ProSimPlus HNO3

Simulation d'unités de production d'acide nitrique et d'absorption de vapeurs nitreuses

ProSimPlus HNO3 est un outil d’ingénierie de procédés unique, spécifiquement conçu pour représenter les unités de production d’acide nitrique et d’absorption de vapeurs nitreuses. Il permet la représentation et l’analyse précise des procédés où, interviennent l’absorption de vapeurs nitreuses et les phénomènes physico-chimiques complexes associés (réactions d’oxydation du monoxyde d’azote, de dimérisation du dioxyde d’azote, absorption des oxydes d’azote dans les solutions aqueuses d’acide nitrique…).

 

« L’ensemble des équipements, la thermodynamique intégrée, la facilité d’utilisation et la possibilité de modéliser de nombreux scénarios différents avec ProSimPlus HNO3 me permettent d’étudier de nouvelles configurations d’usines pour l’industrie de l’acide nitrique. De plus, travailler avec l’équipe du Support de ProSim, c’est comme avoir sa propre équipe d’ingénieurs brillants qui réagit rapidement avec des solutions appropriées. »

Jerry Davis, Nitric Acid Process Consultant (Kingwood, Texas, Etats-Unis)

 

Caractéristiques

Les équipements nécessaires pour bien représenter ce type d’unités : colonnes d’absorption, condenseurs de vapeurs nitreuses…

De nombreuses années d’expérience immédiatement disponibles au niveau de calculs de propriétés et des réactions chimiques

Les bilans complets d’installation obtenus sans essai de convergence laborieux

Un logiciel ouvert et facile à utiliser

Un logiciel de référence utilisé par les intervenants majeurs du domaine

Pourquoi un logiciel spécifique ?

ProSimPlus HNO3 est un outil d'ingénierie de procédés unique, spécifiquement conçu pour représenter les unités de production d'acide nitrique et d'absorption de vapeurs nitreuses

 

La complexité des phénomènes physiques et chimiques mis en jeu (réactions en phase gaz dans la plupart des équipements, propriétés thermodynamiques difficiles à représenter,…) et la spécificité des équipements rencontrés dans ce type d’unités font qu’il est pratiquement impossible de les simuler avec un logiciel général de simulation tel qu’on peut en trouver sur le marché. Il est ici nécessaire de prendre en compte des paramètres de dimensionnement (volume des tuyauteries, espacement entre les plateaux des colonnes d’absorption, etc..) dès les phases de conception car en créant des volumes d’oxydation ils interviennent sur les bilans matière et énergie ce qui n’est généralement pas le cas dans les autres procédés et n’est donc pas pris en compte par les outils généraux. Face à cela certaines sociétés ont développé des programmes internes pour les principales opérations unitaires, mais ces outils sont peu flexibles, se révèlent inefficaces pour appréhender un procédé complet et posent des problèmes de maintenance et de pérennité.

 

ProSimPlus HNO3 est bâti sur plus de 30 ans d’expérience dans la modélisation des unités de production d’acide nitrique et l’absorption des vapeurs nitreuses (Thèse du Prof. Xavier Joulia – 1981 – « Contribution au développement d’un programme général de simulation – Application à l’analyse du fonctionnement d’un atelier de production d’acide nitrique » ). Depuis, ce savoir-faire est sans cesse enrichi, mis à jour et validé.

 

 

Configuration matérielle requise

Compatible PC à base de processeur Intel Pentium, possédant :

  • 2 Go de RAM ou plus (4 Go ou plus recommandés).
  • Système d’exploitation 32 bits ou 64 bits : Microsoft Windows XP, Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10, Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows Server 2012, Windows Server 2016 (nous consulter pour d’autres systèmes).
  • Au moins 2 Go d’espace disque disponible après installation pour de bonnes performances d’utilisation.
  • Un accès internet (pour télécharger le logiciel et la licence).

Il est utilisé aussi bien en conception qu’en exploitation pour l’optimisation de procédés, le dégoulottage d’unités ou le revamping. Grâce à une modélisation fidèle de l’installation en régime permanent, il permet d’en accroître rapidement les performances, d’augmenter significativement leur rentabilité ou de faire face à de nouvelles réglementations.

