GCH-17802 CAO en GCH - Département de génie chimique

GCH-17802 CAO en GCH
Carl Duchesne
Automne 2004
Plan de cours - objectifs
Maîtriser le logiciel de simulation HYSYS
Initier aux problèmes et techniques de
conception des procédés
Plan de cours - contenu
Définition de la CAO en génie chimique
ordinateurs
conception;
Structure des outils de CAO
Théorie générale de la conception de procédé
Les modèles thermodynamiques
Les recirculations et le diagramme de procédé
la recirculation des réactifs
la recirculation thermique
les limites
Les échangeurs de chaleur
minimisation des échanges thermiques
nombre minimum d'échangeurs
la récupération thermique
Les réacteurs
La dynamique et le contrôle des procédés
industriels
Logiciel de CAO HYSYS 3.2.
La conception des opérations de séparation
séparation de vapeur
séparation de liquide
les azéotropes
*cours d’intégration
Plan de cours - évaluation
La note de passage est de 50%.
- examen pratique 1:
- examen pratique 2:
- devoir 1
- devoir 2
30%
40%
10%
20%
———
100%
Devoirs et examens sur HYSYS
(19 octobre 2004)
(7 décembre 2004)
(remettre le 21 octobre 2004)
(remettre le 9 décembre 2004)
Plan de cours - organisation
Exercices (4)
Rythme du cours
Travail par équipe de deux (2) sur un PC
un sur le PC
l’autre prend des notes
échanger les rôles à chaque cours
Assistant de cours: Ryan Gosselin
Introduction à la CAO
Problème typique de la CAO:
On veut fabriquer 3 grades de cyclohexane, à 85% (solvant), 95%
(technique) et 99,5% (laboratoire) de pureté pour différentes
applications (marchés).
Les lignes suivantes sont disponibles pour alimenter le procédé:
ligne 1: T, P, composition, débit
ligne 2: T, P, composition, débit
…..
ligne n: T, P, composition, débit
Réaction chimique connue, mais possible qu’il y ait plusieurs chemins!
Contraintes? (environnement, productivité, espace, etc.)
Introduction à la CAO
Conception du procédé:
Quelles pièces d’équipement sont nécessaires?
Quelle est la séquence des équipements (flowsheet)?
Prévoir les services (utilities)
Recirculation de la matière et de l’énergie (intégration thermique)
Optimisation du procédé (flowsheet et conditions d’opération)
Étude économique (Technico)
Introduction à la CAO
Rôle de l’ordinateur en conception:
Imaginez concevoir un procédé à la main!
L’ordinateur est utile pour mettre en œuvre des outils de conception,
comme le logiciel HYSYS, pour
évaluer rapidement plusieurs configuration (simulation)
optimiser le flowsheet ou les conditions d’opération
prédire les performances
dimensionner les équipements
faire les calculs technico-économiques
etc.
Introduction à la CAO
Logiciels de conception:
Il existe quelques logiciels sur le marché:
Aspen+ (AspenTech)
HYSYS (AspenTech, avant Hyprotech)
PRO II (SimSci)
ChemCAD
*structure similaire
Introduction à la CAO
Logiciels de conception:
Structure générale de ces logiciels
Sélection des composés
Sélection du modèle thermodynamique (calcul des propriétés physiques)
Définition des réactions chimiques et de leurs paramètres
Environnement de simulation: choix des unités, flowsheet et simulation
Design (rating) des équipements
Calculs technico-économiques
Dynamique des systèmes et contrôle des procédés
Introduction à la CAO
Logiciels de conception:
Types de modèles
Équations différentielles représentant les bilans de matière, d’énergie et
de quantité de mouvement
Empiriques (coefficients de transfert de chaleur et de matière, facteurs
de friction, la plupart des modèles thermo, etc.)
Résolution statique et dynamique des modèles (simulation)
Variété d’algorithme numériques pour la résolution des systèmes
d’équations différentielles
Algorithme d’optimisation
Etc.