ProSimPlus
Simulation et optimisation des procédés industriels continus
ProSimPlus est un outil d’ingénierie de procédés qui effectue des bilans matière et énergie rigoureux pour un large éventail de procédés industriels en régime permanent. Utilisé aussi bien en conception qu’en exploitation pour l’optimisation de procédés, le dégoulottage d’unités, le revamping ou encore les études de faisabilité, il permet de représenter fidèlement le comportement des procédés de fabrication.
“Nous utilisions le même simulateur de procédés depuis de nombreuses années et nous avons récemment opté pour ProSimPlus car il nous donne techniquement de bons résultats, et aussi parce que nous avons trouvé dans ProSim un support technique très réactif et compétent. Ils nous ont fourni un service rapide et une assistance efficace tout au long de la phase de transition vers ProSimPlus, afin que le changement se fasse en douceur. En outre, le logiciel est très intuitif et facile à utiliser, de sorte que les utilisateurs l’ont adopté très rapidement.”
SEBASTIÁN ESPINO – Directeur Recherche & Innovation de Ercros (Barcelone, Espagne), première entreprise de chimie de base en Espagne (www.ercros.es)
Caractéristiques
Une bibliothèque complète d’opérations unitaires, incluant les modèles les plus complexes (distillation triphasique et réactive, échangeurs de chaleur à plaques brasées, modèle de transfert…)
Une bibliothèque thermodynamique importante permettant de représenter des systèmes fortement non idéaux et une large gamme d’applications
Des méthodes de convergence inégalées
Une interface graphique conviviale et permettant une modélisation précise et fiable et un accès rapide aux résultats
Un logiciel ouvert et facile à mettre en œuvre (opérations unitaires définies par l’utilisateur, scripts Visual Basic, CAPE-OPEN…)
Une solution largement utilisée par les acteurs majeurs de la chimie, du pétrole ou de l’ingénierie
La solution en simulation des procédés
Pour concevoir des unités plus performantes, exploiter un procédé très intégré au plus proche de ses limites, faire face à de nouvelles réglementations (environnement, sécurité…) les ingénieurs ne peuvent plus se contenter de modèles simples. Ils ont besoin d’un outil performant mais également facile à utiliser pour simuler le comportement de leurs usines, tester rapidement de nouvelles configurations et obtenir une solution optimale sans être pour autant des spécialistes en modélisation.
ProSimPlus répond à ces exigences en proposant un environnement complet, convivial, techniquement complet et numériquement performant.
Interface ProSimPlus
Un logiciel convivial et simple d’utilisation
ProSimPlus est d’une utilisation très intuitive. Les utilisateurs qui ont l’habitude d’utiliser un autre outil de simulation sont surpris de la facilité de prise en main de ProSimPlus. Quant aux novices en flowsheeting ils n’ont pas besoin de formation longue et coûteuse pour être pleinement opérationnels.
ProSimPlus offre de nombreuses fonctionnalités pour une exploitation simple et rapide des résultats :
Tableau résumant les caractéristiques des courants entièrement configurable, aide en ligne, gestion des différents systèmes d’unités, génération des résultats sous formats HTML (rapports de simulation), Excel (bilans matière et énergie) BMP et EMF (flowsheets). D’autre part, les « Scriplets » permettent à l’utilisateur de tracer des graphiques, d’échanger des fichiers de simulation avec d’autres utilisateurs, de faire appel à des services de calcul de Simulis Thermodynamics, de créer des feuilles de spécification d’équipements, etc. Il s’agit de « petits » programmes VBS utilisables à tout moment à partir du flowsheet de ProSimPlus et dont la bibliothèque peut être enrichie par l’utilisateur lui-même. Toute une série de nouvelles fonctionnalités ont ainsi été introduites dans cette nouvelle version. Elles contribuent à faire toute la différence entre un outil industriel facile à utiliser et un logiciel réservé à quelques spécialistes.
