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Préparé par : -Mr Iliasse El biaD

filiére : électromécanique des systèmes automatisés

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Remerciement. Introduction. Première parties. Historique du groupe OCP. Deuxième partie. Tournée d’information dans l’atelier sulfurique.

Conclusions.

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A l’issue du travail effectué au sein du Groupe

Chérifien des Phosphates (OCP) et spécialement au

complexe Maroc Phosphore III-IV, je tiens vivement à

exprimer ma profonde reconnaissance à Mr Mohamed

karmaji, chef de l’atelier sulfurique et mon encadrant

du stage, pour son encadrement, pour ses pertinents

remarques et conseils ainsi qu’à l’intérêt avec lequel il

a suivi mon travail.

En second lieu, j’aimerais exprimer ma profonde

gratitude envers tout le personnel de l’atelier sulfurique

pour leur accueil, et leur implication dans le recueil des

informations se rendant toujours disponibles. Je tiens à

remercier les membres de ma famille, pour leurs

soutiens pendant cette formation, et je tiens à

remercier vivement la direction des industries

chimiques

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L’atelier sulfurique de la division Produits Intermédiaires joue un rôle important

au sein du complexe Maroc Phosphore Jorf Las far. En effet, il assure la totalité

du besoin en acide sulfurique et en énergie de l’atelier phosphorique, ainsi que

les autres entités : Station de traitement des eaux, engrais, EMAPHOS...

L’atelier sulfurique produit également de la vapeur haute et moyenne pression

en profitant de l’énergie thermique résultante des réactions du procédé depuis la

combustion du soufre jusqu’à l’obtention de l’acide sulfurique. La vapeur HP et

MP sont exploités pour la production de l’énergie électrique, la concentration de

l’acide phosphorique, la fusion du soufre...

Les unités de production d’acide sulfurique sont actuellement pilotées à l’aide

d’un système numérique de contrôle commande (SNCC).La continuité de

production est tributaire de la disponibilité, la fiabilité et la pérennité de ce

système.

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Première partie   :

Historique du groupe OCP   :

Historique   : L'Office Chérifien des Phosphates fut crée au 7 août 1920 par dahir, le dahir

réservera à l'état tous les droits de recherche et d'exploitation du phosphate, ainsi que le monopole des ventes de ce minerai sur le marché. L'exploitation effective du minerai ne fut entreprise qu'en 1921 dans la région d’Oued Zem. Dés cette période, l'OCP a connu une très vive expansion sans relâche grâce à la qualité du minerai extrait et à la présentation des pays demandeurs.

Malheureusement, cette expansion fut interrompue brusquement à cause de la

chute des prix sur le marché mondial, ce qui conduira l'état ainsi que l'OCP à

revoir leur qualité jusqu'à ce temps basé sur les entrées en devises issues en vue

d'éviter d’autres crises.

L'OCP a commencé une très large industrialisation avec son activité et a crée

des usines pour les dérivées du phosphates (acide phosphorique, fertilisants, etc.

…), ce qui constituera le noyau du groupe OCP.

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Cependant, en ces dernières années, l'activité a repris grâce au dynamisme

que connaît le groupe actuellement, et en développement du partenariat avec les

pays importateurs manifestes en créant des entreprises mixtes, et comme cité

avant, grâce à la diversification de l'activité pour passer de l'extraction pure et

simple du pays et au faible coût d'exploitation.

Le groupe OCP livre aux cinq continents de la planète; ses exportations

représentent 25 à 30% du commerce international du phosphate et de ses dérivés

présent dans cinq zones géographiques du pays, trois sites d'exportations

minières: Khouribga Youssoufia, Boucraa-Laayoun et deux sites de

transformation chimique: Jorf Lasfar et Safi qui constituent un vecteur de

développement régional et national important.

1920 : Début de l'extraction du phosphate boujniba(Khouribga).

1930 : Ouverture d'un nouveau centre de production de phosphate

(Youssoufia).

1950 : Mise en ouvre de la méthode d'extraction en découverte à

Khouribga.

1960 : Développement de la mécanisation du souterrain à Youssoufia.

