d'un intervalle de pression fourni.

Chaudière électrique

Détermine le débit d'eau nécessaire en entrée afin d'obtenir un certain débit de vapeur en sortie de la chaudière

Pompe

Calcule la puissance, la hauteur de liquide et la température de sortie à partir de la température d'entrée et des consignes de pression en entrée et sortie de la pompe.

Turbine

Calcule la puissance fournie par une turbine et la température de la vapeur en sortie de la turbine à partir des température et pression en entrée et d'une consigne de pression en sortie du module.


ProSimPlus HNO3

Les exemples présentés ci dessous illustrent la capacité de ProSimPlus HNO3 à modéliser les procédés de production d'acide nitrique. Cette liste reprend les procédés les plus classiquesde l'industrie et illustrent les qualités de flexibilité, puissance et fiabilité du logiciel.

Colonne d'absorption de NOX à garnissage

Cet exemple utilise une colonne à deux lits de garnissage pour absorber les NOx contenus dans un courant gazeux à l’aide d’une solution d’acide nitrique dilué. Le débit de cette solution est déterminé pour respecter la teneur en NOx dans le flux de gaz après abattage.

Procédé bi-pression de fabrication d'acide nitrique

Cet exemple correspond à une unité de production d'acide nitrique par un procédé bi-pression. Il s'agit d'un procédé assez classique de production industrielle d'acide nitrique.
Les principaux modules spécifiques au simulateur ProSimPlus HNO3 sont ici mis en ouvre : colonne d'oxydo-absorption de vapeurs nitreuses, condenseurs de vapeur nitreuses, réacteurs d'oxydation, échangeurs de chaleur avec volumes d'oxydation, compresseurs de vapeurs nitreuses, etc.

Procédé mono-pression de fabrication d'acide nitrique

Cet exemple correspond à une unité de production d'acide nitrique par un procédé mono-pression. Il s'agit également d'un procédé assez classique de production industrielle d'acide nitrique.
Les principaux modules spécifiques au simulateur ProSimPlus HNO3 sont ici mis en ouvre : colonne d'oxydo-absorption de vapeurs nitreuses, condenseurs de vapeur nitreuses, réacteurs d'oxydation, échangeurs de chaleur avec volumes d'oxydation, compresseurs de vapeurs nitreuses, etc.


BatchReactor

Les exemples présentés ci dessous illustrent l'utilisation de BatchReactor

Identification du schéma réactionnel de la synthèse du thymol

Cet exemple présente l’utilisation de données expérimentales en suivi de concentration pour établir un schéma réactionnel. Les réactions prises en compte sont contrôlées par la cinétique. A l’issue de l’identification, un calculateur réactif est généré. Ainsi, les constituants, le modèle thermodynamique et les réactions chimiques pourront être renseignés automatiquement dans les simulations BatchReactor et BatchColumn.

Simulation d'un scénario de montée en pression d'un réacteur diphasique

Cet exemple présente un cas simple de montée en pression d’un réservoir, suivie d’une dépressurisation après rupture du disque de sécurité. Les caractéristiques du flux à l’évent et l’évolution de la charge du réservoir sont suivies au cours du temps

Réacteur avec réactions catalytiques hétérogènes

L’intérêt principal de cet exemple réside dans la simulation d’un jeu de trois réactions catalytiques hétérogènes. Ces réactions suivent le formalisme de Langmuir-Hinshelwood.

Réacteur monophasique avec synthèse de chauffe - Analyse de risque

Cet exemple présente la modélisation d’un réacteur monophasique liquide pour lequel le système de chauffe est décrit. Un autre intérêt est de placer deux évènements d’arrêt pour une même étape. Cet exemple permet également de simuler un cas de panne sur le réacteur.

Extrapolation d'un réacteur de chloration

L’intérêt principal de cet exemple est l’extrapolation d’un réacteur de chloration. La chloration de l’o-chlorotoluène est réalisée dans un réacteur diphasique liquide-vapeur. Le dispositif de chauffage/refroidissement du réacteur et la géométrie du condenseur sont spécifiés. Au cours de l’étape de réaction, le niveau de température dans le réacteur est contrôlé par un PID.

Réacteur de synthèse du Thymol

L’intérêt principal de cet exemple est d’utiliser un calculateur réactif généré par Simulis Kinetics à l’issue de l’identification du schéma réactionnel de la synthèse du thymol. Ainsi, les constituants, le modèle thermodynamique et les réactions chimiques sont renseignés automatiquement dans la simulation BatchReactor. Le dispositif de refroidissement du réacteur est spécifié.