L’interface graphique s’appuie sur les standards de Windows et propose de nombreux outils pour faciliter la prise en main du logiciel …
… Et l’accès direct à l’information : info bulles, gestion des couleurs, fenêtres, click droit, double click, fonction drag & drop.
ProSimPlus est le seul simulateur de procédés disponible en français et en anglais.
Configuration matérielle requise
Compatible PC à base de processeur Intel Pentium, possédant :
- Ordinateur sous Windows (7, 8, 8.1, 10, 11) ou Windows Server (2012R2, 2016, 2019, 2022)
- Processeur x86 ou x64 à 1 Ghz minimum (ou 2 vCPUs pour une machine virtuelle)
- RAM : 4 GB minimum (plus 2 GB par utilisateur simultané pour un serveur)
- Stockage : 4 GB minimum (plus espace de stockage des utilisateurs)
- Un accès internet (pour télécharger le logiciel et la licence).
Les moyens de représenter fidèlement votre installation
Les solutions obtenues avec les modèles simples disponibles dans la plupart des simulateurs ont probablement déjà été mises en œuvre.
ProSimPlus permet d’aller plus loin et d’utiliser des modèles capables de représenter la réalité dans toute sa complexité.
Parmi plus de 70 opérations unitaires disponibles dans ProSimPlus, on trouve, en plus des opérations classiques :
- Plusieurs types de réacteurs chimiques (CSTR, PFR, etc) avec une bibliothèque étendue de modèles réactionnels : à cinétique instantanée, équilibrée, à cinétique contrôlée, complexes, etc.
- Des colonnes multi-étagées LV ou LLV, éventuellement réactives pour la distillation, l’absorption ou le stripping
- Des séparateurs multi-étagés pour l’extraction liquide-liquide
- Un séparateur multi-étagé avec modèle de transfert – étages de non équilibre (en option)
- Un échangeur de chaleur multi-fluides (plaques et ailettes brasées)
- Divers équipements de traitement du solide (cristalliseur, filtre presse, filtre à bande, hydro-cyclone, etc.)
ProSimPlus dispose de fonctionnalités pour effectuer le dimensionnement des équipements : colonnes (garnissage, plateaux …), échangeurs de chaleur, ballons de séparation, etc. Lorsque nécessaire il est également possible de créer facilement de nouvelles opérations unitaires ou de réutiliser directement des modules écrits dans d’autres environnements: Excel, VB, etc.
Un package thermodynamique complet
La qualité d’une simulation repose avant tout sur une bonne représentation du comportement thermodynamique du système et l’on ne peut pas espérer représenter un système fortement non idéal sans les modèles adéquats.
La gestion des constituants et des modèles thermodynamiques est assurée par le composant logiciel Simulis Thermodynamics et offre un large éventail de fonctionnalités, en particulier :
- Une base de données de propriétés pour plus de 2300 corps purs
- Édition rapide et simple de constituants
- Visualisation graphique de propriétés, directement à partir du flowsheet
- Calcul de tout type de propriétés de transfert, thermodynamiques ou d’équilibre entre phases sur les constituants du procédé
- Création de “property packages” compatibles CAPE-OPEN associant une liste de constituants et un modèle thermodynamique, utilisation de “property packages” CAPE-OPEN provenant de serveurs thermodynamiques tiers.
- Un ou plusieurs “calculator” peuvent être définis pour une seule simulation, chacun étant associé à une liste de composants et à un modèle thermodynamique.
ProSimPlus permet une représentation précise de systèmes complexes grâce à une des bibliothèques thermodynamiques les plus riches du marché intégrant de nombreux modèles thermodynamiques sélectionnés pour leur fiabilité et leur robustesse.
Un modèle thermodynamique représentant les spécificités de chaque procédé peut être configuré en combinant les différentes méthodes disponibles.