1965 : Démarrage de Maroc phosphore I-II à Safi.

1970 : Création de la structure organisationnelle intégrant l'OCP et ces

entreprises filiales.

1980: Partenariat industriel en Belgique: Démarrage du site de Jorf Lasfar

avec Maroc phosphore III-IV.

1990 : Exportation des nouveaux projets de partenariat industriels de

renforcements des capacités.

2000 : Démarrage d'une unité de flottation de phosphate à Khouribga.

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2002 : Prise de participation dans la société indienne PPL en joint-venture

avec le Groupe Birla.

2003 : L’OCP est devenu le seul actionnaire de Phosboucraâ.

2004 : Création de la Société "Pakistan Maroc Phosphore" S.A en Joint

venture entre l’OCP et Fauji Fertiliser Bin Qasim Limited (Pakistan).

2005 : Démarrage de l'usine de Lavage/Flottation à Youssoufia

2006 : Projet nouvelle DAP à Jorf Lasfar 850 000 t/an.

2008 : La société anonyme OCP SA est née le 22 janvier -

Démarrage de Pakistan Maroc Phosphore à Jorf Lasfar (PMP).

2009 : Démarrage de Bunge Maroc Phosphore à Jorf Lasfar (BMP).

Statut juridique du groupe   :

L’office chérifien des phosphates a été constitué sous forme d’un

organisme semi publique sous contrôle de l’Etat. Il fonctionne ainsi comme une

société dont le seul actionnaire est l’Etat marocaine, appliquant les méthodes de

gestion privé, dynamique, souple et efficace ; vu le caractère de ses activités

industrielles et commerciales, il est dirigé par un Directeur Général nommé par

Dahir, le contrôle est exercé par un conseil d’administration présidé par le

premier ministre.

Sur le plan fiscal, il est inscrit sur le registre de commerce soumis à la

même obligation que d’autres entreprises privées. Cependant sur le plan

financier, le groupe est entièrement indépendant de celle de l’Etat .Toutes les

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années, l’Office Chérifien des Phosphates établit son bilan, son compte

d’exploitation et ses prix de revient.

Chaque année le groupe OCP participe au budget de l’Etat par le

versement des dividendes. La gestion du personnel est régie par le statut de

mineur du 1er janvier 1973;ce statut a été élaboré en conformité avec le dahir

n°16007 du 24 décembre 1960 sur le statut des entreprises minières au Maroc.

Les structures actuelles ont été modifiées par le document 716 du 1er

janvier 1971 signé par le Directeur Général du groupe OCP est d’environ 22677

dont 725 ingénieurs.

Fiche technique:

Raison social Office Chérifien des Phosphates (OCP)

Directeur Général Mr. Mustafa TERRAB

N° du registre de commerce Casablanca 40.327

Siège socialImmb. OCP N°2 Rue Al Abtal Hay Erraha Casablanca

Statut juridiqueEntreprise d’Etat avec une gestion financière autonome

Date de creation Dahir du 17/08/1920Mise en place de la structure de groupe

Juillet 1975

Les ports d’embarquement Casablanca, Jorf Lasfar, Safi, Laayoun.

ActivitésExtraction valorisation et commercialisation des phosphates.

Tableau 1 : Fiche technique du groupe OCP

Sites miniers   :

Le groupe OCP est présenté dans cinq zones géographiques du pays dont

trois sites d’exploitation minière : Khouribga, Benguérir-Youssoufia, Boucraa –

Laayoune et deux sites de transformation chimique : Safi et Jorf lasfar.

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Présentation du complexe Maroc phosphore   : Le complexe industriel Maroc phosphore du groupe OCP est implanté à Jorf

Lasfar pour les raisons suivantes: Proximité des zones minières permet son alimentation en phosphate

(Khouribga)

Existence d'un port tirant d'eau important ;

Disponibilité de terrains pour les extensions futures.

