FR2770921A1 - Procede de simulation d'un systeme d'extraction - Google Patents

Abstract

On simule des débits anormaux dans un extracteur en utilisant un modèle de diviseur de débit et un modèle d'unificateur de débits. On simule un état de débordement, un état d'apparition d'entraînement et un état de reflux dans l'extracteur. De plus, on simule efficacement des débits anormaux dans une grande variété de conditions, en utilisant un logiciel orienté objet comme programme de simulation.

Description

Arrière plan de l'invention Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de si-

mulation d'un système d'extraction, qui simule le traitement d'un système d'extraction avec un extracteur qui mélange des fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans

un fluide, dans l'autre fluide.

Art associé

On connaît, comme processus industriel de traite-

ment chimique, un traitement d'extraction de solvant qui mé-

lange les fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans un fluide, dans l'autre fluide. Des simulations utilisant des ordinateurs ont également été utilisées pour

l'analyse et l'évaluation du traitement d'extraction de sol-

vant.

Dans une installation de retraitement de combus-

tible nucléaire par exemple, un processus d'extraction de solvant est utilisé pour séparer le combustible fissile tel

que l'uranium et le plutonium, du combustible nucléaire usé.

On a proposé des programmes de simulation pour un processus d'extraction de solvant dans un retraitement de combustible nucléaire, comme par exemple dans "Développement des codes de simulation MIXSET et PULCO pour l'extraction de solvant dans le processus de retraitement PUREX", de Miyachi et Masui, PNC Technical Review, No.76, P45-51, Décembre 1990. La simulation

et l'analyse du processus d'extraction de solvant dans un re-

traitement de combustible nucléaire, sont effectuées en exé-

cutant de tels programmes de simulation. La simulation de

diverses conditions de processus prévoit d'étudier un proces-

sus d'extraction de solvant avancé destiné à une installation de retraitement plus économique, plus fiable et plus sûre. Un tel modèle de calcul doit être très complexe et à grande échelle, mais doit nécessiter des modifications souples et

fréquentes du fait des nombreuses configurations de comporte-

ment à étudier. Cependant, les programmes de simulation ordi-

naires ne sont pas pratiques pour simuler des événements

compliqués et pour changer fréquemment les modèles d'équa-

tions mathématiques, car ils sont conçus pour simuler des

événements prédéterminés.

D'autre part, un logiciel orienté objet est pro-

posé comme instrument d'analyse pour la conception et l'ex-

ploitation d'installations. Par exemple, il existe un logiciel appelé "Objet DPS" qui est commercialisé par The

Institute of Japanese Union of Scientists and Ingineers. Se-

lon ce logiciel, des programmes qui simulent chaque partie

des processus peuvent être combinés relativement facilement.

(Voir "Recent trends of software technology in chemical in-

dustry", No. 486, Vol.40, 1995 édition supplémentaire de "Chemical Engineering" (en Japonais), Novembre 1995, publié par Kagaku Kogyo Sha). Cependant, un logiciel orienté objet

de ce type ne peut être appliqué directement à chaque proces-

sus concret. En d'autres termes, il faut développer des pro-

grammes qui correspondent à chacun des processus pour les

appliquer aux processus concrets.

Résumé de l'invention

La présente invention a pour but de créer un pro-

cédé de simulation de systèmes d'extraction de solvant, qui facilite une grande variété de simulations comprenant des calculs du profil de concentration dans des conditions dans

lesquelles des débits anormaux se produisent dans le proces-

sus. Pour réaliser cette caractéristique, sur la base de l'utilisation d'un logiciel orienté objet, un traitement

d'extraction de solvant est divisé en plusieurs modèles élé-

mentaires à petite échelle qui correspondent à des blocs ap-

propriés, et un modèle d'ensemble est obtenu en combinant ces

éléments individuels pour chaque comportement à étudier.

Ainsi, par ces simulations, on peut analyser une

grande variétés de conceptions ou d'opérations d'installa-

tions. Par suite, les installations peuvent être conçues ou

exploitées en utilisant les résultats de l'analyse. La simu-

lation, du fait qu'elle convient particulièrement bien à

l'analyse d'un processus d'extraction de solvant pour retrai-

tement de combustible nucléaire, peut être utilisée pour con-

cevoir ou faire fonctionner des installations.

A cet effet, la présente invention concerne un procédé de simulation d'un système d'extraction qui simule le

fonctionnement d'un système d'extraction avec des extrac-

teurs, qui mélange des fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans un fluide, dans l'autre fluide, carac- térisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:

- utiliser un logiciel orienté objet pour diviser le fonc-

tionnement en éléments de base pour le calcul; et - fournir, comme éléments de base constituant l'extracteur, une section de mélange pour simuler une séparation et un mélange de fluides de deux phases et un transfert de masse entre les fluides des deux phases, une section de division de débit pour simuler des débits divisés d'une partie des

fluides, et une section de fusionnement de débits pour si-

muler la confluence d'un certain nombre de fluides, - de manière à simuler l'apparition de débits autres que le débit de base, en utilisant la section de division de débit

et la section de fusionnement de débits.

Selon la présente invention, comme décrit ci-

dessus, l'opération d'extraction est divisée en éléments de base de modules appropriés. L'application au changement de modèles ou d'équations d'analyse, est donc facile. De plus, une grande variété de débits anormaux, autres que le débit normal, dans le processus, peuvent être facilement simulés car une partie des fluides peut être divisée dans la section

de division, et un certain nombre de fluides peuvent être fu-

sionnés dans la section de fusionnement.

La section de mélange de la présente invention effectue également séparément une simulation d'un calcul

d'équilibre de masse et une simulation d'un calcul de concen-

tration d'équilibre. La séparation du calcul d'équilibre de masse et du calcul de concentration d'équilibre, facilite le

réglage d'une grande variété de conditions.

La présente invention fournit également, comme

éléments de base composant le système d'extraction, une sec-

tion de cémentation pour simuler des écoulements de fluides séparés dans l'extracteur et une section de canalisation pour simuler des écoulements de fluides dans des sections suivant la section de dépôt. Le fonctionnement réel de l'extracteur

peut être fidèlement reproduit car la simulation est effec-

tuée suivant les écoulements de fluides à l'intérieur de l'extracteur. De plus, la présente invention détermine le rap- port de division de débit dans la section de division, pour simuler des débits autres que le débit normal à l'intérieur de l'extracteur. Une grande variété de débits anormaux

(autres que le débit de base) peuvent être simulés en dispo-

sant une section de division à un endroit arbitraire o un débit autre que le débit de base se produit, et en permettant au débit dans une section de fusionnement, d'être disposé à

un endroit arbitraire.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extracteur est un extracteur centrifuge qui comporte une

canalisation de débordement à l'endroit d'une section d'en-

trée de celui-ci, permet aux fluides de deux phases de s'écouler à l'extérieur d'un rotor et mélange les deux, en

effectuant une centrifugation à l'intérieur du rotor, et dé-

charge individuellement un fluide extérieur et un fluide in-

térieur ayant été séparés par un barrage, une simulation de trois états de débits autres que le débit d'écoulement de

base, étant effectué, ces trois états étant un état de débor-

dement dans lequel des fluides s'écoulent en sortant par la

canalisation de débordement, un état d'apparition d'entraîne-

ment dans lequel des fluides non séparés de deux phases dé-

bordent par dessus le barrage, et un état de reflux dans lequel un fluide ayant été séparé et déchargé du rotor, s'écoule en revenant de nouveau en arrière vers la section mélangeant les fluides de deux phases. La simulation de l'état de débordement, de l'état d'apparition d'entraînement et de l'état de reflux, dans l'extracteur centrifuge, devient

donc possible.

Suivant une autre caractéristique encore de l'in-

vention, l'extracteur est un extracteur à mélangeur et dispo-

sitif de dépôt, comprenant une section de mélange et une

section de séparation utilisant la pesanteur, et une simula-

tion de trois états de débits autres que le débit de base étant effectuée, ces trois états étant un état de débordement

dans lequel des fluides s'écoulent en sortant par la canali-

sation de débordement, un état d'apparition d'entraînement dans lequel des fluides non séparés de deux phases débordent par dessus le barrage, et un état de reflux dans lequel un

fluide ayant été séparé et extrait du rotor s'écoule pour re-

venir de nouveau en arrière vers la section mélangeant les

fluides de deux phases. La simulation de l'état de déborde-

ment, de l'état d'apparition d'entraînement et de l'état de

reflux, devient donc possible dans l'extracteur de dépôt, mé-

langeur. Le système d'extraction de la présente invention

est également un système d'extraction pour effectuer une ex-

traction à étages multiples, avec une pluralité d'extracteurs connectés. Les systèmes d'extraction réels, comme ils sont habituellement à étages multiples, peuvent être simulés par

la présente invention.

La présente invention concerne également un sup-

port de stockage d'un programme de simulation d'un système

d'extraction pour amener un ordinateur à simuler un traite-

ment d'un système d'extraction muni d'extracteurs, qui mé-

lange des fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans un fluide, dans l'autre fluide, caractérisé en ce que le procédé de simulation utilise un logiciel orienté objet pour diviser le fonctionnement en éléments de base pour

le calcul, fournit comme éléments de base constituant l'ex-

tracteur, une section de mélange pour simuler une séparation et un mélange des fluides de deux phases, et un transfert de

masse entre les fluides des deux phases, une section de divi-

sion de débit pour simuler un débit divisé d'une partie des

fluides, et une section de fusionnement de débits pour simu-

ler le fusionnement d'une pluralité de fluides, de manière à simuler l'apparition de débits autres que le débit de base, en utilisant la section de division de débit et la section de

fusionnement de débit.

En d'autres termes, le procédé de simulation est de préférence mis en oeuvre en utilisant un ordinateur, et le

programme est stocké sur un disque dur ou analogue, puis exé-

cuté. Ici, le programme, de préférence distribué par l'inter-

médiaire d'un support de stockage tel qu'un CD-ROM ou un dis-

que souple, peut être distribué par l'intermédiaire d'une

communication en ligne.