ProSimPlus s’appuie sur une base de données de plus de 2300 constituants, issue de la base DIPPR (AIChE) et enrichie de données issues de projets de recherche conduits par les experts en thermodynamique de ProSim.
Enfin, lorsque nécessaire, l’utilisateur peut intégrer des bases privées de constituants, de coefficients d’interaction binaires ou de nouveaux modèles thermodynamiques.
La possibilité de modéliser les procédés à chimie complexe
Un grand nombre de modèles réactionnels sont disponibles pour représenter les réactions à cinétique instantanée et / ou contrôlée, les réactions équilibrées et les réactions complexes.
Différents modèles peuvent être associés à différentes parties du procédé. Il est également possible d’intégrer plusieurs jeux de réactions dans un même procédé afin l’obtenir des résultats plus précis.
Des algorithmes de convergence uniques, robustes et performants
ProSimPlus est particulièrement efficace dans la résolution de problèmes de simulation complexes : les procédés comprenant des mélanges fortement non-idéaux, de nombreux recyclages ou de taille importante. Une convergence rapide est assurée par des algorithmes spécifiquement mis au point, basés sur une approche modulaire simultanée qui reste efficace quelque soit le degré de complexité du procédé simulé.
Ce développement comporte notamment :
- la détermination automatique de l’ordre de calcul des modules (il n’est pas nécessaire de fournir les “courants coupés” ni d’initialiser certains courants comme dans d’autres simulateurs)
- le traitement simultané des recyclages et des contraintes par des méthodes robustes et efficaces
une approche contrôle multi-variables grâce à laquelle il est possible d’imposer une ou plusieurs sorties du procédé, en ajustant simultanément un ou plusieurs paramètres choisis - un module d’optimisation, basé sur une approche non-linéaire (SQP) pour l’optimisation des conditions de fonctionnement en fonction d’un critère défini par l’utilisateur
- au niveau de chacune des opérations unitaires, une convergence rapide et sûre grâce à une méthode adaptée au système d’équations à résoudre (Newton, Gear…) et à une utilisation généralisée des dérivées analytiques
- un module d’optimisation stochastique (Algorithme Génétique) pour gérer un problème de maximisation de plusieurs fonctions objectif de façon simultanée. Il permet de traiter des problèmes bi-critères, éventuellement antagonistes.
Ainsi, ProSimPlus donne des résultats sans essais de convergence laborieux.
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- Flowsheet ProSimPlus
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- Les résultats peuvent être analysés directement depuis le flowsheet
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- Etude de sensibilité
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- Flowsheet d’un atelier de cyclohexane
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- Visualisation et édition des propriétés d’un corps pur
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- Éditeur de constituant
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- Services de calculs
Exemples d’application :
- Simulation d’ateliers de production d’alcool
- Simulation des procédés de séparation du pétrole brut (three stage letdown)
- Simulation d’unités de production de cyclohexane
- Simulation des procédés de déshydratation du gaz naturel avec TEG
- Extraction liquide – liquide de cyclohexane à l’aide de deux solvants, dans une colonne d’extraction
- Simulation d’unités de régénération de solvants
- Étude de procédés électrolytiques (ajustement d’un pH, cristallisation NACL)
- Modèles de non équilibre (Rate Base Approach)
- Simulation d’unités de production de gaz liquéfié avec échangeur à plaques brasées
- Simulation du fonctionnement d’une pompe à chaleur
- Simulation d’unités de production de diméthyl carbonate
- Optimisation d’un procédé de réaction entre l’eau et de l’anhydride acétique
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Des exemples d’application détaillés sont également à votre disposition dans la section Ressources du site internet.
ProSimPlus est dédié aux procédés continus. Il effectue des bilans matière et énergie pour les procédés préalablement décrits. Cela signifie que pour pouvoir modéliser votre procédé, le logiciel doit être capable de représenter (directement ou indirectement) chacune de ses opérations unitaires et de calculer les propriétés physico-chimiques des courants reliant ces opérations.
