SIMULATION D UNE UNITE DE

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1 EXEMPLE D APPLICATION DE PROSIMPLUS SIMULATION D UNE UNITE DE DISTILLATION SOUS VIDE INTERET DE L EXEMPLE Cet exemple illustre la simulatin d une unité de distillatin sus vide d une cupe pétrlière sus PrSimPlus. DIFFUSION Libre-Internet Réservé aux clients PrSim Restreinte Cnfidentiel FICHIER PROSIMPLUS CORRESPONDANT PSPS_E23_FR - Distillatin sus Vide.pmp3 Il est rappelé au lecteur que ce cas d'utilisatin est un exemple et ne dit pas être utilisé à d'autres fins. Bien que cet exemple sit basé sur un cas réel il ne dit pas être cnsidéré cmme un mdèle de ce type de prcédé et les dnnées utilisées ne snt pas tujurs les plus exactes dispnibles. PrSim ne purra en aucun cas être tenu pur respnsable de l'applicatin qui purra être faite des calculs basés sur cet exemple.

2 Versin : Mai 2016 Page: 2 / 18 TABLE DES MATIÈRES 1. MODELISATION DU PROCEDE Présentatin du prcédé Schéma du prcédé Cnstituants Mdèle thermdynamique Cnditins pératires Alimentatin Clnne sus vide Flash triphasique généralisé Paramètres numériques RESULTATS Bilans matière et énergie Perfrmances du prcédé Prfils de la clnne 15 BIBLIOGRAPHIE 18

3 Versin : Mai 2016 Page: 3 / MODELISATION DU PROCEDE 1.1. Présentatin du prcédé Le système de distillatin sus vide est utilisé pur séparer les cupes pétrlières lurdes. Il s agit ici d une clnne de distillatin (nmmée «Clnne») à cndenseur partiel et taux de reflux nul munie de deux pumparunds. Le curant liquide alimentant la clnne est préchauffé dans un fur : ce fur est simulé au travers de la chauffe au rebuilleur, l alimentatin arrivant au pied de la clnne. La pressin d alimentatin est égale à celle en pied de clnne (65 mmhg). La température de l alimentatin est de 338 C : à cette température, le curant est liquide/vapeur (taux de vaprisatin mlaire d envirn 0,6). L état liquide est impsé à ce curant : l enthalpie de vaprisatin de l alimentatin est prise en cmpte dans la puissance de chauffe calculée au rebuilleur simulant à la fis le fur et le rebuilleur de la clnne. L ensemble des dnnées d entrée de ce prblème est dispnible dans [SIM83] Schéma du prcédé

4 Versin : Mai 2016 Page: 4 / Cnstituants La cupe à traiter est cmpsée de 30 cnstituants : de l eau et 29 pseud-cnstituants. Les pseud-cnstituants snt générés à partir de la TPB atmsphérique. L eau cnstitue ici un «light end» puisqu elle est slubilisée dans la cupe pétrlière et qu elle est le cmpsant le plus léger de la cupe. Le service de créatin de pseud-cnstituants est dispnible dans l éditeur de calculatr thermdynamique tel qu illustré ci-dessus. Service de créatin de pseud-cnstituants Les pseud-cnstituants snt générés à partir des prpriétés de la cupe furnies : - la température nrmale d ébullitin - la densité (specific gravity)

5 Versin : Mai 2016 Page: 5 / 18 Les dnnées nécessaires à la génératin snt visualisables dans les fenêtres suivantes :

6 Versin : Mai 2016 Page: 6 / 18 La curbe de distillatin est décupée de la manière suivante : 20 cnstituants entre 147 C et 427 C, 9 cnstituants entre 427 C et 677 C.

7 Versin : Mai 2016 Page: 7 / 18 Les températures nrmales d ébullitin des pseud-cnstituants ainsi générés avec Simulis snt regrupées dans le tableau ci-dessus. Cnstituant Température nrmale d ébullitin ( C) NBP-407(K) 134 NBP-441(K) 168 NBP-455(K) 182 NBP-469(K) 196 NBP-483(K) 210 NBP-497(K) 224 NBP-511(K) 238 NBP-525(K) 252 NBP-539(K) 266 NBP-553(K) 280 NBP-568(K) 295 NBP-582(K) 308 NBP-595(K) 322 NBP-609(K) 336 NBP-623(K) 350 NBP-637(K) 364 NBP-651(K) 378 NBP-665(K) 392 NBP-679(K) 406 NBP-693(K) 420 NBP-714(K) 441 NBP-742(K) 469 NBP-769(K) 496 NBP-797(K) 524 NBP-825(K) 552 NBP-853(K) 580 NBP-879(K) 606 NBP-908(K) 635 NBP-947(K) 674