Brève description des dessins

La présente invention sera décrite ci-après de

manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re-

présentés sur les dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 est un schéma illustrant les éléments d'un cal-

cul de processus d'extraction à étages multiples; - la figure 2 est un schéma illustrant le principe du code selon la présente invention; - la figure 3 est un schéma illustrant un modèle d'élément de l'appareil; - la figure 4 est un schéma illustrant une simulation d'un écoulement de fluide anormal; - la figure 5 est un schéma illustrant une composition du processus; - la figure 6 est un schéma illustrant un modèle d'appareil d'extraction (type ordinaire); - la figure 7 est un schéma illustrant une coupe transversale de l'extracteur centrifuge; - la figure 8 est un schéma illustrant un modèle du type à débordement; - la figure 9 est un schéma illustrant un modèle du type à débordement (pour calculer un état constant);

- la figure 10 est un schéma illustrant un phénomène d'en-

traînement; - la figure 11 est un schéma illustrant un modèle du type à entraînement; - la figure 12 est un schéma illustrant un modèle du type à entraînement (pour calculer un état constant);

- la figure 13 est un schéma illustrant un phénomène de re-

flux; - la figure 14 est un schéma illustrant un modèle du type à reflux; - la figure 15 est un schéma illustrant un modèle du type à reflux (pour calculer un état constant); - la figure 16 est un schéma illustrant les conditions d'un objet d'analyse; - la figure 17 est un diagramme illustrant la concentration de U en phase organique (en état d'écoulement normal); - la figure 18 est un diagramme illustrant la concentration de U en phase aqueuse (en état d'écoulement normal); - la figure 19 est un diagramme illustrant la concentration de HNO3 en phase organique (en état d'écoulement normal); - la figure 20 est un diagramme illustrant la concentration de HNO3 en phase aqueuse (en état d'écoulement normal); - la figure 21 est un diagramme illustrant le changement de concentration dû au débordement (concentration de U en phase aqueuse); et - la figure 22 est un diagramme illustrant le changement de concentration dû au débordement (concentration de U en

phase organique).

Description détaillée des modes de réalisation

préférentiels

Des modes de réalisation selon la présente inven-

tion seront décrits ci-après en se référant aux dessins.

O. Vue d'ensemble de l'invention Tout d'abord, le procédé de simulation selon le présent mode de réalisation n'a pas pour but d'analyser un processus fixe, mais a pour but d'analyser des processus ayant diverses structures, plages et/ou niveaux de souplesse

à divers stades de recherche et de développement allant no-

tamment des éléments de base jusqu'à l'équipement et/ou les processus de la conception d'un concept jusqu'à la conception de l'installation et au test de fonctionnement. Il concerne en particulier un programme de calcul d'extraction de solvant

orienté objet (appelé ci-après code).

La simulation selon la présente invention effec-

tue principalement des évaluations du profil de concentration

dans des conditions dans lesquelles se produisent des écoule-

ments de fluide anormaux (apparition d'écoulements autres que

l'écoulement normal), ainsi qu'une grande variété d'évalua-

tions de caractéristiques dynamiques.

Le programme selon la présente invention comprend des modèles d'éléments indépendants ayant des fonctions de calcul d'une concentration d'équilibre et d'un équilibre de

masse, de simulation de dispositifs de dépôt et de canalisa-

tion, de division d'un écoulement de fluide, et de fusionne- ment d'écoulements de fluide. Ce programme est capable de simuler divers phénomènes en combinant ces éléments suivant des événements analytiques ou la manière de les traiter. Les dispositifs de dépôt ou sédimentation et de canalisation ont leurs types d'expressions dynamiques d'écoulement, suivant des systèmes de mélange complets, des systèmes d'écoulement à piston, et des fonctions de transfert, de sorte qu'une grande variété d'expressions dynamiques d'écoulement sont possibles

pour les dispositifs de dépôt et de canalisation, en les com-

binant. En outre, des expressions de fonctions concernant par exemple le volume ou le rapport de division d'écoulement,

sont formées dans les modèles d'éléments.

1. Principe du code

Il existe, pour le calcul du processus d'extrac-

tion, un code tel que le MIXSET. Pour plus de détail, on se référera à "Development of the Simulation Codes MIXSET and

PULCO for the Solvent Extraction on the PUREX Process Repro-

cessing" de Miyachi et Masui, PNC Technical Review, No. 76, P45-51, Décembre 1990, indiqué ci-dessus. Ces codes traitent principalement l'équilibre d'extraction de U (Uranium)/Pu (Plutonium) et la réaction de distribution de Pu, dans un état d'écoulement normal. D'autre part, pour l'évaluation du processus d'extraction, il est apparu des besoins auxquels le

code conventionnel ne peut répondre, comme par exemple l'éva-

luation du profil de concentration dans des écoulements de

fluide anormaux, le traitement dynamique du comportent d'ex-

traction, ou la considération de la commande de processus. Le présent code, qui est supposé simuler une grande variété d'événements en combinant les [modèles d'éléments], comprend en particulier des fonctions puissantes pour traiter de façon souple une composition arbitraire de passages d'écoulement. A

l'heure actuelle, un groupe de modèles qui sont supposés ex-

primer un système ayant un état normal ainsi que des écoule-

ments de fluide anormaux (trois types de phénomènes anormaux) ont été développés comme modèles d'équipement et de processus

combinant les modèles d'éléments. Cela et les fonctions for-

mées dans les modèles d'éléments permet, en les combinant, d'obtenir les fonctions suivantes qui sont sans précédent: + évaluation du profil de concentration dans des écoulements de fluide anormaux de l'extracteur, en cas d'apparition de

débordement, d'entraînement, de reflux.

+ évaluation de caractéristiques dynamiques/réponse transi-

toire (système de mélange complet) système d'écoulement à piston, expression de fonction de transfert, et combinaison

des trois comme expressions de configurations d'écoule-

ment; expression de fonction de volume à l'intérieur de

l'appareil, en fonction des conditions de fonctionnement).

Les substances à traiter dans les descriptions

ci-après sont au nombre de neuf composants concernant l'ex-

traction de U et Pu. La distribution de Pu peut être traitée par un procédé analogue. Bien que les données préparées par G.L.Richardson et Cie. soient temporairement utilisées pour

la logique d'équilibre d'extraction, il est préférable d'étu-

dier et de comparer à des cas utilisant d'autres données

d'équilibre d'extraction, et d'améliorer la fiabilité en ren-

dant des changements nécessaires. Ici, pour savoir si le mo-

dèle d'élément [équilibre d'extraction] représente la logique interne, on a confirmé que la solution numérique s'adapte à celle du MIXSET dans une condition dans laquelle les éléments

sont réglés pour être traités tels quels dans MIXSET.

2. Configuration du code Pour réaliser ce qui est décrit dans Sec.1, le principe du code, les langages de programme utilisés pour les

calculs scientifiques, comme par exemple le FORTRAN, sont ex-

trêmement limités. Le présent code est donc écrit en utili-

sant le DPS-objet [Institut de JUSE (Japan Union of Science

and Enginers)], logiciel orienté objet général. Pour les dé-

tails, on consultera "Recent Trends of Software Technology in

the Chemical Industry", No. 486, Vol.40, 1995 édition supplé-

mentaire de "Chemical Engineering", Novembre 1995, publié par

Kagaku Kogyo Sha.

Une caractéristique principale d'un logiciel orienté objet est qu'un appareil peut être composé sur un

écran graphique et qu'un modèle présente une structure hié-

rarchique. De plus, l'ensemble d'un processus très étendu peut en général être exprimé comme une combinaison de modèles et d'appareils individuels, les caractéristiques du processus

pouvant être évaluées en changeant la composition, la spéci-

fication ou la procédure de fonctionnement de chaque appareil

sur l'écran.

Dans le présent modèle, un [phénomène] apparais-

sant dans un appareil d'extraction unique est le module mini-

mum d'un élément du modèle, ce qui permet de simuler divers phénomènes dans l'appareil d'extraction. Par suite, l'essence

du présent code est la "modélisation par éléments de composi-

tion et leur combinaison pour simuler une grande variété de

phénomènes". Il est inutile de faire attention à exprimer au-

tant de phénomènes que possible par des éléments de composi-

tion courants.

2.1 Eléments de calcul de processus d'extraction

La figure 1 représente des éléments de composi-

tion d'un calcul de processus d'extraction à étages multi-

ples. Comme on peut le voir, on connecte un certain nombre d'extracteurs dans lesquels les fluides de deux phases sont progressivement entraînés suivant des directions opposées

l'une à l'autre, c'est-à-dire d'une manière à contre-courant.

Ici, le calcul d'équilibre de masse et le calcul de concen-

tration d'équilibre d'extraction sont les opérations d'ex-

traction de base à chaque étage.

Si la modélisation doit être effectuée en utili-

sant des langages tels que le FORTRAN, le BASIC ou analogue, chaque étage et information associée, c'est-à-dire depuis la définition d'une spécification suivant les données d'entrée, jusqu'au processus de calcul et à la sortie, doit être écrit dans son ensemble à l'intérieur du programme, sous la forme

d'expressions mathématiques.

Naturellement cependant, une modélisation au-delà de la plage de composition (passage d'écoulement, nombre d'étages ou analogue) supposée lorsqu'on conçoit le code, est impossible. De plus, il peut être facile d'imaginer que la modélisation d'événements anormaux indiqués au Chapitre 1 (Sec.1 Idée du code) devient très difficile. La figure 2 il- lustre le principe du code selon la présente invention. Comme

représenté, sur la base d'événements intéressants pour l'éva-

luation, on compose des modèles de processus qui correspon-

dent aux modèles élémentaires pour lesquels des modèles physiques ou chimiques sont associés. Ensuite, après avoir défini les spécifications et les conditions de fonctionnement de l'équipement, on effectue une analyse mathématique et le

résultat est évalué. Suivant le résultat, les modèles physi-

ques ou chimiques peuvent être étudiés et modifiés si néces-

saire. La composition de l'équipement et/ou du processus

n'est plus un objet de lutte contre les expressions mathéma-

tiques, mais est devenue une construction par blocs sur

l'écran graphique.