Ce complexe qui se situe dans une enceinte s'étendant sur 1700ha environ, permet de produire actuellement:

Deux millions de tonnes de P2O5 sous forme d'acide phosphorique et

fertilisants, nécessitant la transformation d'environ ;

7,7 millions de tonnes de phosphate extrait des gisements de

Khouribga ;

2 millions de tonnes de soufre ;

0,5millions de tonnes d'ammoniac;

Il a démarré en 1986, il permet de produire annuellement: 1,7 millions de tonnes de P2O5 d'acide phosphorique ;

1,6 millions de tonnes de phosphate ;

Maroc phosphore dispose de 5 principaux ateliers de production :Atelier sulfurique   :

L'atelier de production d'acide sulfurique de MAROC PHOSPHORE Jorf Lasfar est composé de six unités de production identiques, de capacité unitaire 2650TMH/j, de 2 bacs de stockage de soufre liquide, de 6 bacs de stockage d'acide sulfurique, de 3 stations de chargement de camions citernes.

L'acide sulfurique produit est destiné aux clients internes (PCJ/PA pour la production de l'acide phosphorique, PCJ/ PE pour la production des engrais, EMAPHOS, IMACID) et aux clients externes au pôle chimie Jorf Lasfar.

L'alimentation des clients internes (PCJ/PA, EMAPHOS, IMACID) se fait par des tuyauteries. Les clients externes sont desservis par des camions citernes. Atelier des utilités   :

Cet atelier alimente les unités de production précitées en énergie électrique,

vapeur, air comprimé, eau alimentaire, eau de mer et air comprimé ...

nécessaires à leurs marches.

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IL comprend:

Une centrale thermoélectrique avec 3 groupe turboalternateurs de

37MW chacun.

Un réservoir d'eau douce et une station de traitement de 2 000 m3/h.

Une station de filtration et de pompage d'eau de mer.

Une station de reprise d'eau de mer 60 000 m3/h.

Une station de compression d'air.

Atelier phosphorique:IL comprend:

8 lignes de broyage de phosphate.

8 lignes d'acide phosphorique dont 3 fonctionnant selon le procédé

Rhône Poulenc et 5 selon le procédé Jorf (OCP).

20 échelons de concentration.

Atelier engrais:

Il se compose de quatre unités de production de DAP dont deux peuvent

produire du TSP7, MAP8 et NPK9.

Capacité pour chaque unité en DAP1 1400 tonnes /jour.

Capacité pour chaque unité en TSP2 1100 tonnes /jour.

Atelier fertilisant:

Il comprend 4 unités de production de MAP et DAP dont deux peuvent produire du TSP.

capacité en MAP : 1200 tonnes / jour/ unité.

capacité en DAP : 1400 tonnes / jour/ unité.

capacité en TSP : 1200 tonnes / jour/ unité

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Deuxième partie

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ATELIER SULFERIQUE

DESCRIPTION DES UNITES SULFURIQUE:

L’acide sulfurique est un composé chimique toxique, minéral fort, il peut se mélanger avec l’eau en toute proposition.

Pour produire l’acide sulfurique H2SO4 à 98.5% à partir du soufre, cet atelier comprend six lignes de production :

A ; B ; C ; X ; Y ; Z, chaque ligne produit de 2300 a 2650 t/j d’acide sulfurique, ces six lignes sont identiques en équipement et en production.

L’ensemble se compose de trois unités : l’unité 01j ; l’unité11 et l’unité 12.

. Unité 11   : C’est l’unité de stockage du souffre liquide venant de l’unité 51 elle contient 2 bacs de stockage du souffre, 2 fosses, 9 pompes de forage et 2 vannes régulatrices au niveau des fosses, cette unité sert à alimenter les fours des 6 lignes sulfuriques en soufre liquide a une température légèrement supérieur à 100°C.Le souffre est maintenu liquide dans les deux bacs de stockage et les deux fosses de pompage par l’intermédiaire de vapeur basse pression.