8 Versin : Mai 2016 Page: 8 / 18 La cmpsitin mlaire de la cupe btenue est présentée dans le tableau ci-dessus. La masse mlaire calculée est de 358,46 g/ml. Cnstituant Cmpsitin mlaire WATER 0,01691 NBP-407(K) 0,02079 NBP-441(K) 0,00550 NBP-455(K) 0,00567 NBP-469(K) 0,00589 NBP-483(K) 0,00618 NBP-497(K) 0,00625 NBP-511(K) 0,00622 NBP-525(K) 0,00635 NBP-539(K) 0,00673 NBP-553(K) 0,00766 NBP-568(K) 0,01084 NBP-582(K) 0,02879 NBP-595(K) 0,03456 NBP-609(K) 0,03937 NBP-623(K) 0,03699 NBP-637(K) 0,03872 NBP-651(K) 0,04835 NBP-665(K) 0,05164 NBP-679(K) 0,05173 NBP-693(K) 0,05036 NBP-714(K) 0,11251 NBP-742(K) 0,10132 NBP-769(K) 0,07159 NBP-797(K) 0,05951 NBP-825(K) 0,05414 NBP-853(K) 0,06249 NBP-879(K) 0,02188 NBP-908(K) 0,01326 NBP-947(K) 0,01780

9 Versin : Mai 2016 Page: 9 / Mdèle thermdynamique Le prcédé étudié fait intervenir des mélanges cnstitués d eau et d hydrcarbures. Il a dnc été chisi l équatin d état Save-Redlich-Kwng (SRK) avec l ptin «Eau-Hydrcarbures». Le calcul du vlume mlaire liquide utilise le mdèle «Mélange idéal» Cnditins pératires Alimentatin L bjectif est de traiter kg/h de brut étêté (cmpsé de 280 kg/h d eau). La cupe pétrlière en alimentatin est à 338 C et 65 mmhg, l état liquide a également été impsé Clnne sus vide - Caractéristiques : Paramétrage Clnne à distiller avec cndenseur partiel Nmbre d étages thériques : 9 Spécificatin de fnctinnement en débit de distillat vapeur et débit de reflux Prfil de pressin : 30 mmhg au cndenseur, 30 mmhg au plateau 2, 38 mmhg au plateau 4, 50 mmhg au plateau 6, 65 mmhg en pied - Alimentatin : Brut étêté au plateau 9 - Sutirage : Gazle léger sus vide au plateau 4 Gazle lurd sus vide plateau 6 - Pumparund 1 : Du plateau 4 au plateau 2 (phase liquide) Débit : kg/h Puissance : - 7 Gcal/h (refridissement)

10 Versin : Mai 2016 Page: 10 / 18 - Pumparund 2 : Du plateau 6 au plateau 5 (phase liquide) Débit : kg/h Puissance : - 30 Gcal/h (refridissement) Objectifs - Débit de résidu liquide sec : 70 m 3 /h (vlumique standard liquide) Variable d actin : débit de distillat vapeur - Débit de gazle léger sus vide sec : 72 m 3 /h (vlumique standard liquide) Variable d actin : débit de sutirage de gazle léger sus vide - Débit de gazle lurd sus vide sec : 213 m 3 /h (vlumique standard liquide) Variable d actin : débit de sutirage de gazle lurd sus vide - Débit liquide au plateau 4 : 1 kml/h Variable d actin : puissance au rebuilleur du pumparund 1 - Débit liquide au plateau 6 : 85 m 3 /h (vlumique standard liquide) Variable d actin : puissance au rebuilleur du pumparund Initialisatin - Débit de sutirage liquide au plateau 4 : 100 kml/h (ce débit est ajusté par une spécificatin). - Débit de sutirage liquide au plateau 6 : 100 kml/h (ce débit est ajusté par une spécificatin). - Débit de distillat vapeur : 100 kml/h (ce débit est ajusté par une spécificatin) - Débit de reflux : 0 kml/h - Débit de distillat liquide : 0 kml/h

11 Versin : Mai 2016 Page: 11 / Flash triphasique généralisé - Caractéristiques : Paramétrage Température : 28 C Pressin : 25 mmhg Paramètres numériques Les paramètres numériques par défaut pur chaque mdule snt utilisés, sauf pur la clnne ù le facteur de relaxatin maximal est fixé à 0,5.