Ainsi, en composant de manière appropriée des mo-

dèles d'éléments de blocs minimum, il est devenu possible de

répondre à des besoins nouvellement apparus ainsi que d'ana-

lyser des données expérimentales o des expériences auxquel-

les on pense sur des événements inconnus, en changeant

fréquemment les modèles au cours des études.

On décrira ci-après des modèles d'éléments, le

principe de la composition de modèles, des détails d'équipe-

ment et/ou de modèles de processus, et des exemples d'ana-

lyse. 2.2 Modèles d'éléments et structures de modèles (1) Eléments de modèles d'appareil

La figure 3 illustre un modèle d'élément de l'ap-

pareil. Tout d'abord, on donnera une brève explication du

comportement à l'intérieur de l'extracteur (l'extracteur re-

présenté à la figure 3 est un exemple d'un extracteur centri-

fuge). Une phase aqueuse/organique est fournie à l'extracteur par des conduites arrivant des deux côtés, puis mélangée par la rotation d'un rotor dans l'intervalle entre le rotor et un boîtier, et la réaction d'extraction se produit. Les deux

phases sont séparées dans le rotor, déchargées de chaque bar-

rage vers une section de collecteur, et fournies à un étage

* voisin. Une séparation est effectuée jusqu'à un point néces-

saire en préparant un extracteur à étages multiples.

Dans le présent modèle, le transfert de masse est exprimé par une liaison de modèles d'éléments. Le dispositif de dépôt/canalisation définit la forme et la débit du débit

et calcule le changement de chaque arrêt. La section de mé-

lange dans laquelle se produit la réaction d'équilibre d'ex-

traction, est divisée en deux parties destinées à calculer respectivement la concentration d'équilibre et l'[équilibre de masse]. Ainsi, seul l'élément qui traite la [concentration d'équilibre] doit être obtenu lorsqu'on change la logique de la réaction d'extraction, et seul l'élément qui traite l'équilibre de masse doit être obtenu lorsqu'on change la spécification de l'appareil, comme par exemple le nombre de débits de fluide entrant ou sortant. Un modèle d'un appareil standard représenté à droite de la figure 3 est constitué en

assemblant les éléments suivant les débits de fluide.

(2) Simulation de débits de fluide anormaux La figure 4 illustre une simulation de débits de fluide anormaux. Un débit de fluide anormal est une situation dans laquelle, soit une partie, soit la totalité du fluide

s'écoule à travers un chemin différent du passage d'écoule-

ment normal. Ici, pour s'écouler par des moyens de chemins différents, une partie ou la totalité du fluide se divise par

rapport au passage d'écoulement normal, et fusionne à l'en-

droit du but ou sort du système. Dans le cas o le fluide fu-

sionne à l'endroit du but, seul l'équilibre de masse est conservé si les débits sont dans la même phase, tandis que

l'équilibre de masse est conservé après que l'équilibre d'ex-

traction d'une partie ou de la totalité du fluide ait été at-

teint si le débit fusionne avec ceux se trouvant dans des

phases différentes.

En outre, l'équilibre de masse est naturellement

conservé également autour du diviseur de débit.

Par suite, on introduit des modèles d'éléments

pour diviser ou faire fusionner les débits, et l'on peut si-

muler des événements de débits de fluide supposés anormaux, en combinant les modèles de manière appropriée. La fonction de base du modèle de diviseur de débit ainsi créé est telle qu'une partie ou la totalité du fluide soit divisée (le taux de débit est divisé) avec un rapport de division de débit dé- terminé (0 < rapport de division de débit < 1). La fonction de base du dispositif de fusionnement de débit est d'unifier

les courants entrants (on fait la somme des débits de masse).

Les modèles d'éléments pour calculer la concentration d'équi-

libre et l'équilibre de masse peuvent être utilisés pour l'équilibre d'extraction à l'endroit du fusionnement, et l'on effectue une simulation en les combinant avec les modèles de division/fusionnement. Ainsi, en ajoutant des modèles d'éléments avec

les deux fonctions, en les divisant et en les faisant fusion-

ner, on peut simuler une grande variété de débits anormaux.

Au chapitre 3 (3. Contenus des modèles), on simule chaque dé-

bit anormal en combinant les modèles de manière appropriée

suivant les événements considérés.

(3) Modèles d'éléments Les modèles d'éléments selon le présent code sont

listés dans le tableau 1.

Tableau 1 Modèle d'élément (Elément) Modèle d'élément Nom d'élément Variation

(Elément) Calcul EXTRACT# Fonction rendement expression d'état concentration d'équilibre Calcul PULSST# Expression fonction équilibre volume de masse Section dépôt SETTLER# Expression fonction Modèle fonction volume complète Section canalisation PIPP# Expression fonction mélange/piston volume débit/transfert Diviseur de débit #SPLIT# Expression fonction rapport division Unification de débit STAD# Dans le présent code, on donne un nom à chaque modèle d'élément (élément), comme listé dans la tableau. Il y a des variations associées aux fonctions dont la liste est donnée dans le tableau. On peut les distinguer par numérota- 5 tion sur la partie #.(On ne donne pas de fonctions multiples

à un élément, mais on le rend simple en lui donnant fondamen-

talement une seule fonction, de sorte qu'on suppose qu'un

élément ayant une fonction nécessaire doit être utilisé sui-

vant le but voulu. Cela a pour but d'alléger la tâche de l'utilisateur en simplifiant le réglage des conditions à l'exécution, et de diminuer les risques d'erreurs au moment

du réglage).

(4) Composition des modèles de processus Une fois que le modèle d'élément est fini, le

processus peut être facilement assemblé sur l'écran d'un or-

dinateur personnel (PC) suivant l'événement à analyser et la

composition du processus. Des fonctions caractérisant les ca-

ractéristiques de chaque élément sont stockées dans le fi-

chier de modèles d'éléments (éléments), et le calcul des fonctions de tout le modèle est effectué une fois qu'on a donné les conditions limites/procédure de fonctionnement. Par suite, lorsqu'on change l'expression analytique du modèle, fondamentalement, seul le ficher de modèle d'élément

(élément) a besoin d'être modifié.

La figure 5 illustre le principe de la composi-

tion d'un modèle de processus. Un modèle d'appareil est cons-

titué en combinant des modèles d'élément, un modèle de processus est constitué en combinant des modèles d'appareil

et des modèles d'éléments, et un modèle de processus compli-

qué est constitué en combinant un certain nombre de modèles

de processus et de modèles d'éléments. Ainsi, un modèle d'ap-

pareil ou de processus selon une spécification arbitraire peut être constitué en "combinant" des modèles supérieurs comprenant des modèles d'élément et des modèles d'éléments

multiples.

Ainsi, alors qu'un code conventionnel présente des limitations sur la composition ou le nombre de passages de débit, du fait des spécifications, lorsqu'on conçoit le code, le présent modèle est fondamentalement exempt de ces restrictions. En outre, on peut effectuer un calcul, soit dans

un modèle d'élément unique, soit dans un module de modèle in-

termédiaire ou supérieur quelconque comprenant un modèle

d'appareil d'extraction unique, ce qui facilite la composi-

tion d'un modèle en effectuant le calcul et en confirmant la

caractéristique à chaque étage. Des copies d'un modèle peu-

vent être stockées dans chaque étage/variation, si néces-

o10 saire, pour être effectuées seules, pour être modifiées ou pour être utilisées en partie lorsqu'on compose un nouveau

modèle. Par suite, ce qu'on appelle un concept de spécifica-

tion de modèle (nombre de fichiers centraux) nombre d'extrac-

teurs, composition de passages de débit, ou analogue) dans

les codes conventionnels, n'existe pas dans le présent sys-

tème. En d'autres termes, les modèles d'éléments du tableau 1 sont le squelette et la spécification commune du présent

code, tandis que la spécification du modèle simulée par com-

binaison de ces modèles existe, cette spécification corres-

pondant à la cible d'évaluation à analyser.

3. Contenus des modèles 3.1 Modèles ordinaires Il y a des modèles du cas o le fluide s'écoule

normalement. Les modèles sont décrits au début car ils doi-

vent être utilisés comme base de modèles d'un phénomène

d'écoulement de fluide anormal qui sera décrit ci-après.

3.1.1 Modèles (1) Modèle d'appareil La figure 6 illustre un modèle d'appareil. La correspondance avec l'extracteur est représentée à la figure

3. [M] à la figure 3 est la section de mélange qui est un mo-

dèle combiné de modèles d'éléments (qu'on appellera ci-après

éléments) EXTRACT # et PULSSTG #. [S] et [P] sont respective-

ment le dispositif de dépôt et le dispositif de canalisation, tandis que l'une ou l'autre variation SETTLER # ou PIPP # des éléments doit être utilisée selon le but voulu (ces symboles

seront utilisés dans les dessins de modèle ci-après).

Les fonctions ci-après sont des fonctions qui n'existent pas dans MIXSET dans un modèle ordinaire:

+ Capacité d'exprimer les volumes de la section de mé-

lange/section de dépôt/section de canalisation soit en phase organique soit en phase aqueuse, sous la forme d'une fonction; + Capacité d'exprimer le rendement de l'étage en fonction d'un temps de séjour; + Capacité d'ajouter une section de canalisation au modèle; + Capacité d'effectuer les simulations suivantes de l'état d'écoulement de fluides dans la section de dépôt et dans la section de canalisation: - expression par "modèle d'écoulement à piston"

- expression par "corps continu d'un certain nombre de mo-

dèles de mélange complets" - expression par "combinaison arbitraire d'écoulement à piston et de mélange complet"

- expression par "décalage ou retard du premier or-

dre/second ordre par fonction de transfert" sous la forme

d'une section intégrée de dépôt/canalisation.

Les caractéristiques ci-dessus deviendront impor-

tantes lorsqu'on analyse des caractéristiques transitoires

d'un processus d'extraction.