Simulation de la production batch d'acide gluconique avec un modèle cinétique utilisateur

Cet exemple de biotechnologie blanche traite de la fermentation du glucose en acide gluconique, ce qui implique l’oxydation du groupe aldéhyde du sucre en groupe carboxyle. La modélisation mathématique du mécanisme réactionnel utilise des équations spécifiques (de type Monod) qui ne sont pas disponibles dans les bibliothèques de réactions chimiques standards comme Simulis Reactions.

Simulation de l'hydrolyse enzymatique batch de l'amidon avec un modèle cinétique utilisateur

L’intérêt principal de cet exemple est la possibilité pour l’utilisateur de décrire ses propres modèles cinétiques grâce à l’utilisation du mode avancé de Simulis Reactions, serveur de réactions chimiques utilisé dans BatchReactor.

Oxydation batch de la sauce tomate

L’intérêt principal de cet exemple est la possibilité pour l’utilisateur de décrire ses propres modèles cinétiques grâce à l’utilisation du mode avancé de Simulis Reactions, serveur de réactions chimiques utilisé dans BatchReactor.

Simulation de la production batch de poly-B-hydroxybutyric acid (PHB) avec un modèle cinétique utili

L’intérêt principal de cet exemple est la possibilité pour l’utilisateur de décrire ses propres modèles cinétiques grâce à l’utilisation du mode avancé de Simulis Reactions, serveur de réactions chimiques utilisé dans BatchReactor.


BatchColumn

Les exemples présentés ci dessous illustrent l'utilisation de BatchColumn

Purification du Thymol par distillation Batch

L’intérêt principal de cet exemple est de décrire deux systèmes de chauffe différents pour le bouilleur : une double-enveloppe et un serpentin. Par ailleurs, un calculateur réactif généré par Simulis Kinetics à l’issue de l’identification du schéma réactionnel de la synthèse du thymol est également utilisé. Ainsi, les constituants, le modèle thermodynamique et les réactions chimiques sont renseignés automatiquement dans la simulation BatchColumn.


ProSim DAC

Les exemples présentés ci dessous illustrent l'utilisation de ProSim DAC.

Procédé VTSA - Adsorption de dichlorométhane sur un charbon actif

Cet exemple traite d’un procédé VTSA (Vacuum Thermal Swing Adsorption) dans lequel du dichlorométhane est adsorbé sur un charbon actif. La régénération du charbon actif est faite en deux étapes :
1. Thermiquement par un courant d’azote chaud,
2. Sous vide par un courant d’azote à basse pression.

Procédé TSA - Adsorption de dichlorométhane sur un charbon actif

Cet exemple traite d’un procédé TSA (Thermal Swing Adsorption) dans lequel du dichlorométhane est adsorbé sur un charbon actif. La régénération thermique du charbon actif est faite par un courant d’azote chaud.

Procédé TSA - Adsorption de propane sur un charbon actif

Cet exemple traite d’un procédé TSA (Thermal Swing Adsorption) dans lequel du propane est adsorbé sur un charbon actif. La régénération thermique du charbon actif est faite par un courant d’azote chaud.


ProSec

Les exemples présentés ci dessous illustrent l'utilisation de ProSec

Simulation d'un échangeur à plaques et ailettes à courants croisés (PFHE)

Cet exemple présente la simulation d’un échangeur à plaques et ailettes à courants croisés utilisé dans une application gaz-gaz. Cet échangeur est modélisé en utilisant ProSec, l’opération unitaire CAPE-OPEN de ProSim dédiée à la simulation des échangeurs à plaques et ailettes. Les données thermodynamiques et physico-chimiques sont automatiquement calculées en utilisant le serveur de calcul thermodynamique du logiciel de simulation de procédé.

Récupération de GPL

Cet exemple présente un échangeur de chaleur à plaques et ailettes brasées utilisé dans un procédé de récupération de GPL d’un gaz naturel. Cet échangeur est modélisé en utilisant ProSec, l’opération unitaire CAPE-OPEN de ProSim dédiée à la simulation des échangeurs à plaques et ailettes brasées. ProSec permet de prendre en compte l’effet de l’empilage et de la pression sur les courbes enthalpiques.
Deux cas sont considérés concernant les données thermodynamiques et les propriétés physico-chimiques nécessaires : calculées automatiquement par le serveur thermodynamique ou fournies sous forme tabulée par l’utilisateur.

Simulation d'un échangeur à plaques et ailettes brasées avec l'opération unitaire CAPE-OPEN ProSec

Cet exemple traite le cas d’un échangeur de chaleur à plaques et ailettes brasées à deux fluides. Une sortie
latérale est disposée sur le courant chaud. Le courant froid présente une recirculation externe. Cet échangeur est modélisé en utilisant ProSec, l’opération unitaire CAPE-OPEN de ProSim dédiée à la simulation des échangeurs à plaques et  ailettes brasées. ProSec permet de prendre en compte l’effet de l’empilage et de la pression sur les courbes enthalpiques.