L’unité01j  :

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Cette unité est compose de 6lignes identiques au point de vue matériel et production :A, B, C, X, Y, Z ; chaque ligne produit 2650t/j d’acide sulfurique, ces six lignes sont identiques en équipement et en production, et chaque ligne comprend :

1 turbine. 1 soufflante. 1 four à souffre. 1 chaudière de récupération. 1 ballon de purge. 1 filtre à air. 1 filtre à gaz chaud. 1 tour de séchage. 1 tour d’absorption intermédiaire. 1 tour d’absorption finale Les pompes 5 refroidisseurs d’acide 1 échangeur 1 économiseur surchauffeur 2 bacs d’acide 1 convertisseur

L’unité 12   : C’est une unité qui sert à stocker l’acide sulfurique et à alimenter les ateliers de production d’acide phosphorique, d’engrais et de traitement des eaux en acide sulfurique.Elle se composée par:

06 bacs de stockage d’acide sulfurique 06 bacs de reprise 07 pompes 06 vannes régulatrices des niveaux des bacs de reprise 01 fosse Accessoires... deux vidange d’acide sulfurique

PRODUCTION DE L’ACIDE SULFURIQUE: L’acide sulfurique est fabriqué dans cette usine en partant du soufre comme matière première. Les principales phases du procédé consistent d’abord à brûler le soufre pour former de l’anhydride sulfureux SO2, ensuite le convertir en SO3.et par la suite combiner de l’anhydride sulfurique SO3 avec l’eau de procédé pour former une solution contenant 98-99% d’acide sulfurique H2SO4.Les réactions chimiques s’écrivent :

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La combustion: S + O2 SO2

La conversion : SO2 + 1/2O2 SO3

L’absorption : SO3 + H2O H2SO4

1-Soufre et brûlage de soufre :

Le soufre liquide est pompé de la fosse de pompage vers le four à soufre à travers cinq brûleurs permettant sa pulvérisation et donc une combustion totale, où il est brûlé avec de l’air pour former de l’anhydride sulfureux (SO2) Avant d’entrer dans le four, l’air est nettoyé dans un filtre à air et séché par l’acide dans une tour de séchage pour en éliminer la vapeur d’eau. Si elle

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n’est pas éliminée, l’humidité de l’air forme un condensat d’acide qui provoque la corrosion et d’autres problèmes liés au procédé.L’air est aspiré par la tour de séchage et propulsé vers le reste de l’usine par la soufflante. La température de combustion est entre 950 et 1150 0C, le mélange gazeux après combustion a une teneur de 8 à 12% en volume de SO2. Le brûlage de soufre produit une grande quantité de chaleur qui fait monter la température du gaz, ce dernier est proportionnel à la force du gaz c.à.d à son pourcentage en SO2. La température du gaz SO2 à la sortie du four est plus élevée que la température admissible pour l’étape de conversion, c’est pourquoi il est refroidi dans deux chaudières parallèles dites de récupération avec un ballon de vapeur commun qui fourni l’eau et reçoit la vapeur des chaudières, ces dernières sont de type horizontale à tubes de fumée dans lequel le gaz du procédé du four à soufre passe à travers les tubes tandis que l’eau remplie la partie calendre.Avant d’arriver au convertisseur, le gaz sortant des chaudières passe par un filtre à gaz afin d’éliminer les poussières contenues dans le gaz de procédé pour empêcher l’encrassement des couches du catalyseur. 2-Conversion de SO2 en SO3:

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Le convertisseur permet d’effectuer la réaction entre l’anhydride sulfureux (SO2) et l’oxygène (O2) afin de former l’anhydride sulfuriqueSO3).Le convertisseur comprend quatre couches d’un catalyseur, le pentoxyde de vanadium (V2O5), dont la fonction est d’accélérer cette réaction qui est exothermique et également réversible. La température d’entrée du gaz vers chaque couche de convertisseur doit être correctement maintenue afin d’obtenir la conversion requise.La conversion de SO2 en SO3 s’effectue en phases successives, dans les trois premières couches 95% de la conversion a lieu. Le SO3 formé est tiré du gaz (absorption intermédiaire) avant qu’il ne soit envoyé vers la quatrième couche. La plus grande partie de SO2 restant est converti en SO3 dans la quatrième couche avant d’aller vers la tour d’absorption finale.

