hakima
56
À mes très chers parents, Vous nous avez donné la vie, la tendresse et le courage pour réussir.
-
Upload
salma-benazzou -
Category
Documents
-
view
65 -
download
0
Transcript of hakima
À mes très chers parents, Vous nous avez donné la vie, la tendresse et le courage pour réussir.
En témoignage, je vous offre ce modeste travail pour vous remercier pour vos sacrifices et pour l’affection dont vous m’avez toujours entourés. Vous étiez toujours l’épaule solide, l’oreille attentive et compréhensive et vous étiez les personnes les plus dignes de mon estime et de mon respect. Aucune dédicace ne saurait exprimer l’amour et la reconnaissance que je vous porte. Que ALLAH le tout puissant vous préserve et vous procure santé et longue vie. À mes chers frères et sœurs, les personnes les plus proches du cœur, pour vos encouragements et votre soutien réconfortant durant les moments les plus difficiles. À ma famille, A tous mes ami(e)s, Qui m’ont aidés à surmonter les difficultés et m’ ont encouragés pour arriver jusqu’au bout, dans les meilleures Conditions possible…
La consommation en eau de service de la raffinerie est très importante ,La Samir opte à minimiser au maximum cette consommation, de ce fait notre sujet consiste à la réutilisation des eaux de régénérations des chaines de déminéralisation. Pour cela des suivies et contrôles des analyses de ces eaux s’avèrent nécessaires
Dans ce chapitre nous allons présenter l’organisme d’accueil,
1. localisation géographique La Société Anonyme Marocaine de l’Industrie du Raffinage (SAMIR)
s’étend sur une superficie de 200 hectares à la zone ouest de la ville de Mohammedia à proximité du port dans l’objectif de faciliter la réception du pétrole brut importé. Elle est reliée par un réseau de pipeline au port pétrolier (distant de 5 KM) .
2. Historique et création :
Dans ce chapitre nous allons présenter l’organisme d’accueil,
La première raffinerie qui a été au Maroc est la société chérifienne de pétrole (SCP) en 1929 à Sidi KACEM. Après l’indépendance, ce dernier n’a pas pu satisfaire les besoins énergétiques de plus en plus importants du pays, il a fallu donc construire une deuxième raffinerie plus proche d’un port. C’est ainsi que fut décidé la création de la SAMIR.
Cette dernière naquit d’une convention signée en 1959 entre l’Etat Marocain représenté par « le bureau des études et des participations industrielles » et l’office italien des hydrocarbures « centre national des hydrocarbures ».Cette raffinerie nouvellement crée a pris la dénomination de « Société Anonyme Maroco-Italienne de raffinage » qui a changé sa raison social après la marocanisation de son capital en 1973pour devenir la « société Anonyme de l’Industrie du Raffinage »
3. L’EVOLUTION DE LA SAMIR
1959 : LA PREMIÈRE PIERRE A ÉTÉ POSÉE DE LA NOUVELLE RAFFINERIE PAR FEU SM MOHAMMED V.
1962 : La SAMIR a été inaugurée par le feu SM HASAN II comme l’une des premières importantes industries. Cette société est l’un des modèles en raffinage de pétrole créée dans un contexte peu favorable à l’époque et ce pour assurer une meilleure sécurité de produits énergétique
1974 : au lendemain de la crise pétrolière de 1973 après la fructueuse coopération MOROCCO-ITALIENNE, l’état procède à SAMIR la nouvelle raison de l’entreprise devient la société anonyme de l’industrie du raffinage.
1980 : Feu HASSIN II inaugure la plus grande extension de la SAMIR et pose la première pierre de son futur complexe des huiles lubrifiantes qui démarra fin 1983.
1996-1999 : dans le cadre de privatisation des sociétés appartenant a l’état marocain le groupe CORALE s’est porté acquéreur des deux raffineries à savoir la SAMIR (société anonyme marocain de l’industrie du raffinage) et la SCP (société chérifienne des pétroles) en 1996.
1999 : le groupe CORALE a décidé et réalisé la fusion absorption des deux sociétés afin de créer des effets de synergie.
La fusion entre société chérifienne de pétrole et SAMIR qui prit effet en 01/01/99 fait émerger une nouvelle entité disposant d’importants moyens financiers, techniques et humains ainsi que nouvelles structures organisationnelles qui lui donneront une grande capacité d’adaptation et de compétitivité.
Cet événement de la fusion absorption SAMIR-SCP constitue une nouvelle ère pour l’industrie du raffinage au Maroc.
2002 : création de Somergy en partenariat avec le groupe Somepi.
2003 : redémarrage de la première unité de distillation atmosphérique ainsi que la deuxième unité de distillation atmosphérique.
2004 : signature d’une convention de modernisation entre le gouvernement marocain et SAMIR.
2005 : application du projet de modernisation de SAMIR avec le consortium italo-turc (Snamprogetti-Tekfen).
2006 : Signature du projet de construction de l’unité de cogénération d’une puissance de 40 MW.