(2) Modèle de processus Il est constitué par une combinaison de modèles

d'appareil. Le principe est celui qui est représenté à la fi-

gure 5.

(3) Substances à traiter Les substances à traiter dans le présent code

sont les neuf composants suivants du processus de retraite-

ment PUREX: Composants en phase aqueuse: HNO3, U02 (NO3)2, Pu(NO3), H20, Composants en phase organique: HNO3. TBP, U02 (NO3)2. 2TBP, Pu(NO3)4. 2TBP TBP, n-dodecane (TBP: phosphate tributyle, abréviation utilisée ci-après).

Bien que cela ne soit pas décrit dans l'explica-

tion, la réaction de distribution de Pu peut être traitée sur la base d'un modèle d'élément déjà développé pour calculer la réaction chimique, l'équilibre d'extraction comprenant Pu3+ et U4+, et l'équilibre de masse concernant la réaction de

distribution de Pu.

3.1.2 Modèle mathématique Un modèle mathématique de base du présent modèle sera décrit ci-après. Tout d'abord, on décrira les variables

(voir figure 6 pour l'emplacement des écoulements).

Les notations utilisées ici sont Vaj: volume de

phase aqueuse dans la section de mélange, xi, j: concentra-

tion de la phase aqueuse, Voj: volume de phase organique dans la section de mélange, yi, j: concentration de la phase organique, Aj: débit de la phase aqueuse, Oj: débit de la phase organique, Afj: débit d'alimentation de la phase aqueuse, xfi,j: concentration en phase aqueuse du débit de Afj, Ofj: débit d'alimentation de la phase organique, yfi, j: concentration en phase organique du débit de Ofj, Di,j: coefficient de distribution, i: symbole de composant, j:

symbole d'étage.

Le iième composant du jième étage s'exprime de la manière suivante: Vaj. dxi, j/dt+VOj. dyi,j/dt =Aj-1. xi,j-l+Oj+1. yi,j+l+Afj. xfi,j+0fj. yfi, j -Aj. xi,j-0j. yi,j ---- (3.1-1) (Cela est l'équilibre de masse dans la section de

mélange, indiquant que le débit d'entrée-débit de sortie en-

tre dt est égal au changement de quantité d'arrêt).

yi, j=Di,j. xi,j ---- (3.1-2) Di,j=fi(xi,j) ---- (3.1-3)

(Cela indique la relation d'équilibre d'extrac-

tion des concentrations de la phase aqueuse et de la phase organique, en l'exprimant en fonction de la concentration de

la phase aqueuse. Pour les détails de la fonction, on consul-

tera ["CALCULATION CODE REVISED MISET FOR PUREX PROCESS" de

Gonda, PNCT 841-79-26, Février 1979]).

En résolvant l'équation pour le iième composant dans le jième étage, avec ce qui est donné ci-dessus comme

condition limite (condition de fonctionnement), on peut obte-

nir la concentration de chaque composant dans chaque étage.

Ici, dans le dispositif de dépôt/canalisation, le [taux aug-

menté = entrée-sortie] vaut pour chaque étage.

3.1.3. Modèles d'éléments de composition (1) Section de mélange Elle est constituée de deux éléments, PULSSTG et EXTRACT (le # indiquant que chaque variation sera supprimée ci-après).

PUSSTG: calcule l'équilibre de masse. Les fonc-

tions pour les volumes de la phase aqueuse ou de la phase or-

ganique dans la section de mélange, sont définies ici.

EXTRACT: calcule la concentration d'équilibre de

chaque composant dans les deux phases. La constante d'équili-

bre apparente est exprimée par une fonction de la concentra-

tion de NO3 et par le pourcentage de volume de TBP. La donnée de G.L. Richardson et Cie est utilisée temporairement dans la présente version G. L. Richardson et J.L. Swanson, "Plutonium

Partioning in the Purex Process with Hydrazine-stabilized Hy-

droxylamine Nitrate", HEDL-TME-75-31, 1975. Ici, c'est le même cas que le Revised MIXSET [Gonda, "CALCULATION CODE REVISED MISET FOR PUREX PROCESS" de Gonda, PNCT 841-79-26, Février 1979]. Une donnée d'équilibre d'extraction différente

peut être exprimée en réécrivant cette partie.

L'expression de fonction du rendement d'étage est

définie ici.

(2) Dispositif de dépôt

Il est modélisé dans l'élément SETTLER. Les fonc-

tions pour les volumes de la phase aqueuse ou de la phase or-

ganique dans la section de dépôt, sont définies ici.

(3) Dispositif de canalisation

Il est modélisé dans l'élément PIPP. Les fonc-

tions pour les volumes de la phase aqueuse ou de la phase or-

ganique dans la section de canalisation, sont définies ici.

(4) Expression du dépôt/canalisation par fonction de transfert Elle est modélisée dans les éléments LTRANSC (décalage du second ordre) et LTRANSC1 (décalage du premier

ordre). La réponse transitoire de chaque composant à la sor-

tie de canalisation est exprimée par les systèmes de décalage du premier ordre et du second ordre, suivant les valeurs

d'entrée à l'entrée du dispositif de dépôt. La présente ex-

pression de fonction est préparée pour des études d'expres-

sion de réponse transitoire de tout le processus, sous la

forme d'une combinaison de fonctions de transfert.

3.1.4. Modèle d'appareil/processus L'état transitoire est calculé en intégrant la

quantité d'arrêt à partir de [entrée-sortie], avec un inter-

valle de temps At prédéterminé. L'état fixe est obtenu lors-

que [entrée-sortie] reste constant.

3.2. Modèle de débordement 3.2.1. Phénomène de débordement

La figure 7 illustre un schéma d'une coupe trans-

versale d'un extracteur centrifuge. Le présent phénomène est tel qu'une partie ou la totalité des phases aqueuse/organique sort par la conduite de débordement pour aller vers l'étage suivant, alors que le fluide se trouvant dans les phases aqueuses/organiques s'écoule vers l'étage suivant en passant par la section de collecteur dans un état de fonctionnement

normal.

Dans le cas décrit ci-dessus, le profil de con-

centration à chaque étage change comparativement à celui de l'état de fonctionnement normal. Bien qu'il n'y ait pas eu de moyens pour évaluer le profil de concentration dans ce cas,

la présente invention effectue l'évaluation dans ce cas.

3.2.2. Modèle Des modèles tels qu'illustrés aux figures 8 ou 9 peuvent être constitués en exprimant les phénomènes ci-dessus comme des liaisons entre modèles d'éléments (on a représenté un modèle pour un extracteur unique). Le modèle de la figure 9 est destiné à calculer l'état stable. (Comme l'état stable

donne la même solution qu'à la figure 8 sans avoir à considé-

rer les volumes de dépôt/canalisation/réservoir, on peut uti- liser un modèle sans ces éléments pour une analyse focalisée sur l'état stable). Le présent modèle exprime les événements qui suivent en changeant le rapport de division de débit dans

chaque diviseur de débit (voir figure 9).

Un débordement est généré dans un diviseur de dé-

bit (1). La direction du débordement est réglée par un divi-

seur de débit (2). Lorsque la réaction d'extraction du

débordement dans la section de mélange est incomplète, un di-

viseur de débit (4) simule dans quelle mesure elle est incom-

plète.

Par des modèles de liaison correspondant chacun à un seul extracteur, et en réglant convenablement le rapport

de division de débit de chaque diviseur de débit, on peut dé-

finir un modèle de processus à étages multiples pour générer

un débordement dans un étage arbitraire (comprenant la géné-

ration dans des étages continus) et vers une direction arbi-

traire. 3.2.3. Modèle mathématique Le modèle mathématique de base du présent modèle

sera décrit ci-après. Le modèle est une amélioration d'un mo-

dèle mathématique ordinaire en ce sens qu'il prend en compte l'équilibre tout près des débits divisés et/ou fusionnés

(comme dans le cas des deux modèles de débits anormaux dé-

crits ci-après). Les variables seront décrites les premières.

(Voir figure 9 pour l'emplacement du débit d'écoulement).

i: symbole de composant, j: symbole d'étage, Vaj: volume de la phase aqueuse dans la section de mélange, xi, j: concentration de la phase aqueuse dans la concentration

de section de mélange/phase aqueuse à la sortie de l'ex-

tracteur (ligne normale), Voj: volume de la phase orga-

nique dans la section de mélange, yi,j: concentration de la phase organique dans la concentration de section de mélange/phase organique à la sortie de l'extracteur (ligne normale), Aj: débit de la phase aqueuse (ligne

normale), Oj: débit de la phase organique (ligne nor-

male), Di,j: coefficient de distribution, Wlj: débit de

la phase aqueuse de la section de mélange vers le divi-

seur de débit (1), Blj: débit de la phase organique de la section de mélange vers le diviseur de débit (1), W5j: débit de la phase aqueuse du diviseur de débit (4)

vers la section de mélange, B5j: débit de la phase orga-

nique du diviseur de débit (4) vers la section de mé-

lange, xw5i,j: concentration en phase aqueuse du débit

de W5j, yb5i,j: concentration en phase organique du dé-

bit de B5j, W2j: débit de la phase aqueuse du diviseur

de débit (1) vers l'unificateur de débit *, SDlaj: rap-

port de division de débit du diviseur de débit en phase aqueuse (1) à l'unificateur de débit *, B2j; débit de la phase organique du diviseur de débit (1) vers l'unificateur de débit *, SDlaj: rapport de division de débit du diviseur de débit en phase organique (1) à l'unification de débit *, W3j: débit en phase aqueuse du diviseur de débit (4) vers l'unificateur de débit *, xw3i,j: concentration en phase aqueuse du débit de W3j, Avj: débit en phase aqueuse de l'unification * vers le diviseur de débit (2), xavi,j: concentration en phase aqueuse du débit de Avj, B3j: débit en phase organique du diviseur de débit (4) vers l'unificateur de débit *, yb3i,j: concentration en phase organique du débit de B3j, Ovj: débit en phase organique de l'unification * vers le diviseur de débit (2), yovi, j: concentration en

phase organique du débit de Ovj, Avaj: débit de déborde-

ment en phase aqueuse vers le débit de phase aqueuse, SD2aj: rapport de division de débit du diviseur de débit en phase aqueuse (2) vers le j+ lièmeétage, Avoj: débit de débordement en phase aqueuse vers le débit en phase organique, Ovaj: débit de débordement en phase organique

vers le débit en phase aqueuse, Ovoj: débit de déborde-

ment en phase organique vers le débit en phase organique, SD2oj: rapport de division de débit du diviseur de débit en phase organique (2) vers le j-lièmeétage, W4j: débit

en phase aqueuse de l'unification de débit * vers le di-

viseur de débit (4), xw4i,j: concentration en phase aqueuse du débit de W4j, SD4aj: rapport de division de débit du diviseur de débit en phase aqueuse (4) vers la section de mélange (M], B4j: débit en phase organique de l'unificateur de débit * vers le diviseur de débit (4), yb4i,j: concentration en phase organique du débit de B4j, SD4oj: rapport de division de débit du diviseur de débit en phase organique (4) vers la section de mélange

[M].

