Études en ingénierie de procédés

Mise à disposition de compétences pour des projets d’étude et d’analyse de procédés

L’équipe de Fives ProSim rassemble de nombreux experts dans les différents domaines avancés de la simulation et du génie des procédés.

Dans des projets complexes ou lors de besoins ponctuels, vous pouvez vous appuyer sur les compétences de l’équipe Fives ProSim pour déterminer les meilleures solutions à vos problématiques industrielles.

 

Ces domaines de compétences sont continuellement renforcés à travers une étroite collaboration avec des acteurs industriels majeurs et avec des centres de recherche reconnus (ENSIACET). Grâce à un réseau de partenaires performants Fives ProSim peut prendre en charge des projets incluant des phases expérimentales en laboratoire ou sur pilote, mais aussi aller jusqu’à des avant-projets détaillés (APD).

Les domaines dans lesquels Fives ProSim intervient le plus couramment sont les suivants :

• • Recherche et calcul de propriétés de corps purs et de mélanges
  • Mise au point de modèle thermodynamique
  • Mise au point du modèle cinétique d’un schéma réactionnel
  • Comparaison technico-économique de procédés
  • Développement et étude de procédés
  • Analyse par la méthode du pincement (Analyse Pinch)
  • Assistance à la fabrication
  • Assistance à l’exploitation de centrale de production d’énergie

Recherche et calcul de propriétés de corps purs et de mélanges

Fives ProSim dispose de l’accès aux grandes banques de données internationales pour la recherche de données expérimentales. L’utilisation de méthodes de calcul prédictives en fonction de la structure des molécules permet aussi de compléter les données expérimentales. Enfin des mesures expérimentales peuvent aussi être envisagées en partenariat avec des laboratoires de recherche publics ou privés.

Exemples de projets :

• Complément de base de données de corps purs et binaires pour la modélisation thermodynamique de gaz acides.
• Calcul des masses volumiques et des viscosités pour le phosgène et l’hydrogène.
• Calcul de la composition d’un mélange d’air, chlorure de méthylène, acétate et éther isopropylique.
• Calcul des compositions d’un mélange de chloroforme. Calcul de propriétés pour la condensation d’un mélange d’acide nitrique 50% avec inertes.
• Calcul de températures à atteindre sur des vapeurs d’essence pour respecter une norme de rejet. Calculs sur le mélange Air-NMP.
• Calcul de composition des phases liquide et vapeur du mélange d’hydrogène, méthane, azote, argon, ammoniac et hélium. Calcul de courbes enthalpiques de mélanges.

 

Mise au point de modèle thermodynamique

La bonne représentation des équilibres entre phases ainsi que le calcul précis des propriétés de corps purs et de mélanges est un point de base essentiel pour l’étude d’un procédé. Fives ProSim a développé dans ses logiciels de nombreux modèles thermodynamiques permettant la représentation des différents procédés mis en ouvre dans l’industrie. La mise en place d’un modèle, la détermination de ses paramètres internes et sa validation avec les données expérimentales est un des points forts de Fives ProSim.

 

Exemples de projets :

• Mise au point d’un modèle thermodynamique pour la représentation d’un mélange dioxyde de carbone, monoxyde de carbone, azote et hydrogène.
• Étude des équilibres Eau/White Spirit Développement d’un modèle thermodynamique pour le traitement d’acides forts.
• Étude de la thermodynamique du N2O4 en présence d’hélium. Données thermochimiques sur le mélange : Eau-Dichlorométhane- Monochlorobenzène.
• Extension d’un modèle thermodynamique pour le traitement du système Eau-Acide Nitrique-Nitrate de Magnésium. Intégration du modèle ULPDHS dans la thermo de Fives ProSim.
• Développement d’un modèle thermodynamique spécifique pour la représentation d’un mélange de gaz acides.
• Mise en place de base de données privée et de modèles thermodynamiques pour un système multi-constituant.
• Développement des amines (MDEA) dans Sour-Water. Thermodynamique des mélanges N2O4/He.
• Développement des fonctionnalités nécessaires à la simulation du formaldéhyde : thermodynamique et réactions.
• Complément de base de données de corps-purs et binaires pour la modélisation thermodynamique des gaz acides.

 

Mise au point du modèle cinétique d’un schéma réactionnel

Fives ProSim a développé des outils d’identification des paramètres d’un modèle cinétique à partir de données expérimentales. L’utilisation des mesures obtenues à partir d’un calorimètre sont directement exploitables. L’établissement de modèles cinétiques permet ensuite le dimensionnement du réacteur, l’optimisation de ses caractéristiques et paramètres de conduite ainsi que l’étude de scénario de situations à risque effectuée dans le cadre des études de sécurité.