Figure 1 : Vue 3D des unités Upgrade
2008 : Création de la société du transport et stockage des produits pétroliers (TSPP), filiale à 100% de la SAMIR, ayant pour mission le transport et le stockage des produits pétroliers.
Signature d’un contrat de 17 millions d’euros avec la Société Espagnole Tecnicas Reunidas portant sur les études d’ingénierie et de conception du projet de remplacement des anciennes unités de distillation de la raffinerie de Mohammedia, par une nouvelle unité d’une capacité annuelle de 4 millions de tonnes.
2009 : Projet de la création du toping 4
4.Fiche signalétique :
Raison sociale Société Anonyme Marocaine d'Industrie de Raffinage (SAMIR).
Forme juridique Société Anonyme, cotée en bourse (Casablanca)
Logo
Ancien logoSiège sociale BP.89, Route Côtière 111, Mohammedia,
MarocSite web http://www.samir.ma/
Date de constitution 1959
Capitale sociale 2008 1 189 966 500 DH
Chiffre d’affaire 2008 537 023 KDH
Effectifs 1200
Capacité de production
7,75 Millions de Tonnes /an
Configuration raffinerie complexe avec un facteur Nelson de 14
Capacité de Stockage 2 millions de m³
Exportations 20 à 25% de la production
5. organigramme de la Samir :
Directeur Général
Grands Projets
Stratégie, Coordination
& Secrétaire du Conseil
Sécurité
Audit
Communication
DGA Raffinage
Production
Maintenance & Ingénierie
Services Techniques
Raffinerie deSidi Kacem
Qualité
DGA App.Ventes
& Distribution
Planning &Distribution
Approvisionnement & Trading
Business Analysis
Ventes &Marketing
DGA Finances &
Administration
Finances
Comptabilité Contrôle de
gestion
Ressources Humaines
& Affaires sociales
MIS
Achats
définition du pétrole :
Le pétrole est une roche liquide de couleur brun, il est plus
ou moins visqueux d’origine naturelle formée d’un mélange
complexe d’hydrocarbures saturés à chaînes linéaires, ramifiés
ou cycliques.
Il est composé d’un mélange de complexes principalement
du carbone ainsi que des traces de soufre (les sulfures et les
mercaptans), d’azote, d’oxygène, d’eau salée et de métaux(fer,
nickel…).
Il est toujours accompagné de grandes quantités d’impuretés
provenant du gisement dont on site :
Les sédiments : sable, débris …
Les sels minéraux : chlorure de sodium, de calcium
et de magnésium.
A cause des différences de propriétés des pétroles, on
distingue deux types :
Les bruts lourds : riche en fuel
Les bruts légères : riche en essence
L’origine du pétrole :
Le pétrole s’est formé sous la surface de la terre à la suite
de la décomposition des organismes marins.
Il y a des million d’années d’innombrables organismes
vivant dans les océans, lorsque les génération successives
mouraient, leur restes se déposaient au fond des océans, ils
s’accumulaient et se mélangeaient à la boue pour former des
couche riche on matières organiques (gisements du pétrole).
Le transport du pétrole brut :
Une fois extrait des puits le pétrole brut doit être traité à
forte chaleur avec des produits chimiques pour l’extraction de
l’eau et également la séparation du gaz naturel.
Puis, achemine vers les raffineries soit par des pétroliers,
dont le principale caractéristique est le compartimage séparées
ce qui autorise le transport de différents types de pétroles.
Ou par des pipelines (appelées aussi oléoduc) qui sont
considérés comme le moyen le plus sûr pour transporter un
liquide.
Activités et produits : la fabrication des produits pétroliers repose sur le processus illustré dans la figure suivante :
Marketing & vente Marché national
Export : Europe/UsaAfrique
Stockage
Paraffines
Fuel oil
Huiles de base
Jet A1
Gasoil 50 ppm
Super sans plomb
Butane
Propane
Bitumes oxydés
Bitumes routiers
Souffre liquide
Raffinage
approvisionement
Trading
Les dérivés pétroliers :
GPL : “Gaz de pétrole liquéfie” ils se composent de deux
sortes de combustibles environ 50% de butane et 50% de
propane.
Kérosène :appelé aussi JET,carburant des réacteurs
des avions et il se caractérise par sa fluidité aux basses
températures.
Essences : Ils sont un mélange de plus de 300
hydrocarbures, ils se vaporisent entre la température ambiante
et 215°C sous pression atmosphérique.
Fuel : Combustible utilisé dans les fours et les
chaudières industrielles
Gasoil : Il est destiné à être utilisé comme carburant dans
les moteurs diesels.
Les huiles : Utiliser pour les machines comme agents
lubrifiant (qui réduisent le frottement entre les parties en
mouvements) et aussi pour le refroidissement des moteur.
Les paraffines : Sous produits du raffinage des huiles, elle
est dure et cassante sans goût ni odeur. Elle est utilisée pour la
fabrication des bougies et les produits alimentaires (papier
paraffine
Les bitumes : Produit thermoplastique de couleur noir, et
peut être transporter à une température > à 120°C.