La concentration ne change pas à travers le divi-

seur de débit et la concentration de chaque phase provenant de l'unification de débit dépend de l'équilibre de masse. Par suite, le iiemecomposant du jieme étage doit être donné de la manière suivante: + tout près de la section de mélange [M) analogue au concept du modèle normal Vaj. dxi,j/dt+Voj. dyi,j/dt =Aj-1. xi,j-l+Oj+1. yi, j+1+W5j. xw5i, j+B5j. ybw5i,j -Wlj. xi,j-Blj. yi,j ---- (3.2-1) (équilibre de masse dans le section de mélange entre dt) Comme yi,j = Di, j. xi,j et Di,j = fi(xi,j) sont le même système d'extraction, ils sont les mêmes que (3.1.-2)

et (3.1-3).

+ tout près du diviseur de débit (1): phase aqueuse Wlj. xi,j = (Aj+W2j). xi,j ---- (3.2-2) W2j = SDlaj. Wlj ---- (3.2-3) + tout près du diviseur de débit (1): phase organique Blj. yi,j = (Oj+B2j). yi,j... (3.2-4) B2j = SDloj Blj... (3.2-5) + tout près de l'unification de débit: phase aqueuse (fusionnée à partir des diviseurs de débit (1) et (4)) W2j. xi,j + W3j. xw3i,j = Avj. xavij... (3.2-6) (Avj correspond à la partie de phase aqueuse du

débit de débordement généré).

+ tout près de l'unification de débit: phase organique (fusionnée à partir des diviseurs de débit (1) et (4)) B2j. yi,j+B3j. yw3i,j = Ovj. yavij... (3.2-7) (Ovj correspond à la partie de phase organique du débit de débordement généré) + tout près du diviseur de débit (2): phase aqueuse Avj. xavi,j = (Avaj + Avoj). xavi,j... (3.2-8) Avaj = SD2aj. Avj.

(3.2-9) + tout près du diviseur de débit (2): phase organique OVj. yavi,j = (Ovaj+Ovoj). yavi, j... (3.2-10) Ovaj = SD2oj. Ooj... (3.2-11) + tout près de l'unification de débit *: phase aqueuse (débit de débordement unifié provenant de l'étage voisin) Avaj-1. xavi,j-l+Avoj+l. xavi,j+l = W4j xw4i,j... (3.2-12) + tout près de l'unificateur de débit: phase organique (débit de débordement unifié à partir de l'étage voisin) + Ovaj-1. yov,j-l+Ovoj+l. yovi, j+ l=B4j. yb4i,j... (3.2-13) + tout près du diviseur de débit (4): phase aqueuse W4j. xw4i,j=(W5j+W3j). xw4i,j... (3.2-14) W5j=SD4aj. W4j... (3.2-15) + tout près du diviseur de débit (4): phase organique B4j. yb4i,j = (B5j + B3j). yb4i,j... (3. 2-16) B5j=SD4oj. B4j... (3.2-17) La concentration ne change pas lorsque le débit est divisé, xw3i,j et yb3i, j dans les expressions (3.2-6) et (3.2-7) doivent être les suivantes: xw3i,j=xw4i,j et yb3i,j=yb4i,j... (3.2-18) Selon les expressions ci-dessus, la concentration de chaque composant i de chaque débit décrit ci-dessus peut..DTD: être obtenue pour tous les étages à partir des conditions li-

mites (conditions de fonctionnement) si le rapport de divi-

sion de débit est donné comme une constante en fonction des

variables apparaissant dans les expressions indiquées ci-

dessus. (Ici, s'il existe un dépôt et/ou canalisation, l'ex-

pression [débit d'écoulement augmenté = entrée-sortie] vaut pour chaque). En outre, comme le suggère le modèle mathématique

décrit ci-dessus, une série d'expressions analogues reste va-

lable lorsqu'on rend le passage d'écoulement compliqué en

ajoutant des débits divisés ou des débits fusionnés à la fi-

gure 9, et l'on peut calculer le profil de concentration de chaque étage ou la concentration du débit dérivé (de la même manière qu'à la figure 8). Des expressions analogues restent

valables pour les deux modèles de débits anormaux décrits ci-

après. 3.2.4. Modèles d'éléments de composition Il est inutile que les mêmes éléments que ceux des modèles d'écoulement normaux peuvent être utilisés pour la calcul d'équilibre de masse/équilibre d'extraction, pour

les dispositifs de dépôt et pour les dispositifs de canalisa-

tion de la section de mélange. Ici, les modèles d'éléments pour les débits divisés et pour les débits fusionnés n'ont

pas besoin d'être définis une nouvelle fois.

(1) Diviseur de débit Décrit à la figure 9

Diviseur de débit (1): génère des débits de dé-

bordement. Le rapport de division de débit, donné par l'uti-

lisateur, définit le taux du débit de débordement à générer.

Diviseur de débit (2): règle la proportion du

débit de débordement qui s'écoule vers le débit de phase or-

ganique à gauche de la figure 9, ou vers le débit de phase aqueuse à droite de la figure 9. Le rapport de division de

débit, donné par l'utilisateur, définit le taux et la direc-

tion du débit de débordement à générer.

Diviseur de débit (4); règle la proportion du débit de débordement provenant des étages voisins, qu'on doit mettre en oeuvre dans la réaction d'extraction à l'intérieur de la section de mélange. Le rapport de division de débit, donné par l'utilisateur, définit la proportion du débit de débordement à mettre en oeuvre dans la réaction d'extraction,

à l'intérieur de la section de mélange.

Les rapports de division de débit des diviseurs

de débit indiqués ci-dessus, sont donnés de la manière sui-

vante: Fl=Fin. D, F2 = Fin - Fl... (3.2-19) o Fl: débit vers la direction définie, Fin: débit fourni au diviseur de débit, F2: débit vers l'extérieur de la plage définie, D: rapport de division de débit (-)

(0,0 SD < 1,0)

(2) Unificateur de débit Il est utilisé à l'endroit de la section o les courants s'unifient et présentent une fonction d'addition de

débits de masse.

(3) Réservoir (figure 8) Il a la même fonction que l'unificateur de débit, sauf que sa capacité est définie. Intérieurement, c'est un

modèle de mélange complet.

3.2.5. Modèle d'appareil/processus

Le procédé de calcul est analogue à celui du mo-

dèle de type normal décrit à la section 3.1. Les conditions pour obtenir une solution sont satisfaites en ne définissant un rapport de division de débit qu'aux endroits o des débits

*divisés doivent apparaître.

3.3. Modèle d'entraînement 3.3.1. Phénomène d'apparition d'entraînement

La figure 10 est un schéma d'un phénomène d'appa-

rition d'entraînement. Le phénomène est tel que soit une par-

tie de la phase aqueuse s'écoule en sortant par la sortie de la phase organique, soit une partie de la phase organique s'écoule en sortant par la sortie de la phase aqueuse, du fait d'une séparation incomplète des phases, tandis que le débit de la phase aqueuse et le débit de la phase organique, en étant séparés dans le rotor, s'écoulent en sortant par

leurs sorties respectives dans une condition de fonctionne-

ment normale. (L'écoulement de sortie est appelé entraîne-

ment). Lorsqu'un entraînement se produit, le profil de concentration à chaque étage diffère de celui correspondant au cas d'une condition de fonctionnement normale. Alors qu'il

n'y a pas eu de procédé pour évaluer des profils de concen-

tration dans les cas ci-dessus, le présent modèle fournit une évaluation. 3.3.2. Modèle Des modèles tels qu'illustrés aux figures 11 ou

12 peuvent être constitués en exprimant le phénomène ci-

dessus sous la forme de liaisons entre modèles d'éléments.

(Le modèle de la figure 12 est destiné à calculer l'état sta-

ble). Dans le présent modèle également, les événements sui-

vants peuvent s'exprimer en changeant le rapport de division

de débit de chaque diviseur de débit.

Un entraînement est généré dans le diviseur de débit (1) représenté dans la figure. Lorsque l'entraînement se produit, les débits de phase organique/phase aqueuse s'écoulent par la même canalisation. Dans ce cas, une partie des deux phases doit être mise en oeuvre dans une réaction d'extraction par l'intermédiaire d'une surface de contact ou du fait d'un mélange partiel. Pour simuler le phénomène, un calcul d'équilibre d'extraction est effectué en amenant une partie d'une phase en contact avec une autre phase dans le diviseur de débit (2) représenté dans la figure. Le calcul

d'équilibre d'extraction utilise [PULSSTG] et [EXTRACT] com-

posant la section de mélange. Ici, en changeant les réglages du diviseur de débit (2), on peut définir la proportion à

mettre en oeuvre dans la réaction d'extraction.

En connectant des modèles correspondant chacun à un seul extracteur, et en réglant convenablement un rapport

de division de débit de chaque diviseur de débit, on peut dé-

finir un modèle à étages multiples pour générer un entraine-

ment dans un étage/phase arbitraire.