Il convient de faire attention que les températures des gaz entrants et sortant de chaque couche doivent être respectées pour donner terme à cette réaction réversible :

Les

masses

entrée(c°)

T° sortie

(c°)

1ère

masse

entre 400 et

420

entre 600

et 620

2ème

masse

entre 440 et

460

entre 540

et 555

3ème

masse

entre 440 et

455

entre 475

et 490

4ème

masse

entre 420 et

440

entre 450

et 480

3-L’Absorption de SO3 et sa transformation en H2SO4  : Le SO3 ne se combine pas directement avec l’eau mais se combine indirectement par absorption (ou dissolution) dans l’acide sulfurique à 98-99%, cette opération a lieu dans deux tours d’absorption, la première phase ayant lieu avant la conversion totale de SO2 en SO3, cette phase est nommée absorption intermédiaire. Le fait de retirer le SO3 du gaz avant d’atteindre la quatrième couche active la réaction de conversion et permet d’obtenir un rendement global meilleur.Le reste de SO3 est absorbé dans la tour d’absorption finale après conversion dans la quatrième couche du convertisseur.

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L’acide fort fourni à la tour de séchage est affaibli par les vapeurs d’eau qu’il élimine de l’air. Dans les tours d’absorption, l’acide est renforcé par l’absorption du gaz SO3. L’acide de la tour de séchage est maintenu à la concentration correcte au moyen de mélange direct d’acide plus fort venant du système intermédiaire d’absorption d’acide. L’acide dans les réservoirs de pompage est maintenu à la concentration désirée pour l’absorption du gaz SO3

par addition d’eau pure et le mélange avec l’acide du système de séchage.La tour de séchage et la tour d’absorption intermédiaire sont alimentées en acide sulfurique par un réservoir commun et la tour d’absorption finale par un autre réservoir différent.L’absorption de la vapeur d’eau dans la tour de séchage élève la température de l’acide. Des refroidisseurs permettent la diminution de sa température avant sa réutilisation. L’acide frais assèche mieux l’air que l’acide chaud. Un acide fort (de 98-99%) à une température d’environ 800°C est le plus favorable à l’absorption de SO3.L’absorption de SO3 et de la vapeur d’eau par l’acide augmente constamment le volume de H2SO4 dans les réservoirs de pompage. C’est pourquoi l’acide produit venant des systèmes d’absorption et de séchage est refroidi et continuellement pompé vers l’unité 12 afin de maintenir un niveau constant dans les réservoirs de pompageConcentration de l’acide   . La concentration de l’acide vers les systèmes de circulation intermédiaire, de séchage final doit être maintenue approximativement à 98.5%. Température de l’acide. La température optimale de l’acide peut être déterminée au mieux par des essais répétés. La qui pénètre dans la tour se trouve à une température entre 71 et 82 °C, mais pas au-delà de 85 °C.Réservoir de pompage de l’acide.Le niveau minimum de fonctionnement dans le réservoir de pompage R02 et R01 est d’environ 820 mm. Ce niveau évite les problèmes de cavitation des pompes. Débit d’acide dans les tours   : Le débit d’acide dans chaque tour doit rester essentiellement constant, même lorsque la cadence de marche varie. L’augmentation de température dans le circuit d’acide dans les deux tours.D’absorption constitue une bonne référence du débit d’acide dans ces tours. Les distributeurs d’acide dans les tours sont de type à virole. L’acide est pompé vers les viroles et s’écoule par gravité à travers un déversoir trop-plein vers le bas. Chaque tour a un indicateur de débit équipé d’une alarme de débit d’acide «  bas » et « très bas ». Lorsque le débit d’acide diminue jusqu’à un point très

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bas, la soufflante s’arrête automatiquement afin de prévenir la pollution de l’atmosphère par la cheminée.Refroidisseurs d’acide: Les refroidisseurs sont conçus pour refroidir l’acide sulfurique fort à un niveau de température acceptable pour réduire la corrosion de l’équipement et produire le maximum de séchage et d’absorption. Les refroidisseurs d’acide sont des échangeurs tubulaires horizontaux à tubes d’eau de mer.

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