Ils servent à préparer des enduits imperméables à l’eau pour le
revêtement des routes.
Utilisation du pétrole
On emploi le pétrole comme matière première de
l’industrie chimique et dans la production des carburants.
Le pétrole et ces dérives sont utilisés dans la production
des médicaments, des produits agrochimiques et alimentaires,
des matières plastiques, des matériaux de construction des
peintures et des fibres synthétiques, des détergents et des
caoutchoucs ainsi que dans la production électrique.
On peut résumer tout ce qui précède dans le tableau
suivant :
Etat Produits
obtenus
Utilisation
Gazeux Propane Chauffage
cuisinePropane
Liquide
Kérosène Transport aérien
Essence Transport routier
Fuel Transport
collectif
Gasoil Transport routier
Gaz lampon Lampe
solide Paraffine Pharmacie
Bitume Construction
routière
Tableau 1 : Divers Utilisation du pétrole
Unités de raffinage zone I qui comprendUnités de raffinage zone I qui comprend ::
2 colonnes de distillation atmosphérique (Topping I et II).1 unité de désulfuration du kérosène.
1 unité du lavage des GPL.1 unité de reforming catalytique.2 unités MEROX (GPL, essences légères et kérosène).
Unités de raffinage zone II qui comprendUnités de raffinage zone II qui comprend ::
1 distillation atmosphérique (Topping III).1 unité d’hydrotraitement du naphta.1 unité MEROX GPL et essences légères.1 unité de séparation C3/C4.1 unité de reforming catalytique.1 unité d’hydrodésulfuration des gasoils et du kérosène.1 unité du lavage aux amines.
Complexe de fabrication des huiles, bitumes et paraffinesComplexe de fabrication des huiles, bitumes et paraffines ::
1 distillation sous vide (unité 10).1 unité de désasphaltage au propane (unité 11).1 unité d’extraction aux furfurals (unité 12).1 unité de déparaffinage (unité 13).1 unité d’hydrofinishing (unité 14). 1 unité de traitement des paraffines (unité 15).1 unité d’oxydation des bitumes (unité 16).1 unité de production des utilités(unité 17).
Les unités de modernisation de la raffinerie : Upgrade
Schéma général des unités de l’Upgrade
Les unités de fabrication :
Tableau 1 : Les nouvelles unités Upgrade.
UnitéSymbol
eUnité
Capacité (Tonne /An)
31 VDU Distillation sous vide 2 800 00034 HCU Hydrocraquage du fuel 1 800 00033 DHTU Hydrotraitement du distillat 2 500 00036 HPU Production d’hydrogène 80 00037 ARU Régénération des amines38 SWS Stripage des eaux acides 39 SRU Récupération du soufre 100 000
Les utilités:
Les utilités représentent les unités (tableau 2), dont la production est nécessaire
pour le fonctionnement des unités procès: vapeur d’eau, eau déminéralisée, fuel
gaz pour l’alimentation des fours…
Tableau 2 : Les unités qui composent les utilités sont :
50Les connections des unités du process Units Interconnecting
60 Eau de ville61 Eau de Service 62 Eau déminéralisée 63 Eau Chaudière64 Système Vapeur65 Système des condensats 66 Système d’Air Instrument & Air Service 67 Système d’Azote 68 Système de Fuel Gaz 69 Système de Fuel Oil70 Eau de Refroidissement
70A Unité de l’Osmose Inverse 71 Système Torche 72 Système de Slop73 Traitement des effluents
74Les eaux huileuses Potentially Oil Contaminated Water (Oily water)
75Les pluviales drainer Storm Water Drain
76 Produits chimiques 77 Tankage and Interconnecting System78 Fire Water79 Flushing Oil
1 parc de stockage de pétrole brut, des produits finis et semi fini. 2 centrales thermoélectriques pour produire les différentes utilités :
vapeur, électricité, eau déminéralisée, air comprimé, eau tempérée. 1 unité de traitement des eaux résiduaires.Unité d’incinération des terres contaminéesUnité de production d’azoteUnité de retour condensatL’osmose inversCogénération
Le pétrole brut traité à la SAMIR est en totalité importé. Les principaux fournisseurs sont :
Après livraison des cargaisons et stockage dans des bacs à toit fixes, vient l’étape de la transformation en produits finis. Effectivement, le pétrole brut ne peut être employé à l’état brute, le raffinage le transforme en produits énergétiques à savoir les carburants (les essences et les gasoils) et le fuel et en produits non énergétiques comme les matières premières de la pétrochimie, les huiles de bases des lubrifiants et les bitumes.
1.Modernisation de la raffinerie :
Considéré comme étant la plus grande réalisation que l’industrie nationale du raffinage ait connu depuis la création du complexe SAMIR des huiles lubrifiantes en 1984, la modernisation de la raffinerie de Mohammedia intègre tous les éléments de la stratégie pétrolière nationale, telle que définie par les Hautes Directives Royales du 4 mai 2004, et englobe les technologies les plus modernes et les procédés les plus performants dans le domaine du raffinage.