3.3.3. Modèle mathématique Le modèle mathématique de base du présent modèle

sera décrit ci-après. Les variables seront décrites les pre-

mières (voir la figure 12 pour l'emplacement du débit d'écou-

lement). i: symbole de composant, j: symbole d'étage, Vaj: volume de phase aqueuse de la section de mélange [M], Aj: débit d'écoulement de la phase aqueuse (ligne normale), Oj: débit d'écoulement de la phase organique (ligne normale), Afj: débit d'alimentation de la phase aqueuse, xfi,j: concentration en phase aqueuse du débit de Afj, Di,j: coefficient de distribution, Ofj; débit d'alimentation de la phase organique, yfi, j: concentration en phase organique du débit de Ofj, Wlj: débit d'écoulement de la

phase aqueuse de la section de mélange [M] vers le divi-

seur de débit (1), xwli,j: concentration de la phase aqueuse dans [M], Blj: débit d'écoulement de la phase organique de la section de mélange [M) vers le diviseur

de débit (1), ybli,j: concentration de la phase organi-

que dans [M], Aej: débit d'écoulement de la phase

aqueuse du diviseur de débit (1) vers le diviseur de dé-

bit (2), Asmj: débit d'écoulement de la phase aqueuse du diviseur de débit (1) vers la section de mélange [Ma], SDlaj: rapport de division de débit du diviseur de débit (1) au diviseur de débit (2) (phase aqueuse), Oej: débit

d'écoulement de la phase organique du diviseur d'écoule-

ment (1) vers le diviseur d'écoulement (2), Osmj: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit (1) vers la section de mélange [Ma], SDloj: rapport de

division de débit du diviseur d'écoulement (1) au divi-

seur d'écoulement (2) (phase organique), Aemj: débit d'écoulement de la phase aqueuse du diviseur de débit (2)

vers la section de mélange [Mo), Aeoj: débit d'écoule- ment de la phase aqueuse du diviseur de débit (2) vers l'unificateur de

débit *, SD2aj: rapport de division de débit du diviseur de débit (2) à la section de mélange [Mo] (phase aqueuse), Oemj: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit (2) vers la section de mélange [Ma], Oeoj: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit (2) vers l'unificateur de débit *, SD2oj: rapport de division de débit du diviseur

de débit (2) à la section de mélange [Ma] (phase organi-

que) Vmaaj: volume de la phase aqueuse dans [Ma], Vmaoj: volume de la phase organique dans [Ma], W2aj: débit d'écoulement de la phase aqueuse de [Ma] vers l'unificateur de débit e, xw2ai,j: concentration de la phase aqueuse dans [Ma], B2aj: débit d'écoulement de la phase organique de [Ma] vers l'unificateur de débit e, yb2ai,j: concentration de la phase organique dans [Ma],

Vmoaj: volume de la phase aqueuse dans [Mo], Vmooj: vo-

lume de la phase organique dans [Mo], W2oj: débit d'écoulement de la phase aqueuse de [Mo] vers l'unificateur de débit *, xw2oi,j: concentration de la phase aqueuse dans [Mo], B2oj: débit d'écoulement de la phase organique de [Mo] vers l'unificateur de débit *, yb2oi,j: concentration de la phase organique dans [Mo], xi,j: concentration de la phase aqueuse à la sortie de l'extracteur (ligne normale), yi,j: concentration de la

phase organique à la sortie de l'extracteur (ligne nor-

male). Le iième composant au jième étage sera donné de la manière suivante: + tout près de la section de mélange [M]

Vaj. dxwli,j/dt+Voj. dybli,j/dt=Aj-1. xi,j-

l+Oj+l. yi,j+l + Aenj+l. xeni,j+l+Oenj-1. yeni,j-l+Afj. xfi,j+Ofj. yfi.j Wlj. xwli,j-Blj. ybli,j... (3.3-1) (équilibre de masse dans la section de mélange entre dt) (Comme yi,j=Di,j. x,j et Di,j=fi(xi, j) sont le

même système d'extraction, ils ont la même forme fonction-

nelle que (3.1-2) et (3.1-3))).

+ tout près du diviseur de débit (1): phase aqueuse Wlj xwli,j= (Aej+ Asmj). xwlij... (3.3-2) Aej = SDlaj. Wlj... (3.3-3) Blj. ybli,j= (Oej+Osmj) ybli,j.. (3.3-4) Oej = SD1Oj. Blj... (3.3-5) + tout près du diviseur de débit (2): phase aqueuse Aej. xwli,j = (Aemj+Aeoj). xwlij..(3.3-6) Aemj = SD2aj. Aej... (3.3-7) + tout près du diviseur de débit (2): phase organique Oej. ybli,j = (Oemj + Oeoj). yblij..(3.3-8) Oemj = SD2oj. Oej... (3.3-9) + tout près de la section de mélange [Ma] Vmaaj. dxw2ai,j/dt + Vmaoj. dyb2ai,j/dt = Asmj xwli,j + Oemj + 1. ybli,j - W2aj. xw2ai,j-B2aj. yb2ai,j... (3.3-10) (Comme yi,j=Di,j. xi, j et Dij = fi (xi,j) sont

le même système d'extraction, ils ont la même forme fonction-

nelle que (3.1-2) et (3.1-3)) + tout près de la section de mélange [Mo] Vmoaj. dxw2oi,j/dt + Vmooj. dyb2oi,j/dt = Osmj ybli,j + Aemj + 1. xwli,j W2oj. xw2oi,j-B2oj. yb2oi,j... (3.3-11) (Comme yi,j = Di,j. xi,j et Di,j = fi (xi,j) sont le même système d'extraction, ils ont la même forme

fonctionnelle que (3.1-2) et (3.1-3)).

+ tout près de l'unificateur de débit: phase aqueuse

(fusionnée à partir du diviseur de débit (2) et de la sec-

tion de mélange [Ma]) W2aj = Aj xw2ai,j = xi,j... (3.3-12) B2aj. yb2ai,j + Oeoj. ybli,j = Oenj. yeni,j... (3.3-13) + tout près de l'unificateur de débit * phase organique

(fusionnée à partir du diviseur de débit (2) et de la sec-

tion de mélange [Mo]) B2oj = Oj yb2oi,j = yi,j... (3.3-14) W2oj. xw2oi,j + Aeoj. xeoi,j = Aenj. xeni, j...(3.3-15) Selon les expressions ci-dessus, la concentration de chaque composant i de chaque débit décrit ci-dessus peut

être obtenue pour tous les étages à partir des conditions li-

mites (conditions de fonctionnement) si le rapport de divi-

sion de débit est donné sous la forme d'une constante ou d'une fonction de variables apparaissant dans les expressions

indiquées ci-dessus.

3.3.4. Modèle d'éléments de composition

Les mêmes éléments que ceux correspondant aux mo-

dèles de débit normaux peuvent être utilisés pour le calcul

d'équilibre de masse/équilibre d'extraction, pour les dispo-

sitifs de dépôt et pour les dispositifs de canalisation dans un phénomène de mélange de la section de mélange et du débit d'entraînement. Le diviseur de débit joue le rôle suivant: (1) Diviseur de débit Décrit à la figure 12

Diviseur de débit (1): génère des entraînements.

Le rapport de division de débit, donné par l'utilisateur, dé-

finit le taux de l'entraînement à générer.

Diviseur de débit (2): définit la proportion qui doit être mise en oeuvre dans la réaction d'extraction avec

une autre phase.

La définition du rapport de division de débit est la suivante: F1 = Fin. D, Fe = Fin - F1... (3.3-16) o,

F1: débit d'écoulement vers la direction défi-

nie, Fin: débit d'écoulement fourni au diviseur de débit, F2: débit d'écoulement vers l'extérieur de la plage définie, D: rapport de division de débit (-)

(0,0 < D < 1,0)

3.3.5. Modèle d'appareil/processus Le procédé de calcul et le concept concernant l'addition d'un diviseur/unificateur de débit, sont analogues

à ceux du modèle à débordement.

3.4. Modèle de reflux 3.4.1. Phénomène de reflux La figure 13 illustre un schéma d'une coupe transversale d'un extracteur centrifuge. Le phénomène est tel qu'une partie du débit s'écoule en revenant de la section de collecteur vers la section de mélange, alors que les débits de la phase aqueuse et de la phase organique s'écoulent en sortant par leurs sorties respectives pour aller vers l'étage

suivant dans une condition de fonctionnement normale.

Lorsqu'un reflux se produit, le profil de concen-

tration dans chaque étage diffère de celui correspondant au cas d'une condition de fonctionnement normale. Alors qu'il

n'y a pas eu de procédé pour évaluer les profils de concen-

tration dans de tel ca:, le présent mod e ftournit une éva-

luation. 3.4.2. Modèle Des modèles tels qu'illustrés aux figures 14 ou

S 15 peuvent être constitues an exprimant le phénomène ci- dessus sous la forme de liaisons entre modèles d'éléments.

(Le modèle de la figure 15 est destiné à calculer l'état sta- ble). Dans le présent modèle également, les événements sui-

vants peuvent m'expLiuLre en changeant le rapport de division10 de débit de chaque diviseur de Hébit.

Un reflux est généré dans le diviseur de débit (1). La proportion du débit de reflux qui doit être mise en

oeuvre dans la radULion d'extraction à l'intérieur de la sec-

tion de mélange, est définir dans le diviseur dc débit (2).

En connectant des modèles correspondant chacun à un seul extracteur, et en réglant convenablement le rapport

de divisiuLa de débit de chaque diviseur de débit, on peut dé-

finir un modèle à étages multiples pour générer un reflux

dans un étage/phase arbitraire.

