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الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET P

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة التعليم العالي والبحث العلمي MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE جامعة باتنة 2 UNIVERSITE « BATNA- 2 » كلية النكنولوجيا FACULTE DE TECHNOLOGIE قسم الهندسة الصناعية DEPARTEMENT GENIE INDUSTRIEL Master M1Génie Chimique Matière : Simulateurs en GP (Aspen HYSYS) Sous groupe :  NESSAH MEHDI  SAMMOUDI ZOHIR Sommaire I Sommaire Sommaire…………………………………………………………………….....I I-Introduction …………………………………………………………………1 II-Présentation du procédé à simuler ………………………………………..1 A. Description du programme de simulation HYSYS ………………………1 B. Concepts et caractéristiques du simulateur HYSYS………………….1 C. Environnement de simulation.................................................................2 D. Choix du modèle thermodynamique…………………………………..2 E. Méthodes de résolutions de compresseur dans le programme HYSYS…………3 III-Etapes de simulation……………………………………………………....3 IV-Schéma de procédé établi par HYSYS……………………………….…8 V-Résultats obtenus et discussion…………………………………………….8 VI-Conclusion.....................................................................................................9 Simulateurs en GP (Aspen HYSYS) Page 1 I. Introduction : 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 d’optimiser son 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 scénarios et d’en déduire le comportement du système physique analysé. Il existe un très grand nombre de logiciels de simulation des procédés chimiques. On présente une liste non-exhaustive des logiciels les plus utilisés au niveau mondial tell que : (Aspen), (Chemcad), (DesignII), (Hysys), (Ideas), (Indiss), (Prosim), (ProII), (Sim42) Le logiciel dont nous disposons est le logiciel HYSYS de la société Hyprotech qui est une filiale du groupe Aspentech. Il existe deux versions du logiciel : HYSYS.Process (simulation à l’état stationnaire) et HYSYS.Plant (simulation dynamique). Les objectifs majeurs des simulateurs de procédés (Hysys), sont les suivants :  résoudre les équations de bilans matière et énergie pour l'ensemble des appareils du procédé .  calculer les caractéristiques (débit, composition, température, pression, propriétés physiques) pour tous les fluides qui circulent entre les appareils .  fournir les éléments nécessaires au dimensionnement des équipements, tels que les quantités de chaleur échangées ou les débits internes d'une colonne. II. Présentation du procédé à simuler A. Description du programme de simulation HYSYS HYSYS est un programme de simulation qui est prouvé industriellement et largement utilisé dans l’industrie du pétrole, gaz et énergie pour la simulation des équipements et des processus et le compresseur l’un d’eux. HYSYS est considéré comme un outil de simulation pour simuler des compresseurs nouveaux et dégradés ainsi que la construction du modèle de compresseur sur site pour l'analyse des données et l'optimisation opérationnelle ainsi qu’il est utilisé pour les travaux en cours de recherche. B. Concepts et caractéristiques du simulateur HYSYS Concepts de base du simulateur HYSYS HYSYS 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. Non seulement toute nouvelle information est traitée dès son arrivée mais elle est propagée tout au long du Flowsheet. Dans ce qui suit, on définit les principaux concepts de base et vocabulaires associés, qui sont utilisés pendant les étapes de construction d’un modèle dans le simulateur HYSYS.  « Flowsheet » : c’est un ensemble d’objets « FlowsheetElements » (courants de matière, d’énergie, d’opérations unitaires, de variables opératoires) qui constituent tout ou une partie du procédé simulé et qui utilisent la même base de données thermodynamique « FluidPackage ».  Fluid Package: il permet de définir les composants chimiques présents dans le procédé simulé et leur affecte les propriétés chimiques et physiques contenues dans la base de données des corps purs. Il permet aussi de définir les modèles thermodynamiques qui seront utilisés pour le calcul des propriétés des mélanges et de définir les cinétiques des réactions chimiques mises en jeu dans le procédé.  Process Flow Diagram: ce diagramme permet de visualiser les courants et les opérations unitaires, représentées par des symboles dans le « Flowsheet », ainsi que la connectivité entre les courants, les opérations unitaires et les tableaux des propriétés des courants. Simulateurs en GP (Aspen HYSYS) Page 2  Workbook : il permet d’avoir accès à l’information sur les courants et les opérations unitaires sous forme de tableau de données.  Desktop: c’est l’espace principal de HYSYS pour visualiser les fenêtres lors de la conception.  