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AZprocede, simulation dynamique de procédés


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Description de l’installation COLONNE D'EXTRACTION REGULEE

  • une colonne vide à compartiments agités
  • deux bacs tests, deux bacs finaux et un bac de vidange avec gestion des deux phases.
  • une régulation de niveau d'interface, et des régulations cascade compositions de sorties sur débits d'entrées.

voir aussi:

Outils graphiques d’analyse du procédé

  • affichage des niveaux de chaque phase avec couleurs, y compris mélange de phases dans la colonne et les bacs tests et finaux,
  • tracé de la courbe de partage en rapport massique Y=f(X), avec construction de MacCabe et Thiele, et points représentant les entrées et sorties en temps réel (solvant et diluant non miscibles),
  • tracé des profils de rapports massiques, titres massiques, débits, vitesse,
  • tableau regroupant pour chaque cellule du modèle les débits, inventaires, compositions, vitesses,
  • historique des variables procédé.

Dimensionnement et réglages

La plupart des dimensions et paramètres de l’installation sont réglables, pour permettre la simulation d’une installation quelconque :

Pour les colonnes :

  • diamètre et hauteur de la colonne,
  • diamètre et hauteur du pied et de la tête de colonne,
  • débits maxi des phases (fixant les capacités des bacs et recettes),
  • mesure du niveau d'interface en pied ou en tête, cv de la vanne de fond (LIC),
  • coefficient de perte de charge de la ligne constituant la garde hydraulique de soutirage phase lourde,

Pour le modèle, les suivantes peuvent être activées:

  • calcul du débit de phase lourde en fonction de la hauteur de la garde hydraulique,
  • calcul du diamètre des gouttes de phase dispersée (pour calcul de la vitesse),
  • calcul de la vitesse relative des phases (fonction du diamètre des gouttes et des masses volumiques),
  • calcul de la masse volumique de chaque phase en fonction de son titre en soluté,
  • nombre de cellules de résolution

Pour le mélange ternaire : solvant et diluant non miscibles, répartition du soluté dans chaque phase à l'équilibre par courbe d'équilibre en rapport massique d'équation Y = k X ( 1 + k2 X), avec Y rapport massique en phase légère et X rapport massique en phase lourde,

Pour les régulateurs: mode (manuel-automatique) et configuration (constantes proportionnelle, intégrale et dérivée, échelles, sens d’action…)

Modèle numérique

  • Calcul des équilibres du mélange ternaire par corrélation à paramètres ajustables, solvant et diluant non miscibles.
  • Résolution des équations de bilan matière, d’écoulement (écoulement de deux phases liquides avec gestion de l'engorgement) et d'équilibre permettant de gérer les séquences de mouillage (garnissage avec rétention de liquide), de remplissage de l’installation, de démarrage, de réglage, de suivi de la mise en régime stationnaire, et enfin de gérer l’arrêt et la vidange de l’installation.
  • Calcul de la dynamique de mise en équilibre des phases par une cinétique du premier ordre réglable (colonne pilote), ou fonction de l'agitation (colonnes agitées, ampoule à décanter).
  • Calcul de la vitesse relative des deux phases liquides par modèle avec corrélation de trainée pour les sphères. En pratique, la solution obtenue est proche de l'équation stokes en régime laminaire, v=(d2.(rS-rL).g)/(18.m). La vitesse relative est donc fonction de l'agitation (taille des gouttes) et des masses volumiques de chaque phase.
  • Calcul de la masse volumique des phases fonction du titre en soluté (mélange idéal).