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Options des modèles RECTIFICATION

Pression de tête de la colonne (bar a) : cette pression est considérée comme constante, et vaut par défaut la pression atmosphérique. Elle peut néanmoins être forcée à une autre valeur pour simuler une colonne ou un bouilleur sous pression, ou sous vide. La pression influence la température d’ébullition des produits, ainsi que la densité de la vapeur (effet sur les vitesses vapeur, la deltaP des plateaux et la limite d’engorgement de l’appareil). Pour un même trafic interne, une baisse de pression nécessite une colonne de plus gros diamètre.

Rq : la pression est calculée dans le modèle rectification sous pression.

Sous-refroidissement du reflux (°C) : dans les colonnes réelles, le reflux est rarement à sa température d’ébullition. On peut fixer dans le modèle un sous-refroidissement des condensâts par rapport à la température de fin de condensation des vapeurs de tête de la colonne. La température du reflux est calculée à partir de la température des condensâts sous-refroidis, et des pertes thermiques du ballon de reflux.

Effet de la deltaP des plateaux sur les températures d'ébullition : la perte de charge de chaque plateau entraîne un accroissement de la pression du haut vers le bas de la colonne. Le modèle permet de négliger ou non l’influence de cet accroissement de pression sur les températures d’ébullition des produits.

Gestion de l’engorgement : l’engorgement correspond (dans ce modèle) à l’impossibilité pour tout ou partie du liquide de descendre d’un plateau i au plateau i-1. Ceci survient sous l’effet combiné de la perte de charge du plateau i et de la perte de charge du liquide sous le déversoir entre le plateau i et i-1. Ces deux effets entraînent une remontée de liquide dans le déversoir qui, lorsqu’elle excède l’espacement des plateaux, empêche le plateau i de se vider. Son niveau de liquide monte alors, ce qui accroît encore la perte de charge et conduit à une accumulation de liquide dans la colonne. Seule une baisse franche de la chauffe permet, par réduction des pertes de charges, de ramener la colonne à des conditions normales de fonctionnement lorsque le phénomène est diagnostiqué à temps.  La gestion de l’engorgement peut-être supprimée par le modèle, permettant à la colonne simulée de fonctionner dans toutes les conditions. La solution la plus réaliste reste néanmoins de redimensionner la colonne, par exemple en augmentant son diamètre ou en augmentant l’espace entre les plateaux.

Titre massique de l’alimentation : la composition de l’alimentation peut-être choisie. Cette valeur peut également être modifiée colonne en fonctionnement (par exemple de 1 à 5%) pour observer la réponse des régulations à cette perturbation, ou pour essayer d’en minimiser les effets en agissant sur les régulateurs en manuel (bon exercice pour tenter de conserver les spécifications du distillat et du résidu).

Température du bac d’alimentation: vous pouvez fixer cette valeur à la température d’ébullition et laisser le préchauffeur d’alimentation à l’arrêt, pour simuler une colonne alimentée en liquide rigoureusement bouillant. Néanmoins la régulation de température en sortie du préchauffeur permet d’arriver au même résultat de façon plus réaliste. Cette température peut également être modifiée de +/-5°C pour voir l’influence de cette perturbation sur la régulation de température d’alimentation (si en service) ou sur la colonne.

Inventaires des bacs : les inventaires des bacs d’alimentation, de résidu et de distillat peuvent être forcés afin de pouvoir effectuer simplement des bilans matière sur l’installation sur une période de temps choisie. Pour cela, sur la colonne de rectification continue démarrée et en régime stationnaire, forcer le bac d’alimentation à 1000 kg et les bacs de distillat et de résidu à 0kg. Relever  les valeurs d’inventaire et de composition après un temps fixé (par ex 10mn), et vérifier les bilans globaux et en constituant volatil.

Rebouilleur thermosiphon : le fonctionnement du rebouilleur thermosiphon peut être désactivé à l’aide d’un bouton (/pour Tsiphon/Chauffe en kW), permettant alors d’appliquer une puissance de chauffe au bouilleur choisie directement par l’opérateur. Cette puissance, exprimée en kW, permet de simuler un rebouillage par résistances électrique par exemple. Attention au retour en rebouillage par thermosiphon.

 Pertes thermiques : le modèle résout le bilan enthalpique complet pour chaque plateau (bouilleur et ballon de reflux inclus). Il est tenu compte dans ce bilan des matériaux constituant la colonne elle-même (virole, internes…), assurant ainsi une inertie thermique réaliste même en l’absence de produit. D’autre part, un coefficient d’échange avec le milieu extérieur peut-être appliqué pour simuler des pertes thermiques. Les surfaces extérieures, sujettes aux pertes, sont calculées automatiquement en fonction de la géométrie de la colonne. On demande néanmoins confirmation de leurs valeurs lors de la modification du coefficient d’échange. Attention, ce coefficient ne s’applique qu’a la colonne et au ballon de reflux, chaque échangeur ou équipement supplémentaire ayant son propre coefficient de pertes thermiques.

 Température extérieure : sa modification à partir du bouton option s’applique à tous les équipements du modèle (colonne et ballon de reflux, préchauffeur d’alimentation, rebouilleur, condenseur). Elle peut également être modifiée pour un équipement particulier si celui-ci possède un bouton de réglage (par exemple thermosiphon).

Remarque : les options gestion de l’engorgement et effet de la deltaP des plateaux ne s’appliquent pas à la distillation flash, et l’option (rebouilleur thermosiphon – chauffe en kW) ne s’applique qu’à la rectification continue.