Des bibliothèques complètes d’opérations unitaires et de modèles thermodynamiques sont livrées avec ProSimPlus et il est possible d’ajouter vos propres équipements et / ou modèles thermodynamiques pour simuler des applications spécifiques (voir ci-dessous).
Pour les utilisateurs de logiciels expérimentés, la maîtrise de ProSimPlus est généralement simple et rapide. Pour les débutants, comme pour tout logiciel de cette nature, une formation est conseillée lors de la première utilisation. Deux jours sont suffisants pour apprendre les principes fondamentaux d’utilisation du logiciel et pour démarrer une utilisation avancée. Lorsque la méthodologie est comprise, l’utilisation de ProSimPlus est trés intuitive.
Oui, c’est possible. Les versions d’évaluation sont des versions fonctionnellement complètes, avec une base de composants limitée à 50 corps (la base standard thermodynamique contient les propriétés de plus de 2300 composants). Il n’y a pas de version téléchargeable à partir du site internet de Fives ProSim.
Pour tester et évaluer le logiciel de simulation, contactez le service commercial.
Des exemples d’application avec ProSimPlus sont à votre disposition dans la section “Ressources” du site internet. Les clients ont accès au fichier logiciel et au pdf de l’exemple en se connectant à l’espace Support du site internet.
Cliquez ici pour y accéder directement.
Il y a plusieurs méthodes pour enrichir ProSimPlus de vos modules. Vous choisirez l’une de ces méthodes en fonction de la complexité de votre module et de vos compétences en programation.
Le module “Windows Script” de ProSimPlus permet de créer rapidement et simplement des opérations de calculs complémentaires et personnalisées (fonctions d’appel à des données externes, opérations unitaires ou autres). Le module “Windows Script” est décrit (programmé) directement à l’aide de l’interface graphique de ProSimPlus en utilisant le langage VBScript de Microsoft (une version simplifiée de Visual Basic).
L’utilisateur peut créer des modules plus complexes sous forme d’une dll externe, en Fortran ou dans d’autres languages (nous consulter). Le module UTI de ProSimPlus permet de faire appel à cette dll et de l’intégrer comme tout autre module dans le schéma de procédé.
D’autre part, ProSimPlus est un des rares simulateurs à implémenter et à avoir validé par de nombreux tests les interfaces “Unit” du standard CAPE-OPEN. Ceci permet d’utiliser, dans un schéma de procédé ProSimPlus, des opérations unitaires tierces compatibles CAPE OPEN (HTRI, g-Proms par exemple.) sans qu’aucune programmation ne soit nécessaire. Si vous avez un module “maison”, Fives ProSim peut l’encapsuler dans les interfaces CAPE-OPEN pour le rendre utilisable dans ProSimPlus.
La dernière méthode consiste à faire appel aux équipes de développement de Fives ProSim. Celles-ci ont les compétences pour intégrer vos méthodes de calcul ou vos modèles. L’intégration peut donner lieu à une version spécifique du logiciel (dont vous serez les uniques utilisateurs) ou a un enrichissement du logiciel “standard”.
Au cours du calcul, différentes couleurs et signaux (croix rouge notamment) vous indiquent quelle opération unitaire a convergé ou non. C’est un moyen rapide d’identifier la source de la difficulté ou l’emplacement de l’erreur. Si le signal est toujours présent au terme du calcul, vous le repérerez facilement sur le flowsheet, la fenêtre de simulation ou encore dans le fichier de résultat. Vous serez invité à ouvrir la fenêtre de l’opération unitaire qui n’a pas convergé en fin de calcul pour corriger l’erreur. Vous pouvez aussi décider d’effectuer un calcul pas à pas, une option spécifique qui nécessite votre action afin de continuer une séquence de calcul et qui vous permet de déterminer quand l’erreur intervient. Enfin, si vous ne trouvez pas la solution, contacter notre équipe support.