Ce projet, qui a démarré en septembre 2005, fait partie intégrante du programme général de modernisation de la raffinerie de Mohammedia, ayant fait l'objet de la Convention d’Investissement signée le 20 décembre 2004 entre le Gouvernement Marocain et la SAMIR. Le budget global y afférent est estimé à plus de 1 milliard de Dollars US.
2. Intérêt du Projet :
Compte tenu de sa taille et de sa nature, la réalisation de ce projet a des répercussions positives sur l’économie nationale et sur la société. Il a permit d’adapter la configuration de la raffinerie à la structure de la demande nationale en augmentant la production de gasoil. Il a aussi un impact très positif sur la protection de l’environnement et l’amélioration de la qualité de l’air par la production de carburants propres, notamment : le Gasoil: 50 et 10 ppm, conforme à l’Euro 4 et 5 ainsi que l’Essence Super sans plomb, conforme à l’Euro 3.Le projet a permit également, à la société, d’atteindre un niveau de compétitivité en ligne avec celui des raffineries européennes modernes.
3.Nouvelle Configuration dela Raffinerie :
3.raffinage de pétrole :
a.la distillation atmosphérique :
Le brut aspiré des bacs de stockage est préchauffé dans un train d’échangeurs de chaleur pour prélever les calories nécessaires à son préchauffage aux soutirages latéraux et au résidu atmosphérique sortant de l’unité.
Dans un premier temps, le brut se réchauffe jusqu’à atteindre la température du fractionnement du dessaleur, dans lequel on procède à une première épuration afin de débarrasser le brut des sels et sédiments qu’il contient et d’augmenter l’efficacité des équipements utilisés pour effectuer sa distillation.
Puis, le pétrole dessalé prélève le maximum des calories dans un deuxième train d’échange, pour soulager le four atmosphérique où la température du brut atteinte est de l’ordre de 350-370 °C. A la sortie du four, le brut se dirige vers la colonne de distillation, qui fournit les produits semi-finis suivants :
Des gaz. Des produits blancs (distillats légers et moyens). Des produits noirs (résidus lourds).
Les soutirages latéraux de la colonne de distillation sont :
-Les essences : sont refroidies dans les aéroréfrigérants puis dans l’échangeur puis être envoyées ensuite vers un ballon qui permet la séparation entre la phase gazeuse et la phase liquide, les gaz non condensables vont au ballon de contact tandis que la phase liquide constitue la charge de l’unité de séparation des essences.
-La naphta : La naphta lourde qui est strippée à la vapeur VB dans un stripper : les légers retournent à la colonne de distillation et la naphta lourde est reprise au fond du stripper pour être stockée dans le stockage essence lourde, stockage kérosène ou bien dans le slops.
-Le kérosène : Le kérosène dont une partie sert comme reflux kérosène après avoir été refroidie en cédant ses calories au brut, l’autre partie alimente le stripper, où
elle y est rebouillie par un échangeur : les légers reviennent à la colonne, les lourds vont au stockage après refroidissement.
-Le gasoil léger : Une partie constitue le reflux gasoil léger, l’autre partie alimente le stripper : les légers sont repris à la colonne de distillation, le gasoil strippé sera acheminé vers l’unité d’hydrodésulfuration puis au stockage.
-Le gasoil lourd : Se divise en deux parties :
Une partie qui est refroidie constitue le reflux circulant gasoil lourd, l’autre partie alimente le stripper : les légers reviennent à la colonne, les lourds sont acheminés après refroidissement vers le stockage.
-Le résidu atmosphérique : Il est dirigé après refroidissement vers le stockage pour être traité au complexe des huiles.
b-La stabilisation et la séparation des essences :
Le but de cette unité est de préparer la charge du reforming catalytique. Cette unité permet d’obtenir une essence dont les points d’ébullition soient compris dans l’intervalle [90°C- 190°C].
Le fonctionnement de cette unité est similaire à celui de la colonne de distillation atmosphérique sauf qu’on ne dispose pas de soutirages latéraux.
Dans la colonne de stabilisation, on obtient en tête l’essence sauvage (GPL) qui va subir un lavage aux amines et au fond l’essence stabilisée qui présente la charge de la colonne de séparation.
Dans la colonne de séparation, on obtient en tête de la colonne l’essence légère (C5 à 90°C) qui sera acheminée vers l’unité MEROX et au fond l’essence lourde qui sera traité à l’unité d’hydrotraitement.
c-Le lavage aux amines :
Le but du lavage aux amines est de débarrasser les coupes pétrolières légères LPG de H2S en les lavant avec une solution absorbante d’amines vu la solubilité de l’H2S dans cette solution.
La solution amine pauvre est injectée en tête de la colonne tandis que les GPL, en phase liquide venant du ballon de reflux de l’unité de stabilisation et de séparation des essences, pénètrent par le bas de la colonne d’absorption. Par différence de densité, les GPL montent dans la colonne et cèdent H2S à la solution d’amines descendante. Le lavage aux amines est un procédé régénératif : on régénère la solution d’amines.
d-L’épuration au MEROX :
Le but de l’unité MEROX est d’éliminer des coupes pétrolières légères les composés soufrés (mercaptans) qui confèrent à ses produits des odeurs désagréables.
