TROISIÈME PARTIE
OPTIMISATION DU PROCÉDÉ DE
DÉSHYDRATATION DE GAZ NATUREL
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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CHAPITRE I
Simulation de l'unité SERTERE
La simulation est un outil utilisé dans
différents domaines de l'ingénierie et de la recherche en
général, permettant d'analyser le comportement d'un
système avant de l'implémenter et/ou d'en optimiser le
fonctionnement, en testant différentes solutions et différentes
conditions opératoires. Elle s'appuie sur l'élaboration d'un
modèle du système, et permet de réaliser des
scénarii et d'en déduire le comportement du système
physique analysé.
Section 1 : Présentation du simulateur
Pro/II®
Les simulateurs de procédés utilisés
classiquement dans l'industrie, peuvent être considérés
comme des modèles de connaissance. Ils sont basés sur la
résolution de bilans de masse et d'énergie, des équations
d'équilibres thermodynamiques, ... et sont à même de
fournir l'information de base pour la conception. Ils sont principalement
utilisés pour la conception de nouveaux procédés
(dimensionnement d'appareil, analyse du fonctionnement pour différentes
conditions opératoires, optimisation), pour l'optimisation de
procédés existants et l'évaluation de changements
effectués sur les conditions opératoires.
Figure 3.1 : Interface graphique du simulateur
Pro/II®
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de gaz naturel
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Le simulateur PRO/II® (dont l'interface graphique est
présentée sur la figure 3.1 précédente) est l'offre
phare dans la suite logicielle de processus des concepteurs SimSci-Esscor
Ingénierie Suite (PSE). Ce simulateur d'état stable effectue des
bilans massiques et énergétiques rigoureux pour un large
éventail de procédés. De la séparation de l'huile
et du gaz à la distillation réactive, PRO/II® combine les
ressources de données d'une grande bibliothèque de composants
chimiques, et des méthodes extensives de prédiction de
propriétés thermodynamiques, avec les techniques les plus
avancées et flexibles d'opérations unitaires. Les
ingénieurs de procédés bénéficient
d'équipements informatiques pour effectuer tous les calculs de bilan de
masse et d'énergie, nécessaires pour modéliser des
procédés pour la plupart à l'état stable dans les
industries chimiques, du pétrole, du gaz naturel, de la transformation
de matières solides, et des polymères.
Tout changement spécifié sur un
élément est répercuté dans tout le modèle.
C'est un logiciel de simulation interactif intégrant la gestion
d'événements (« Event driven ») : c'est-à-dire
qu'à tout moment, un accès instantané à
l'information est possible, de même que toute nouvelle information est
traitée sur demande, et que les calculs qui en découlent
s'effectuent de manière automatique. Deuxièmement, il allie le
concept d'opérations modulaires à celui de résolution
non-séquentielle. Non seulement toute nouvelle information est
traitée dès son arrivée, mais elle est propagée
tout au long du « Flowsheet ».
Avant même de parler de modèles
d'opération de transformation de la matière, il faut des
modèles pour prédire les propriétés physiques de la
matière. C'est pourquoi, ce simulateur dispose d'une base de
données thermodynamiques contenant les propriétés des
corps purs et des mélanges (masse molaire, température
d'ébullition sous conditions normales, paramètres des lois de
tension de vapeur, ...). Tout simulateur industriel de procédés
chimiques est organisé autour des modules suivants :
? Une base de données des corps purs et un ensemble de
méthodes pour estimer les propriétés des mélanges
appelés aussi modèles thermodynamiques ;
? Un schéma de procédé permettant de
décrire les liaisons entre les différentes opérations
unitaires constituant l'unité (PFD pour Process Flow Diagram)
;
? Des modules de calcul des différentes opérations
unitaires contenant les équations
relatives à leur fonctionnement : réacteur
chimique, colonne de distillation, colonne de séparation,
échangeurs de chaleur, pertes de charges, etc... ;
? Un ensemble de méthodes numériques de
résolution des équations des modèles.
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