Propertyview : il contient l’information décrivant un objet (opération ou courant)  Simulation Case (fichier de simulation) : c’est l’ensemble des FluidPackage,Flowsheets et Flowsheet Elements qui constituent le modèle. C. Environnement de simulation Il existe 5 environnements de développement pour manipuler et mettre en forme l’information dans le simulateur : Environnement « Basis Manager »: cet environnement permet de créer et modifier le « Fluid Package ». Environnement « OilCharacterization »: il est utilisé pour caractériser les fluides de type pétrolier Environnement « Main Flowsheet »: il permet de définir la topologie du Flowsheet principal de la simulation. Il est utilisé pour placer et définir les différents courants, opérations unitaires et « Sub-Flowsheets » qui constituent le procédé simulé. Lorsque le système réel que l’on souhaite observer devient trop complexe et que de nombreuses variables sont en jeu, la modélisation intervient pour prendre en charge et traiter les problèmes : un modèle est élaboré pour essayer de rendre compte de la complexité du système tout en essayant de réduire le nombre de paramètres. Figure 1 : Logigramme pour la modélisation et la simulation d’un processus. L’analyse du système, la modélisation et la simulation constituent les trois étapes fondamentales de l’étude du comportement dynamique des systèmes complexes (procédé) : L’analyse du système consiste à définir les limites du système à modéliser, à identifier les éléments importants ainsi que les types de liaison et d’interaction entre ces éléments et à les hiérarchiser. La modélisation vise à représenter de la meilleure façon possible un objet réel par un ou des modèles sous forme mathématique. D’une manière générale, lors de l’élaboration du modèle, trois types de données sont nécessaires :  les paramètres chimiques (réactions, produits formés, cinétiques et mécanismes),  les paramètres de transfert (matière, énergie, quantité de mouvement),  l’hydrodynamique caractérisant les équipements. La simulation étudie le comportement d’un système. Elle permet, en particulier, d’étudier l’évolution du système en faisant varier un ou plusieurs facteurs et en confrontant les valeurs calculées aux valeurs observées. D. Choix du modèle thermodynamique Pour les applications de raffinage de pétrole, de traitement de gaz et de pétrochimies, l’équation d’état de PENG ROBINSON (PR) est généralement le modèle recommandé. Les améliorations apportées par Hyprotech à cette équation d’état lui permettent d’être exact pour une variété de systèmes sur un large domaine de conditions. Elle résout rigoureusement tous les systèmes composés d’une seule phase, bi-phasique ou un système à trois phases avec haut degré d’efficacité et de précision, et est applicable sur une grande gamme de conditions. Simulateurs en GP (Aspen HYSYS) Page 3 E. Méthodes de résolutions de compresseur dans le programmeHYSYS Il existe plusieurs méthodes de solution de compresseur dans HYSYS, selon les informations a été spécifiées et/ou sans utiliser les courbes caractéristiques du compresseur. En général, la résolution est fonction du débit, la variation de pression, et le rendement. Lorsque le compresseur est en conception, les courbes de performance ne sont pas disponibles. Dans ce cas, la performance du compresseur est estimée sans les courbes en fixant des paramètres de conception spécifiques. Toutefois, lorsqu'un ou plusieurs compresseurs existants sont analysés pour l'évaluation des performances ou l'appariement de données, les courbes de performance sont normalement disponibles auprès du fabricant. On note que ces courbes de performance sont les valeurs attendues fournies par le fabricant au début et qui ne représentent pas nécessairement la performance réelle ou actuelle du ou des compresseurs telle que prédite par le fabricant. C'est alors que la correspondance des données devient critique dans la modélisation afin que l'effet des variables sur la performance du compresseur puisse être analysé de manière fiable . les méthodes de résolution de ce logiciel :  Sans courbes de performance  Méthode 1 : 1. Le débit et la pression d'entrée sont connus. 2. Spécifier la pression de sortie. 3. Spécifier le rendement adiabatique ou poly tropique. HYSYS calcule l'énergie requis, la température de sortie et l'autre rendement.  Méthode 2 : 1. Le débit et la pression d'entrée sont connus. Puis : 2. Spécifier le rendement et la puissance. HYSYS calcule la pression de sortie, la température et tout autre rendement.  Avec courbes de performance  Méthode 1 : 1. Le débit, température et la pression d'entrée sont connus. Puis : 2. Précisez la vitesse de fonctionnement. 3. HYSYS utilise les courbes pour déterminer le rendement et la hauteur. HYSYS calcule la pression de sortie, la température et la puissance  Méthode 2 : 1. Le débit, la pression d'entrée et le rendement sont connus. Puis : 2. HYSYS interpole les courbes pour déterminer la vitesse de fonctionnement et la hauteur. HYSYS calcule la pression de sortie, la température et uploads/Management/ mini-projet-la-simulation-des-procedes.pdf