L’épuration aux MEROX s’applique aux GPL et aux essences légères. Le circuit de la matière dans cette unité est :
Prélavage à la soude : Afin d’éliminer l’hydrogène sulfuré H2S qui altèrent le catalyseur MEROX, on lave les GPL et les essences légères avec la soude pour transformer les mercaptans en mercaptides.
Traitement au catalyseur Merox : Le catalyseur Merox craint l’H2S, ce qui justifie l’opération de prélavage à la soude. Mis en solution dans la soude, ce catalyseur absorbe les dérivés mercaptides.
Régénération de la solution MEROX.
e- Récupération et séparation des GPL :
Le but de cette unité est de récupérer et séparer les GPL en leurs constituants : Propane et Butane.
Cette unité traite soient les GPL issus des gaz de tête de la colonne de distillation atmosphérique après leur traitement aux amines et au Merox soient les GPL issus des réactions qui ont lieu au cours du traitement de reforming des essences.
La séparation des GPL est réalisée en trois étapes :
Absorption des gaz dans la coupe Naphta et Kérosène respectivement.
Reprise des liquides pour en éliminer les composés légers C1 et C2, en séparant la phase gazeuse riche en C1, C2 et qui contient également des quantités de C3 et C4 qui retourne aux absorbeurs, de la phase liquide constituée de naphta et des GPL qui est acheminée vers l’unité de fractionnement.
Fractionnement du liquide obtenu en GPL et Naphta puis fractionnement des GPL en propane et butane.
Séchage du propane pour en éliminer les dernières traces d’humidité et les légers résiduels.
f-L’hydrotraitement des essences lourdes:
Les essences contenant des quantités de soufre, oléfines, azote et métaux représentant ainsi des charges de reforming de mauvaises qualités. L’hydrotraitement de ces charges peut les convertir en charge de reforming de bonne qualité.
L’hydrotraitement utilise un catalyseur appelé HYDROBON qui est formé d’un support d’alumine et de différents éléments tels que le nickel, le molybdène et le cobalt.
Les réactions d’hydrotraitement sont exothermiques et dans certains cas le four de charge n’est utilisé qu’en démarrage.
Dans cette unité, les essences sont combinées à un courant gazeux riche en H2 et sont mis en contact avec le catalyseur, les réactions qui se déroulent sont :
Elimination du soufre par obtention de H2S. Elimination de l’oxygène par obtention de H2O. Elimination de l’azote pat formation de NH3
(ammoniac). Elimination des métaux qui sont absorbés par le
catalyseur. Saturation des oléfines par transformation des
doubles liaisons Carbone-carbone en simples liaisons.
i- Le platforming :
Le but du traitement à l’unité du platforming est d’obtenir une essence de meilleure qualité qui répond aux spécifications.
Le platforming est un procédé de reforming catalytique, qui utilise un catalyseur de platine à base de silice, pour transformer, en présence de l’hydrogène, une charge d’essence lourde provenant de l’unité de l’HDT, en une essence de haute qualité (indice d’octane élevé) .
La charge (l’essence venant de l’HDT) est d’abord mélangée au gaz de recyclage riche en hydrogène, ensuite chauffée dans les échangeurs puis dans le four de charge et injectée dans le premier réacteur où se fait la réaction de déshydrogénation, l’effluent est réchauffé dans un deuxième four vue que la réaction est endothermique, et envoyé ensuite au deuxième réacteur, l’effluent de ce réacteur passe ensuite dans un
troisième four et entre dans le troisième réacteur où a lieu la réaction d’hydrocraquage.
A la sortie du 3ème réacteur, le produit est refroidi et séparé en deux phases :
La phase gazeuse part à l’aspiration du compresseur de recyclage et l’excès des gaz est envoyé au système fuel-gaz.
La phase liquide est envoyée à la colonne de stabilisation du platforming pour produire un reformat répondant aux spécifications (indice d’octane 95).
g-L’hydrodésulfuration :
Les coupes pétrolières contiennent des impuretés qui peuvent être néfastes à un traitement ultérieur ou à leur qualité pour des raisons de corrosion, d’environnement ou d’odeur.
Le but de l’unité d’hydrodésulfuration est de réduire le taux de soufre dans le gasoil et le kérosène par hydrotraitement en utilisant un catalyseur à base de Cobalt et de Molybdène, en ajoutant H2 pour former l’H2S. Les coupes pétrolières contiennent des impuretés qui peuvent être néfastes à un traitement ultérieur ou à leur qualité pour des raisons de corrosion, d’environnement ou d’odeur.
Le but de l’unité d’hydrodésulfuration est de réduire le taux de soufre dans le gasoil et le kérosène par hydrotraitement en utilisant un catalyseur à base de Cobalt et de Molybdène, en ajoutant H2 pour former l’H2S.