3.4.3. Modèle mathématique Avec un principe analogue à celui utilisé dans le modèle de débordiment ou d'entraînemcnt, le ième compoMd1IL jème étage sera donné de la manière suivante (voir la figure pour l'emplacement du débit d'écoulement): i: symbole de composant, j: symbole d'étage, Vai: vol]mp de la phase aqueuse dan3 la section de méelange M], Voj: volume de la phase organique dans la section de mélange [M], xi,]: concentration de la phase aqueuse à la

sortie de l'extracteur, yi,j: concentration de la phase or-

ganiqiie à la sortie de l'extracteur, Aj; dbiL d'ecoulement de la phase aqueuse (ligne normale), Oj: débit d'écoulement

de la phase organique (ligne normale), Af: débit d'alimen-

tatlon Ce la phase aqueuse, xfi,j: concentration en phase aqPlse du débit de Afj, Ofj: débit d'lljltiutation e la phase organique, yfi,j: concentration en phase organique di,

débit de Ofj, Di,j: coefficient de distribution, Armj; dé-

bit d'écoulement de la phase aqueuse du diviseur de débit (2) ver. la section de mélange [MI, xrmi,j: cuztutriLration en phase aqueuse du débit de Armj, Ormj: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit (2) vers la section de mélange [M], yrmi,j: concentration en phase organique du débit de Ormj, Wlj: débit d'écoulement de la phase aqueuse5 de la section de mélange [M] vers le diviseur de débit (1), xwli,j: concentration de la phase aqueuse dans [M], Blj:

débit d'écoulement de la phase organique de la section de mé-

lange [M] verts le diviseur de débit (1), ybli,j: concentra-

tion de la phase organique dans [M], Arsj: débit l0 d'écoulement de la phase aqueuse du diviseur de débit (2) vers le fusionner de débit e, xrsi,j: concentration en phase aqueuse du débit de Arsj, Fmaj: débit d'écoulement de la phase aqueuse de l'unificateur de débit * vers le diviseur de débit (1), Ors: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit (2) vers l'unificateur de débit *, yrsi,j:

concentration en phase organique du débit de Orsj, Fmoj: dé-

bit d'écoulement de la phase organique d'unification de débit * vers le diviseur de débit (1), Arj: débit d'écoulement de la phase aqueuse du diviseur de débit (1) vers le diviseur de débit (2), SDlaj: rapport de division de débit du diviseur de débit (1) au diviseur de débit (2) (phase aqueuse), Orj: débit d'écoulement de la phase organique du diviseur de débit

(1) vers le diviseur de débit (2), SDloj: rapport de divi-

sion de débit du diviseur de débit (1) au diviseur de débit (2) (phase organique), SD2aj: rapport de division de débit du diviseur de débit (2) à l'unificateur de débit * (phase aqueuse), SD2oj: rapport de division de débit du diviseur de débit (2) à l'unificateur de débit * (phase organique), + tout près de la section de mélange [M]

Va. dxwli,j/dt + Vbj dybli,j/dt = Aj-1. xi,j-

1 + Oj + 1. yi,j + 1 + Armj + 1. xrmi,j + 1 + Ormj - 1. yrmi, j - 1 + Afj. xfi, j + Ofj. yfi.j - Wlj xwli,j - Blj ybli,j... (3.4-1) (yi,j = Di,j. xi,j et Di,j = fi(xi,j) étant le

même système d'extraction, ils ont la même forme fonction-

nelle que (3.1-2) et (3.1-3)) + tout près de l'unificateur de débit: phase aqueuse

(fusionnée à partir du diviseur de débit (2) et de la sec-

tion de mélange [M]) Wlj. xwli,j + Arsj. xrsi, j = Fmaj. xi, j... (3.4- 2) + tout près de l'unificateur de débit a: phase organique (unifiée à partir du diviseur de débit (2) et de la section de mélange [M]) Blj. ybli,j + Ors. xrsi, j = Fmaj. xi, j... (3.4-2) + tout près du diviseur de débit (1): phase aqueuse Fmaj. xi,j = (Arj + Aj). xi,j... (3.4-4) Arj = SDlaj. Fmaj... (3.4-5) + tout près du diviseur de débit (1): phase organique Fmoj. yi,j = (Orj + Oj). xi,j... (3.4-6) Orj = SDloj. Fmoj... (3.4-7) + tout près du diviseur de débit (2): phase aqueuse Arj. xi, j = (Arsj + Armj). xi,j. (3.4-8) Arsj = SD2aj. Arj... (3.3-9) + tout près du diviseur de débit (2): phase organique Orj. yi,j = (Orsj. Ormj). yi,j... (3.3-10) Ors = SD2oj. Orj... (3.3-11) o, xi,j = xrmi j, yi, j = yrmi, j, xi, j = xrsi, jj, yi, j = yrsi, j... (3.4-12) Selon les expressions ci-dessus, la concentration de chaque composant i de chaque débit décrit ci-dessus peut

être obtenue pour tous les étages à partir des conditions li-

mites (conditions de fonctionnement) si le rapport de divi-

sion de débit est donné sous la forme d'une constante ou d'une fonction de variables apparaissant dans les expressions

indiquées ci-dessus.

3.4.4 Modèles d'éléments de composition

Les mêmes éléments que ceux correspondant aux mo-

dèles de débits normaux peuvent être utilisés pour un calcul

d'équilibre de masse/équilibre d'extraction, pour les dispo-

sitifs de dépôt et pour les dispositifs de canalisation. Le diviseur de débit joue le rôle suivant: (1) Diviseur de débit

Diviseur de débit (1): génère un reflux. Le rap-

port de division de débit donné définit le taux du reflux à générer.

Diviseur de débit (2): règle le rapport de divi-

sion de débit et définit le débit d'écoulement qui doit être mis en oeuvre dans l'extraction à l'intérieur de la section

de mélange.

3.4.5. Modèle d'appareil/processus Le procédé de calcul et le concept concernant l'addition d'un diviseur de débit/unificateur de débit, sont

analogues à ceux des modèles ci-dessus.

4. Exemple d'analyse On analyse un profil de concentration (dans un

état stable) lorsqu'un débordement s'est produit.

4.1. Processus à analyser

La figure 16 illustre le processus et ses condi-

tions de fonctionnement à analyser. Les conditions pour le

débit d'entrée de phase organique Oin sont, débit d'écoule-

ment: 182,943 [l/hr], concentration de HNO3: 2,5168 x 10-2 [mol/l], concentration de U: 42,191 [g/l], concentration de TBP: 30 [vol%] pour tout TBP. Les conditions pour le débit d'entrée de phase aqueuse Ain sont, débit d'écoulement:

164,000[l/hr], concentration de HNO3: 2,0 x 10-2[mol/l].

Ici, le processus d'extraction comporte douze étages.

4.2. Modèle Pour l'analyse indiquée ci-dessus, on utilisera un modèle constitué sous la forme d'une combinaison de douze

étages de modèles d'appareil d'extraction de type à déborde-

ment. 4.3. Cas d'un état d'écoulement normal A titre d'étalon de comparaison, on obtient tout

d'abord un profil de concentration dans un état sans appari-

tion d'un débordement. Ce calcul est également possible dans le présent modèle en donnant le rapport de division de débit

approprié à chaque diviseur de débit.

(l) Réglage du rapport de division de débit

Les réglages pour un débit normal sont les sui-

vants (voir figure 9): + Diviseur de débit (1): le rapport de division de débit

vers le débordement (W2j et B2j) est D=0,0 (aucun déborde-

ment ne se produit) + Diviseurs de débit (2) et (4): comme aucun débordement ne se produit, le rapport de division de débit D peut avoir

n'importe quelle valeur sans avoir aucun effet sur le sys-

tème (aucun réglage nécessaire) Les réglages ci-dessus constituent un processus

d'extraction à douze étages d'un débit normal.

(2) Réglage des conditions d'alimentation à par-

tir de l'extérieur On règle les débits d'alimentation de la phase organique et de la phase aqueuse. Comme l'unité des réglages

ci-dessus dans le présent modèle est [mol/h], chaque compo-

sant des conditions de la figure 16 est converti en [mol/h)

avant d'être réglé.

(3) Résultats Les figures 17 à 20 illustrent respectivement les

profils de concentration de chaque étage. Les figures mon-

trent également les résultats de calcul de MIXSET dans les

mêmes conditions.

On peut voir que les résultats de calcul du pré-

sent code s'adaptent très bien à ceux de MIXSET aussi bien

pour la concentration de U que pour la concentration de HNO3.

Le tableau 2 donne la liste d'équilibre de masse de tout le fichier central (processus)/chaque étage. L'équilibre de masse est satisfait pour tout le processus et pour chaque

étage (c'est-à-dire, entrée-sortie _ 0,0. Comme c'est une so-

lution de convergence elle ne devient jamais exactement égale à 0,0), et la précision de convergence est bien la même pour

les deux codes (cependant, pour HNO3, le présent code con-

verge avec précision).

TABLEAU 2

Equilibre de masse de tout le fichier central (processus) et de chaque étage Equilibre de masse de tout le fichier central URANIUM (mol/h) HNO3 (mol/h) Entrée Sortie Entrée/Sortie Entrée Sortie Entrée/Sortie Code 3,243334E+1 3, 236019E+01 7,314661E-02 7,884306E+00 7,884310E+00 -5,128080E-07 présent

MIXSET 3,243334E+1 3,235367E+01 7,966976E+02 7,884309E+00 7, 884360E+00 -5,020877E-05

Equilibre de masse de chaque étage URANIUM: Entrée/Sortie (mol/h) HNO3: Entrée/Sortie (mol/h) Etage Présent code MIXSET Présent code MIXSET

12 -2,128781D-04 -3842507E-04 -1,258336D-06 - 3,716240E-05

11 4,447997D-04 4,993573E-04 2,987379D-06 - 4,821130E-05

-6,477440D-04 2,049063E-04 -2,964013D-06 -3490870E-05

9 8,028446D-04 -3,326934E-04 1,563916D-06 4,631910E-05

8 -9,238853D-04 6,416034E-05 -1,007116D-06 -3,788600E-5

7 9,835145D-04 -3,491694E-04 7,736121D-07 8,822800E-05

6 -9,748163D-04 5,808299E-04 -9,186840D-07 - 5,747770E-05

8,686178D-04 -4,486601E-04 1,185958D-06 -3,723730E-05

4 -6,450671D-04 4,757462E-04 -1,235322D-06 1,162528E-04

3 3857095D-04 -1,966116E-05 9,145168D-07 - 7,603340E-05

2 -1,480245D-04 -3,461271E-04 -5,879312D-07 6,447790E-05

1 1,333226D-05 -5,385283E-05 1,115546D-07 - 3,659377E-05

Comme décrit ci-dessus, on peut dire que la logi-

que de calcul d'équilibre d'extraction dans le présent code

est correctement installée et peut être appliquée à l'évalua-

tion d'un processus d'extraction constitué par une combinai-

son de l'unificateur de débit et de diviseurs de débit. 4.4. Apparition de débordements On simule l'apparition de débordements ayant le même débit à travers tous les étages, avec les cas de calcul

dont la liste est donnée ci-dessous. On suppose que tous les10 débits de débordement doivent atteindre l'équilibre d'extrac-

tion dans la section de mélange.