 

Interface ProSimPlus HNO3

 

Un vaste savoir faire intégré au niveau des propriétés et des réactions chimiques

En complément de la bibliothèque d’opérations unitaires habituellement disponibles dans les simulateurs généraux, ProSimPlus HNO3 offre tous les équipements spécifiques aux procédés de production d’acide nitrique, notamment :

  • Les colonnes d’oxydo-absorption de vapeurs nitreuses par une solution aqueuse d’acide nitrique avec plusieurs alimentations intermédiaires de condensat, et/ou soutirages intermédiaires d’acide, prenant en compte les réactions chimiques en phase gaz, le transfert de matière avec réaction chimique en phase liquide, les volumes d’oxydation entre les plateaux et éventuellement d’efficacité d’oxydation du monoxyde d’azote. Colonnes à plateaux, à garnissage, à pulvérisation, refroidissements sur les plateaux, etc.
  • Les réacteurs (ou volumes d’oxydation) pour l’oxydation en phase gazeuse du monoxyde d’azote et la dimérisation du dioxyde en peroxyde, avec écoulement de type « piston » ou « réacteur parfaitement agité ». Réacteur adiabatique, isotherme ou à température de sortie imposée, avec prise en compte de plusieurs réactions et d’un ensemble de taux de conversion.
  • Les systèmes de compression et de détente : compresseur mono-étagé ou multiétagé isentropique ou polytropique (configurables à partir des courbes du constructeur), turbine mono_étagée avec possibilité de condensation, pompe volumétrique ou isentropique.
  • Les échangeurs de chaleur avec prise en compte des réactions d’oxydation en phase gaz.
  • Les condenseurs de vapeurs nitreuses : modèles « rate-based » ou simplifié.

De plus, ProSimPlus HNO3 est un logiciel particulièrement ouvert qui permet aux utilisateurs d’y intégrer leur savoir-faire spécifique.

 

Un package thermodynamique adapté, performant et fiable

ProSimPlus HNO3 intègre des modèles physico-chimiques mis au point par de nombreuses années de recherche et validés par une utilisation intensive. Ces éléments sont déjà dans le logiciel, l’utilisateur peut donc se concentrer sur d’autres aspects de son procédé.

Parmi les éléments directement disponibles on trouve notamment :

  • Une base de données complète de propriétés des constituants intervenant dans ce type de procédés (H2O, NO, NO2, N2O4, N2, O2, HNO3, NH3, N2O, N2O3, HNO2, CO2, CO, CH4, H2, SO2, SO3).
  • Un modèle thermodynamique basé sur des équations spécifiques obtenues à partir de mesures expérimentales et capable de bien représenter la non-idéalité de la phase liquide (fugacités liquide, enthalpies d’excès, densités des solutions, etc)
  • Un modèle particulièrement adapté aux fortes concentrations d’acide nitrique (colonnes de concentration ou de blanchiment)
  • La prise en compte automatique des transferts de matière avec réaction chimique en phase liquide : absorption de N2O4 et de N2O3, hydrolyses rapide en HNO3 et HNO2 et décomposition de HNO2
  • La prise en compte automatique en phase gaz des réactions chimiques avec des corrélations spécifiques :
    • modèle cinétique de la réaction d’oxydation du NO en NO2, en phase gaz (Sherwood’s, Koukolik et Marek, etc)
    • constante d’équilibre de dimérisation du NO2 en N2O4, en phase gaz (Koukolik et Marek, Bodenstein, etc)
    • constante d’équilibre de la formation de N2O3 en phase gaz (Miller, Beattie et Bell, etc)
    • constante d’équilibre des systèmes NOx-H2O-HNO3 (Koukolik et Marek, Zhidkov, Carberry, etc)

Toutes les réactions susceptibles de se produire dans les procédés de production d’acide nitrique, ou lors de l’absorption de vapeurs nitreuses, ont été intégrées : réactions de formation de l’acide nitrique (HNO3), de l’acide nitreux (HNO2), du dioxyde d’azote (NO2), du trioxyde d’azote (N2O3) et du tetraoxyde d’azote (N2O4). La prise en compte systématique de ces réactions dès la mise en équation des différents modèles garantit la robustesse et la rapidité de calcul.

 

Un logiciel de référence rapidement adopté par les utilisateurs

Les principales sociétés d’ingénierie du domaine de l’acide nitrique et les producteurs d’engrais les plus performants au niveau mondial s’appuient déjà sur ProSimPlus HNO3 pour concevoir de nouvelles unités ou revamper des installations existantes. Ce logiciel se révèle également très utile dans toutes les industries qui ont à traiter des NOx : énergie, chimie, nucléaire, etc.

 

ProSimPlus HNO3 est d’une utilisation très intuitive

Ceux qui ont l’habitude d’utiliser un autre outil de simulation sont surpris par sa facilité de prise en main et les novices en flowsheeting n’ont pas besoin de formation longue et coûteuse pour être pleinement opérationnels. L’interface graphique offre de nombreuses fonctionnalités pour l’exploitation simple et rapide des résultats : tableau résumant les caractéristiques des courants, aide en ligne, gestion des différents systèmes d’unités, résultats sous formats HTML, Excel, etc.

ProSimPlus HNO3 est disponible en français et en anglais