Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Jean-Charles CICILE : Ingénieur de l’Institut du génie chimique de Toulouse (IGC) - Ingénieur de procédés à la société Krebs-Speichim
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans les années cinquante, il était possible de conduire un atelier de distillation comportant plusieurs colonnes sans aucune régulation. C’est devenu pratiquement impossible aujourd’hui pour les raisons suivantes :
-
l'amélioration des dispositifs de mise en contact des phases a entraîné une diminution du diamètre des colonnes et, en conséquence, du temps de séjour des produits dans celles-ci ;
-
l'amélioration des méthodes de calcul et l'accumulation des résultats expérimentaux ont entraîné une réduction des coefficients de sécurité, tant en ce qui concerne l'hydrodynamique qu'en ce qui concerne l'efficacité ;
-
les économies d'énergie ont eu pour conséquence une plus grande complexité des schémas et une imbrication des circuits des différentes colonnes.
Cet article a pour objet le contrôle et la régulation des colonnes du point de vue de l'ingénieur en génie chimique. Il s'adresse aux non-spécialistes qui doivent :
-
exploiter des ateliers de production comportant une ou plusieurs colonnes de distillation ou d'absorption ;
-
concevoir une unité de distillation ;
-
comprendre les options prises par un fournisseur en matière de contrôle et de régulation.
Il est rédigé dans l'optique d'opérations continues, mais la plus grande partie de son contenu s'applique aussi aux opérations discontinues, le dernier chapitre de l’article s’attachant plus spécialement au caractère particulier de ces der-nières.
Cet article ne traite ni des instruments de mesure, ni de la transmission des informations, ni des organes de contrôle, ni des systèmes de commande. Tous ces sujets sont abordés dans le traité Mesures et Contrôle, en particulier à la rubrique Automatique, et nous invitons le lecteur à s'y reporter. Une comparaison entre les trois systèmes de commande en compétition (automates programmables, systèmes numériques de contrôle-commande et ordinateurs individuels) figure dans la référence bibliographique [1].
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1986 par Jean-Charles CICILE
DOI (Digital Object Identifier)
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Commande des colonnes de distillation5. Réglage de la pureté des produits
Nous nous limiterons au cas de la distillation qui est, de loin, le cas le plus complexe.
Lorsque tous les paramètres que nous avons évoqués dans le paragraphe 4 sont maintenus à des valeurs pratiquement constantes, on observe encore de lents dérèglements des colonnes. Pour les pallier, il faut agir sur le paramètre dont nous n'avons pas encore parlé : le débit de distillat.
5.1 Variable d’entrée
Le but de toute distillation étant la séparation de produits dont les points d'ébullition sont différents, il est logique d'utiliser les températures pour commander la régulation, ce qui a été fait pendant des années.
Les analyseurs en continu, devenant de plus en plus précis et fiables, ont tendance à se substituer aux capteurs de température pour le pilotage de la régulation. Leur avantage est évident pour la distillation de produits qui ont des températures d'ébullition voisines et pour la distillation de mélanges complexes où la température d'ébullition dépend de la teneur en composants non clés. L'utilisation des analyseurs en continu pose deux problèmes principaux :
-
celui de l'échantillonnage, qui est très facile si l'échantillon est en phase vapeur et la colonne sous pression, mais plus difficile dans les autres cas ;
-
celui des temps morts introduits par le transport de l'échantillon jusqu'à l'analyseur, surtout si un même appareil sert pour plusieurs échantillons différents.
Lorsque c'est possible, un bon compromis consiste à commander la régulation par des mesures de températures, à contrôler la qualité des produits obtenus par des analyses en continu et à corriger les températures de consigne si nécessaire.
Considérons une colonne à distiller dont la régulation peut se faire à partir des mesures de température.
Nous appelons profil de température (figure 11) la...
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Réglage de la pureté des produits
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WHITE (P.), GEORGE (G.) - Controlling the future - (Le contrôle de l'avenir). Chem. Eng. p. 74-8 (déc. 1997).
-
(2) - FRUEHAUF (P.S.) , MAHONEY (D.P.) - Improve distillation - Column control Design - (Pour mieux concevoir la régulation des colonnes de distillation). Chem. Eng. Prog. p. 75-83 (mars 1994).
-
(3) - TREVEDI (Y.) - Controlling distillation with the most sensitive tray - (Régulation de la distillation avec le plateau le plus sensible). Chem. Eng. p. 141-2 (janv. 1993).
-
(4) - THURSTON (C.W.) - Computer-aided design of distillation column controls - (Conception assistée par ordinateur de la régulation des colonnes de distillation). Hydrocarbon Proc. (juil. 1981) p. 125-30 p. 135-40 (août 1981).
-
(5) - DOLLAR (R.), MELTON (L.L.), MORSHEDI (A.M.), GLASGOW (D.T.) , REPSHER (K.W.) - Consider adaptive multivariable predictive controllers - (Envisagez des régulateurs multivariables prédictifs et adaptatifs). Hydrocarbon Proc. p. 109-12 (mars 1993).
-
...
ANNEXES
1.1 Logiciels de simulation de procédé continu
Aspen + et Dyna + de Aspen Technology
Hysys de AEA Technology-Hyprotech
ProSim de ProSim
ProVision de Simulation Science
INDISS de RSI
HAUT DE PAGE1.2 Logiciels de simulation de procédé discontinu
Batch-Frac de Aspen Technology
ProSim-Batch de ProSim
HAUT DE PAGE2 Fournisseurs de logiciels de régulation avancée (liste non exhaustive)
ABB Process Automation http://www.abb.com
ADERSA http://www.adersa.com
AEA Technology-Hyprotech https://www.aspentech.com/en
Aspen Technology http://www.aspentec.com
Elsag-Bailey
Foxboro http://www.foxboro.com
Gensym http://www.gensym.com
Honeywell http://www.honeywell.com...
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