ARCHIVÉE - Simulation et optimisation de la modélisation de processus

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La simulation et la modélisation du procédé peuvent aider les exploitants de raffineries à améliorer la performance de l’hydrotraitement et à réduire la consommation énergétique en optimisant les conditions d’exploitation, les configurations de l’unité d’hydrotraitement et les utilisations des catalyseurs. Elles peuvent aussi aider les responsables de la valorisation et du raffinage à prédire avec précision la qualité du produit en fonction de la variation des matières d’alimentation et des conditions d’exploitation.

Dans la figure ci-après, on donne un schéma expliquant les intrants et extrants du modèle pour le procédé d’hydrotraitement. L’information obtenue grâce aux extrants de ce modèle est ensuite utilisée pour modifier les procédures existantes ou en créer de nouvelles, afin d’améliorer les processus actuels d’hydrotraitement sans avoir à construire à grand frais d’usine pilote.


La recherche actuelle est centrée sur l’hydrotraitement des distillats de pétrole. Les teneurs en soufre, en azote et en composés aromatiques sont très élevées dans les distillats moyens dérivés des sables bitumineux et du bitume. Les travaux de modélisation actuellement réalisés fournissent un outil de prédiction afin de :

  • faciliter la conception du procédé
  • déterminer les rendements en produits, les conversions et la consommation d’hydrogène
  • contrôler la qualité au moyen de la masse volumique, de la viscosité, de l’indice de cétane, des teneurs en soufre et en azote d’une très petite fraction du liquide

La modélisation du procédé et le programme de simulation sont divisés en 2 domaines :

  • modélisation et simulation détaillées d’une unité de valorisation particulière afin d’obtenir des renseignements sur les opérations
  • simulation de la valorisation complète du bitume ou schéma de raffinage du pétrole afin d’optimiser l’exploitation à la grandeur de l’installation, le profil du produit, la consommation d’énergie et des services

Les programmes de recherche suivants sont actuellement en cours à CanmetÉNERGIE :

  • développement de méthodologies pour caractériser les charges d’alimentation et les produits pétroliers
  • modélisation de la qualité du diesel et corrélation avec sa composition chimique;
  • études cinétiques détaillées de l’hydrodésulfurisation (HDS), de l’hydrodénitrogénisation (HDN) et d’hydrodésaromatisation (HDA)
  • études de l’équilibre liquide/vapeur pendant l’hydrotraitement du pétrole
  • représentation des fractions de pétrole par simulation moléculaire

Géré par CanmetÉNERGIE au centre de recherche de Devon (Alberta).
 
Structure de la modélisation du procédé d'hydrotraitement