12 Versin : Mai 2016 Page: 12 / RESULTATS 2.1. Bilans matière et énergie Ce dcument ne présente que les bilans matière et énergie sur les curants les plus pertinents. PrSimPlus furnit cependant des résultats cmplets sur tus les curants et sur chaque pératin unitaire. Curants R1 V1 V2 V3 V4 V5 V6 De Brut étêté Clnne Clnne Clnne Clnne Flash Flash Vers Clnne Flash Gazle léger sus vide Gazle lurd sus vide Résidu sus vide Gaz d'évent Naphta sus vide Débit ttal kml/h 918,8 41,3 246,2 513,1 118,3 22,3 19,0 Fractins mlaires WATER 0, , , , , , ,00052 NBP-407(K) 0, , , , , , ,57042 NBP-441(K) 0, , , , , , ,13545 NBP-455(K) 0, , , , , , ,10129 NBP-469(K) 0, , , , , , ,06893 NBP-483(K) 0, , , , , , ,04530 NBP-497(K) 0, , , , , , ,02812 NBP-511(K) 0, , , , , , ,01684 NBP-525(K) 0, , , , , , ,01014 NBP-539(K) 0, , , , , E-06 0,00621 NBP-553(K) 0, , , , , E-06 0,00398 NBP-568(K) 0, , , , , E-07 0,00300 NBP-582(K) 0, , , , , E-07 0,00436 NBP-595(K) 0, , , , , E-08 0,00273 NBP-609(K) 0, , , , , E-08 0,00154 NBP-623(K) 0, , , , , E-09 0,00067 NBP-637(K) 0, , , , , E-10 0,00029 NBP-651(K) 0, , , , , E-11 0,00014 NBP-665(K) 0, , , , , E-12 0,00005 NBP-679(K) 0, , , , , E-13 0,00002 NBP-693(K) 0, E-06 0, , , E-14 5E-06 NBP-714(K) 0, E-07 0, , , E-15 1E-06 NBP-742(K) 0, E-08 0, , , NBP-769(K) 0, E-09 0, , , NBP-797(K) 0, , , , NBP-825(K) 0, , , , NBP-853(K) 0, , , , NBP-879(K) 0, E-06 0, , NBP-908(K) 0, E-08 0, , NBP-947(K) 0, E+00 0, , Etat physique Liquide Vapeur Liquide Liquide Liquide Vapeur Liquide Température C 338,0 107,1 155,3 294,7 396,3 28,0 28,0 Pressin mmhg Masse mlaire g/ml 358,46 87,14 252,73 381,63 572,72 48,63 132,24

13 Versin : Mai 2016 Page: 13 / Perfrmances du prcédé Sus PrSimPlus, il est pssible de générer les curbes TBP/ASTM des curants matière du prcédé. Pur ce faire, deux slutins snt dispnibles : - Sélectinner l ptin pur tracer les curbes TBP/ASTM de tus les curants matière du prcédé à la prchaine simulatin au niveau de l nglet «Prcédé», cmme illustré sur la figure suivante : - Ccher la case «Calculer les curbes TBP/ASTM de ce curant» au niveau de la fenêtre de définitin du curant matière dnt il faut calculer les curbes TBP/ASTM à la prchaine simulatin, cmme illustré sur la figure suivante :

14 Versin : Mai 2016 Page: 14 / 18 Pur atteindre cette ptin, il faut ccher la case «Curant initialisé» puis la déccher une fis la case «Calculer les curbes TBP/ASTM de ce curant» cchée. La figure suivante illustre sur un même graphique les curbes TBP à 760 mmhg du brut étêté entrant dans la clnne sus vide et celles des cupes btenues : BRUT ETÊTE GAZ D'EVENT NAPHTA SOUS VIDE GAZOLE LEGER SOUS VIDE GAZOLE LOURD SOUS VIDE RESIDU SOUS VIDE 600 Température ( F) % Vlumique distillé

15 Versin : Mai 2016 Page: 15 / Prfils de la clnne Les prfils de clnne snt btenus après la simulatin dans la fenêtre de cnfiguratin de la clnne, sus l nglet «Prfils» (cmme illustré ci-dessus dans le cas de la clnne sus vide). Un dubleclic sur le prfil suhaité génère le graphique. Remarque : dans PrSimPlus, les étages des clnnes snt numértés de haut en bas (le premier plateau crrespnd au cndenseur, le dernier au rebuilleur).

16 Versin : Mai 2016 Page: 16 / 18 Clnne sus vide :

17 Versin : Mai 2016 Page: 17 / 18

18 Versin : Mai 2016 Page: 18 / 18 BIBLIOGRAPHIE [SIM83] Simulatin Sciences Inc., SimSci Manual, Revisin 1 (1983)