Description de l’unité de notre étude :
Chaines de déminéralisation
L’eau est le fluide caloporteur le plus répandu dans les installations de
chauffage. Toutefois l’eau contient des composés chimiques dissous qui
peuvent engendrer des dégradations des matériaux constituant la
chaudière.
Le traitement des eaux d’alimentation des chaudières a pour objectif
d’assurer ion l’élimination des sels de l’eau brute .
L’eau provient de sources diverses et elle est destinée à des utilisations
tout aussi diverses telles que :
L’eau potable qui est destinée aux besoins humains ;
L’eau de service pour le lavage des sols des unitées, alimentation des
chaines de déminéralisation
L’eau est un élément très important dans la vie quotidienne. Elle est constituée des molécules H2O ; un assemblage de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène, des sels minéraux dissous et des gaz que l’on peut classer :
Bicarbonate de calcium Ca (HCO3)2
Bicarbonate de magnésium Mg (HCO3)2
Sulfate de calcium Ca SO4
Sulfate de magnésium Mg SO4
Sulfate de sodium Na2 SO4
Chlorure de calcium Ca CL2
Chlorure de magnésium Mg CL2
Chlorure de sodium Na Cl Chlorure de potassium K Cl Nitrate de sodium Na NO3
Nitrate de potassium K NO3
Nitrate de d’ammonium NH4 NO3
Silicate de calcium CaSi O3
Silicate de magnésium Mg Si O3
Silicate de sodium Na Si O3
oxygène
acide carbonique
azote
Les sels minéraux et les gaz dissous que nous avons cité sont les causes qui entrainent les phénomènes d’entartrage, le primage et les corrosions. Donc pour éviter ces phénomènes il faut éliminer ces composés par une technique qui s’appelle Déminéralisation.
L’eau d’alimentation de la chaudière possède une composition pondérale bien déterminée récapitulée dans le tableau suivant :
L’utilisation de l’eau de ville pour alimenter la chaudière présente plusieurs points négatifs pouvant entrainer des défaillances dans le système de fonctionnement de cette chaudière.
Les principaux inconvénients provoqués par les impuretés de l'eau sont :
chlorure 0,4 g/1
sulfate 0,9 g/1
P2O5 20 à 30
mg/1
Silicate
total
1,5 g/1
PH à 25 0C 8,5 à 9,5
Dureté
Totale
0.004 mg/l
Oxygène 0.01 mg/l
Fer totale 0.05 mg/l
CO2 0.06 mg/l
- L’entartrage : Formation d’une couche de tartre sur les parois des conduites constituées essentiellement de sels provenant des eaux dures ou calcaires.
Les conséquences de l’entartrage sont :
-Diminution des échanges thermiques
-Bouchages des conduites
-Rupture des tubes
-Chute de rendement.
- Le primage : est l’entraînement de gouttelettes d’eau par la vapeur produite dans les conditions normales de fonctionnement. C’est-à-dire en dehors des cas d’appel brutal de vapeur. De variation brusque du régime évaporatoire, ou de niveau trop haut.
Les principes causes du primage sont :
une augmentation de la tension superficielle de l’eau due à la présence de produits minéraux (soude, carbonates alcalins, phosphates, chlorures, sulfates, et produits organiques),
la présence d’agents mouillants de synthèse (ceux qui provoquent la formation de mousses abondantes sur les plans d’eau),
la présence de traces d’hydrocarbure.
Ce phénomène n’est pas dangereux en faible quantité pour les circuits de vapeur, mais il peut entraîner une altération de la pureté et de la quantité de la vapeur qui est parfois gênante. Dans tous les cas, le primage conduit à une diminution du rendement du générateur.
- Les corrosions : La corrosion est phénomène chimique qui porte atteinte à un objet solide et provoque une altération de la matière. La corrosion peut entraîner la perforation, la fissuration, et la rupture des équipements.
On rencontre la corrosion :
dans les chaudières, dans les réseaux de distribution de vapeur, dans les réseaux de retours de condensats et purges.
Les facteurs qui la favorisent sont l’oxygène (O2), le dioxyde de carbone (CO2), les sels dissous, la soude caustique et, d’une façon générale, un pH de l’eau trop bas ou trop élevé.
Pour suivre les variations de qualité de l’eau, il est nécessaire de mesurer les concentrations en sels de l’eau, par le moyen des titres.
L’eau contient des sels de calcium et de magnésium qui sont responsables de sa dureté, cette dernière est mesurée par le TH (titre hydrotimétrique). L’eau contient aussi des sels incrustants de nature chimique alcaline qui se répartissent en trois catégories :
Les hydroxydes, les carbonates et les bicarbonates. Pour connaître leur concentration, on dispose de deux titres alcalimétriques : le TAC (titre alcalimétrique complet) qui tient compte des trois catégories, et le TA (titre alcalimétrique partiel), qui indique la présence des hydroxydes et les carbonates.
Pour savoir si l’eau est acide ou basique, on utilise le PH (potentiel hydrogène). Il varie de 0 à 14, de l’acide fort (0) à la base forte (14). La moitié de l’échelle est réservée à la neutralité (7).