TABLEAU 3

CAS Taux déborde- Direction de Composante de ment apparu débordement débordement

(g/l) (de cha-

que étage) A 16,0 Toutes diri- Idem O/A gées vers d'alimentation phase aqueuse B Idem Les deux di- Idem ci-dessus rections ci-dessus (1/2 chacune) C Idem Toutes diri- Idem ci-dessus gées vers ci-dessus

phase organi-

que (O/A: Débit phase organique/débit phase aqueuse) Le débit d'alimentation à partir de l'extérieur

est le même que celui d'une situation de débit normale.

Par suite, on peut simuler un phénomène de débit

de débordement en changeant les réglages de rapport de divi-

sion de débit pour le modèle dans une situation de débit

d'écoulement normal.

(1) Réglage du rapport de division de débit Le rapport de division de débit du diviseur de débit (figure 9, diviseur de débit (1)) qui génère un débit

de débordement, est réglé de façon que 8,4 g/l de phase orga-

nique et 7,6 g/l de phase aqueuse (même rapport que O/A)

s'écoulent respectivement vers B2j et W2j. Le diviseur de dé- bit (figure 9) diviseur de débit (2)) qui distribue le débit de débordement, est réglé de façon que le cas A s'écoule vers5 le côté droit de la figure 9, que le cas C s'écoule vers le côté gauche de la figure 9, et que le cas D s'écoule égale-

ment vers les deux côtés. Le diviseur de débit (4) (figure 9) est réglé de façon que tous les débits s'écoulent vers la section de mélange [M].10 (2) Résultats et études Les figures 21 et 22 illustrent des changements

de la concentration d'uranium (U) à chaque étage, en les com-

parant à celle d'une situation de débit normal (qu'on appel-

lera Normal dans les figures).

Les résultats suggèrent les remarques suivantes:

+ La concentration en U, comparativement à celle d'une situa-

tion de débit normal, monte si le débit de débordement s'écoule vers le côté de la phase organique (cas C) et tombe si le débit de débordement s'écoule vers le côté de

la phase aqueuse (cas A).

+ Le profil de concentration montre peu de changement si le

débit de débordement se produit des deux côtés (cas B).

On donnera ci-après une explication qualitative

du phénomène ci-dessus dont on pense que la tendance est va-

lide.

+ Dans le cas C, le débit de débordement et le débit normal

s'écoulent tous deux, dans la phase organique, vers la di-

rection initiale qui est la même que dans le cas o la somme des deux s'écoule suivant un passage d'écoulement normal. Dans la phase aqueuse au contraire, une partie du débit qui est supposée s'écouler vers le côté gauche des figures 21 et 22, s'écoule en revenant en arrière. Comme la concentration en U de la phase aqueuse est plus élevée

du côté gauche, une phase aqueuse présentant une concen-

tration en U plus élevée que le débit normal, tend à être

fournie aux étages ultérieurs, ce qui augmente la concen-

tration en U. + La situation étant opposée dans le cas A, le débit normal et le débit de débordement, du côté de la phase aqueuse, s'écoulent tous deux vers la direction normale, tandis qu'une partie de la phase organique s'écoule en revenant

en arrière vers la direction opposée du débit normal.

+ Dans le cas B, il y a peu de changement de concentration car les effets des deux débits tendent à s'annuler l'un l'autre.

La solution numérique, comme elle est un cas com-

biné de transfert de masse et de réaction d'extraction, a

donc été justifiée du fait que la logique d'équilibre d'ex-

traction est normalement installée dans le modèle d'élément et, comme indiqué ci-dessus, les calculs d'équilibre de masse

sont effectués à la fois pour tout le processus et au voisi-

nage des diviseurs ou unificateur de débit.

Selon la présente invention, comme décrit dans ce

qui précède, un changement de modèles ou d'expressions d'ana-

lyse peut être traité facilement car les modèles d'éléments sont constitués en divisant le comportement à l'intérieur de

l'extracteur en unités appropriées, à condition qu'un logi-

ciel orienté objet soit utilisé.

En outre, on peut simuler une grande variété de

débits anormaux, autres que les débits normaux, car une par-

* tie d'un débit peut être divisée dans un diviseur de débit,

et plus d'un seul débit peut être fusionné dans un unifica-

teur de débit.

RE VE N D I C AT I ON S

1 ) Procédé de simulation d'un système d'extraction qui si-

mule le fonctionnement d'un système d'extraction avec des ex-

tracteurs, qui mélange des fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans un fluide, de l'autre fluide, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant à:

- utiliser un logiciel orienté objet pour diviser le fonc-

tionnement en éléments de base pour le calcul; et - fournir, comme éléments de base constituant l'extracteur, une section de mélange pour simuler une séparation et un mélange de fluides de deux phases et un transfert de masse entre les fluides des deux phases, une section de division de débit pour simuler des débits divisés d'une partie des

fluides, et une section d'unification de débits pour simu-

ler la confluence d'un certain nombre de fluides, - de manière à simuler l'apparition de débits autres que le débit de base, en utilisant la section de division de débit

et la section d'unification de débits.

2 ) Procédé de simulation d'un système d'extraction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de mélange effectue séparément une simulation d'un calcul d'équilibre de masse et une simulation d'un calcul de

concentration d'équilibre.

3 ) Procédé de simulation d'un système d'extraction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à fournir une section de cémentation ou dépôt pour simuler des débits de fluides séparés dans l'extracteur, et une section de canalisation pour simuler des débits de fluides dans des sections venant à

la suite de la section de dépôt, comme éléments de base cons-

tituant le système d'extraction.

4 ) Procédé de simulation d'un système d'extraction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'

il simule des débits autres que le débit de base à l'inté-

rieur de l'extracteur, en réglant le rapport de division de

débit dans la section de division de débit.

) Procédé de simulation d'un système d'extraction selon la revendication 4, caractérisé en ce que - l'extracteur est un extracteur centrifuge qui comporte une

canalisation de débordement à l'endroit d'une section d'en-

trée de celui-ci,

- permet aux fluides de deux phases de s'écouler à l'exté-

rieur d'un rotor et mélange les deux, en effectuant une centrifugation à l'intérieur du rotor, et - décharge individuellement un fluide extérieur et un fluide intérieur ayant été séparés par un barrage, - une simulation de trois états de débits autres que le débit d'écoulement de base, étant effectuée, ces trois états étant un état de débordement dans lequel des fluides s'écoulent en sortant par la canalisation de débordement, un état d'apparition d'entraînement dans lequel des fluides non séparés de deux phases débordent par dessus le barrage, et un état de reflux dans lequel un fluide ayant été séparé et déchargé du rotor, s'écoule en revenant de nouveau en

arrière vers la section mélangeant les fluides de deux pha-

ses. 6 ) Procédé de simulation d'un système d'extraction selon la revendication 4, caractérisé en ce que - l'extracteur est un extracteur à mélangeur et dispositif de dépôt, comprenant une section de mélange et une section de séparation utilisant la pesanteur et, - une simulation de trois états de débits autres que le débit de base, étant effectuée, ces trois états étant un état de débordement dans lequel des fluides s'écoulent en sortant pcl l a-nal ic sati oC d d dd Lerdemer lt, un étctL 'dipparit.i)n d 'mnt raînement dans lequcl cdes flui des nror séparês de deu:x

phases deborcldent par d-ssus le barraoe, et uan e tat de re-

luxi darls lequel eu n fluide aarnt ét sépa"ré et.tdit c a du r e cor s'éc: ruse peou r roenel rde e uveaul enm arri, e. re r s ca

sec ion ml larlea-mt 1 e f uiie s -le deuip' phases.

/0 ) ePocédé die simulait n d' um ssteme ci'e:.:trartLien se,;n la revendieattior 1, 0 caracterisé eri ce nue le systome d'extraction est un systeme d'extractienr destiné à

effectuer une extraction à étages multiples, aveu une plura-

lité d'extracteurs connectes.

8 ) Support de stockage d'un programme de simulation d'un système d'extraction pour amener un ordinateur à simuler un traitement d'un système d'extraction muni d'extracteurs, qui mélange des fluides de deux phases et extrait une substance incluse dans un fluide, dans l'autre fluide, caractérisé en ce que

le support de stockage est constitué par un CD-ROM ou un dis-

que souple et il contient un programme de simulation utili-

sant un logiciel orienté objet pour diviser le fornctionnemert en éléments de base pour le calcul, fournir comme éléments de base constituant l'extracteur, une section de mélange pour

simuler une separacion et un mélange des flllides -l deux mha-

ses, et un transte t de masse entre les flulid-es (des de:: pha-

ses, une sec(-ticr de divisioi i,o de bit pour scimul er unr cili i

divi sé d'cse partie des fluides, et unr sec tion de fusionne-

mentrL de debits pour simuler l'ucifi cation d'une pluralit cie fluides, de malière à simu! r 'apparitirl c d débits autres qule le dcblit cie base, er. utilAisart la setin de d vision dre

débit et la sctcion d'uni ifi catin de d ébit.