Exemples de projets :

• Identification de paramètres cinétiques et simulation des synthèses batch. Calcul de chaleurs de réaction.
• Étude des risques d’emballement thermique dans un réacteur fermé. Identification et exploitation de modèles cinétiques de représentation de réactions chimiques en milieu liquide-liquide.

 

Comparaison technico-économique de procédés

Lorsque plusieurs procédés de synthèse sont envisageables ou lorsqu’il s’agit d’établir et de comparer plusieurs techniques séparatives, ProSim calcule et compare les performances et les coûts des différentes solutions envisageables. Une expertise particulière a été développée dans les techniques de séparation par distillation extractive, pour lesquels ProSim définit et étudie les différents chemins de distillation et les différents solvants envisageables.

Exemples de projets :

• Comparaison d’un mode opératoire batch et d’un mode opératoire continu pour la distillation d’un mélange réactionnel de carbonates.
• Comparaison d’une distillation discontinue et d’une colonne continue.

 

Développement et étude de procédés

Les activités de Fives ProSim dans ce domaine concernent essentiellement la simulation et l’optimisation de procédés ainsi que les calculs de dimensionnement d’équipements. Fives ProSim peut prendre en charge l’étude du procédé jusqu’à l’établissement d’un dossier d’ingénierie de procédé et gérer ensuite son transfert à une ingénierie de réalisation. Dans ce cadre, Fives ProSim travaille avec les services de développement de sociétés de production pour extrapoler des procédés pilotes ou dimensionner des équipements. Fives ProSim réalise aussi ce type d’étude pour les sociétés d’ingénierie qui désirent sous-traiter les calculs de génie chimique. Les simulations peuvent être effectuées sur des procédés en régime permanent ou en régime transitoire.

Exemples de projets :

• Conception et dimensionnement d’une unité de récupération de solvant par distillation.
• Simulation de la séparation batch d’un mélange contenant du phosgène, du chloroforme et des impuretés organiques.
• Calcul du débit à la brèche d’un réservoir de chlore. Récupération de l’émission à la brèche d’une capacité.
• Étude de conception de deux colonnes de lavage de gaz en série. Étude d’une distillerie d’isopropanol.
• Représentation de l’émission à la brèche de deux capacités.
• Étude de faisabilité d’une cascade de distillation cryogénique des isotopes de l’hydrogène. Simulation de régimes transitoires sur un échangeur de chaleur à plaques brasées.
• Étude de simulation d’une colonne d’extraction liquide-liquide pour extraction d’H2O2 d’une solution organique dans une phase aqueuse.
• Étude de simulation batch de la colonne de séparation isotopique.
• Étude de simulation d’une colonne de désacidification d’eaux fortes. Étude de simulation de laveurs d’ammoniac de gaz de cokeries.

 

Analyse par la méthode du pincement (Analyse Pinch)

En savoir plus sur la méthode du pincement

 

Assistance à la fabrication

Fives ProSim réalise des prestations d’étude dans le domaine de l’assistance à la fabrication avec plusieurs objectifs : le dégoulottage d’ateliers existants pour améliorer la capacité (debottlenecking) ou les performances existantes et l’étude de dysfonctionnements ou de mauvaises performances d’atelier (troubleshooting). Ces études sont effectuées à l’aide de relevés ou de données mesurées avec l’exploitant et permettent d’utiliser les techniques de simulation afin d’identifier les différentes mesures à prendre en compte pour résoudre le problème.

Exemples de projets :

• Étude par la simulation d’un dispositif de condensation d’acrylonitrile.
• Simulation par le logiciel Fives ProSim d’une distillerie de mélasse à son régime de fonctionnement nominal.
• Conséquences de l’installation d’une Turbine à Gaz (TAG) sur le réforming d’un atelier de production d’ammoniac.
• Modélisation de la corrosion des surconteneurs de déchets. Étude de la compatibilité d’une membrane élastomère avec l’ammoniac liquide.
• Étude par la simulation dynamique de l’installation de traitement des gaz chlore et phosgène.
• Calcul de bilans matière et thermique sur les réseaux d’eau de refroidissement d’une aciérie.

 

Assistance à l’exploitation de centrale de production d’énergie

Ces études visent à répondre à des demandes d’analyse de la performance de la production énergétique d’un site ainsi qu’à l’évaluation de contrat de cogénération. La modélisation de la production d’énergie peut ensuite servir d’outil d’aide à la décision à l’exploitant de la centrale.

Exemples de projets :

• Étude de la pertinence et de la faisabilité d’un contrat de cogénération.
• Analyse énergétique d’unités de production ou de réseau complet.
• Amélioration de centrales de production d’utilités existantes.