L’eau contient de la silice qui peut être entraînée par la vapeur. Si l’eau contient peu de silice, sa conductivité électrique, mesurée en microsimens est faible. Inversement, sa résistance mesurée en
megaohms, est forte.
La nouvelle unité de déminéralisation est définie pour fournir la totalité des besoins de la raffinerie en eau déminéralisée, aussi bien pour les installations existantes que future.
L'unité comporte trois trains ou lignes de déminéralisation identiques dimensionnés pour une production nette de 150 m3/h chacune. Le concept adopté pour l'unité est basé sur la technologie de l'échange d'ions. Le cycle opératoire des échangeurs cationiques et anioniques sera de 8 heures minimum, pour une durée de régénération de 3 heures par cycle.
Cf : Cation faible.
CF : Cation fort.
Af : Anion faible.
AF : Anion fort.
D : Dégazeur (Eliminateur de CO2)
MD : Mixed-bed.
1)les élément constituent une chaine de déminéralisation :a- Echange cationique :
L'échangeur cationique a pour but de retenir tous les cations des
sels dissous et cède en échange les ions hydrogènes. Doit être caractérisé
par TH (titre hydrotimétrique) dureté totale d'une eau.
Au sein de ces échangeurs, plusieurs réactions prennent place .
b- Echanges anioniques
L’échangeur anionique a pour bute de retenir tous les anions.
Dans échangeur anionique on mesurant: le PH, la résistivité teneur
en chlores, teneur en silice, titre alcalimétriques TAC, TA et conductivité ;
deux sortes de réactions à envisager au sein de ces échangeurs.
c- Eliminateur de CO2
C’est un dégazeur qui élimine le CO2 dessous dans l’eau à l’aide d’un
ventilateur qui introduit l’air dans la colonne. L’air fait une réaction
physique avec l’eau pour dégager CO2.
d- Mixed Bed:
C’est à ce niveau que l’eau soumet à un traitement de finition c’est-
à-dire un traitement ou les dernières traces d’impuretés sont enlevées à
l’aide d’un amalgame des deux résines (anions et cations).
L’efficacité de cet échangeur est appréciée en mesurant le TA, TAC
et la conductivité.
2)La description d’une colonne :
Chaque colonne est constituée par un récipient cylindrique fermé à axe vertical, contenant la résine. Cette dernière peut être placée directement au contact du dispositif collecteur de liquide traité, et elle est supportée par une couche de matériaux granulaires inertes : silex, anthracite ou grains plastiques.
Au dessus de la couche de résine un espace libre suffisant pour permettre son expansion normale (entre 30 et 100%) du volume tassé suivant la nature de la résine.
La figure1 : La colonne
3) Les résines :
Les résines sont des solides insolubles granulés dont les propriétés chimiques sont variables : La résine est cationique lorsqu’elle est avide de cations, elle est anionique lorsqu’elle est avide d’anions. Le principe de cette résine est :
Eau naturelle + résine → Eau pure + sels retenus Eau naturelle + résine → Eau pure + sels retenus
Pour obtenir une eau pure, déminéralisée, il nécessaire de passer soit par une unité d’osmos inverse soit par un traitement à résines anioniques et cationiques.
Dans une chaine de déminéralisation l’eau passe d’abord à travers des filtres à charbon avant d’entamner les différentes étapes de déminéralisation.l’eau traverse les différentes résines où il y’aura décomposition des sels dissouts dans l’eau.
Exemple:
2RH+ + CaCO3 RCa+ + CO2 + H2O (reaction incomplete)
4RH+ + CaCO3 RCa+ + H2CO2 + H2O (reaction complete)
2RH+ + CaCl2 RCa+ + 2HCl
ROH- + HCl RCl- + H2O
Une fois les résines saturés l’étape de la régénération débute
après chaque fin de cycle .
Echange cationique Echange anionique. Mixed Bed
Dans le cas ou les différentes couches de la résine sont épuisées.
La régénération se fait à l’acide sulfurique à 4% ou à 6% à l’aide d’un détonnage de la résine par courant d’eau brute en sens inverse dont on obtient l’acide dilué
Dans le cas ou les chlorures commencent à apparaître et la valeur de TAC commence à augmenter il est donc utile de réguler des résines anions, après détonnage de la résine par l’eau, la soude diluée :
La solution de soude à 4% est injectée après avoir rincé les résines à l’eau déminéralise, on injecte de H2SO4, puis on continue à développer cette procédure jusqu’à une conductivité de 0,1 us.
tableau résumant la régénération pour les trois colonnes
L’échange durant la régénération :
C1 RCa + H2SO4 RH + CaSO4
RMg + H2SO4 RH + MgSO4
C2 RNa2 + H2SO4 RH + Na2SO
A1 Rcl- + NaOH ROH + NaCl- (chlorure de sodium)
RSO4 + NaOH ROH + NaSO4 (sulfate de sodium)
A2 RHCO3 + NaOH ROH + NaCO3 (carbonate de sodium)
RHSiO3 + NaOH ROH + NaSiO3 (silice du sodium)
Les étapes de la régénération des résines
Opérations Temps Pompes Débit m3/h
Critères
Echangeur
Cationique
Détassage 15 min 1 pompe 10 Résines au regard
Injection de
H2SO4
60 min 2 pompes +
1 pompe d’acide
24 d = 1024
Déplacement
H2SO4
55 min 2 pompes 24 TAF ≤ 700 ppm
Rinçage 30 min 1 pompe _ TH = 0
Echangeur
Anionique
Détassage
D1 // D2
10 min 1 pompe 10 Résines au regard
Injection
NaOH
30 min 1 pompe +
1 pompe de la soude
11
d = 1045
Déplacement NaOH
45 min 1 pompe 11 TA ≤ 500 ppm
Rinçage 35 min 1 pompe _ TH = 0
Recyclage 60min 1 pompe _ TA = 7.5
TH = 0
La différence entre l’eau brute et l’eau déminéralisée
Conductivité PH Dureté totale
Silice SiO2 ppm
Eau brute 435 7.4 25 2.7
Eau déminéralisée
0.2 7.4 0.1 <0.005
Les Analyses de l’eau de régénération des chaines de déminéralisation :
Jour PhConductivité
(ms)Chlorure
(g/l)15/07/2011 6,5 10,24 1,216/07/2011 6,3 10,11 1,118/07/2011 6,5 9,55 1,2119/07/2011 6,2 9,92 1,0520/07/2011 6,5 10,9 1,322/07/2011 6,45 11 0,8125/07/2011 5,8 10,6 0,78
D’après ces analyses les eaux de régénération des chaines de déminéralisation peuvent être réutiliser dans l’immédiat sans aucun traitement tertiaire pour le jardinage et le lavage des sols des unités. A cet effet il est recommandé de faire un piquage sur la ligne de transfert de ces eaux vers la mer. Pour une ample utilisation il est nécessaire d’installer un bac de stockage et un circuit de distribution.
Parmi les utilisations de l’eau douce dans la raffinerie l’arrosage des surfaces vertes. Vu que la concentration en Chlorures reste inférieure à la norme des eaux d’irrigation (2g/l),la réutilisation de ces eaux peut être bénéfique à la SAMIR.
valeur des constituons d’eau de régénération
15/07/2
011
16/07/2
011
17/07/2
011
18/07/2
011
19/07/2
011
20/07/2
011
21/07/2
011
22/07/2
011
23/07/2
011
24/07/2
011
25/07/2
0110
2
4
6
8
10
12
PhConductivité(ms)Chlorure(Cl-)
Suivie des volumes d’eau de rejets des fosses de neutralisation
jour Volume(m3)15/07/2011 97216/07/2011 84717/07/2011 84818/07/2011 84719/07/2011 59720/07/2011 120021/07/2011 773
22/07/2011 77323/07/2011 87524/07/2011 89025/07/2011 900
15/07/2
011
16/07/2
011
17/07/2
011
18/07/2
011
19/07/2
011
20/07/2
011
21/07/2
011
22/07/2
011
23/07/2
011
24/07/2
011
25/07/2
0110
200
400
600
800
1000
1200
volumes d'eau transférés vers la mer
JOUR
V (m3)
Vue la quantité d’eau transférée journaliérement vers la mer, il est primordiale de se pencher sur une étude très poussé dans le but de réutiliser ces eaux dans le future le plus proche.
Ce stage au sein de la Samir était l’occasion pour moi
d’approfondir et de compléter mes connaissances acquises durant mes
études. Mon sujet, portant sur la réutilisation d’eau de régénération
des machines de déminéralisation, m’a permis de satisfaire ma
curiosité autant sur le plan théorique que sur le plan pratique.
De plus, cette période de stage effectuée dans une aussi grande
entreprise, s’est révélée très bénéfique sur le plan humain. J’ai pu
découvrir les différentes facettes d’un travail en équipe, qui est
l’ingrédient indispensable pour un résultat fructueux. Mais aussi, j’ai
pu me familiariser avec le monde professionnel et évaluer les
responsabilités que j’aurais à gérer durant mon futur métier.
Dédicace
Remerciement
Introduction
Ch ap itre I
I.Présentation de la SAMIR………………………………………………………………………..
1. Historique et création
2 . L’évolution de LA SAMIR
3.F iche signalitique
4 . Organigramme de la SAMIR :
II.le pétrole et ses dérivés ……………………………………………………………………….
III.les unités de fabrication des grands produits .............................................
IV. Les instalations off sites ............................................................................................
V. Description du procédé de raffinage de pétrole brute……………………………
chapitre II
I. Composition de l'eau brute ……………………………………………………………………….
II.L'influence de l'eau brute sur les circuits de chaudière…………………………..
III. Les titres et indices de l'eau……………………………………………………………………
IV. Description de la chaine de déminéralisation…………………………………………..
V. Regénération……………………………………………..............................................................
Conclusion
