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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie Department de chimie industrielle Domaine : Sciences et Techniques Filière : Génie des procédés Spécialité : Génie chimique Réf. : ........../2020 Présenté et soutenu par : BOUBEKEUR Omar Le : jeudi 10 septembre 2020 Etude de l’influence des paramètres actuels sur le rendement de débuthaniseur Jury : Dr. REHALI Hanane MCB Université de Biskra Président Dr. BOUREMEL Cherifa MCA Université de Biskra Examinateur Dr. SAKRI Adel MCA Université de Biskra Rapporteur Mr. BOUDRAF Hamza ING Direction d’ONR sonatrach CO-Rapporteur Année universitaire : 2019 - 2020 MÉMOIRE DE MASTER DEDICACE Je dédie ce travail à mes parents qui m'ont toujours comblé de leur amour et de leur attention. J'espère faire leur fierté comme eux ont fait la mienne. Je le dédie aussi A mes frères Amin, Abdrrahmane, Mehdi, Zoubeir et Ahmed. A ma femme et mon fils Ishak Abd Elhay A tous mes amis, ma grande famille et tous les étudiants . Finalement, à tout ceux qui m'ont encouragé que ce soit de loin ou de près. Remerciements Je tiens à remercier DIEU le Tout Puissant, pour le courage et la patience qu’il nous a offert, afin de réaliser ce travail. Mon sincère et profond remerciement à mon encadreur Mr SAKRI Adel. Et nombres des jurys Je remercie également l’ingénieur Mr. Boudraf Hamza mon encadreur dans la complexe ONR, et j'adresse également mes remerciements aux membres du jury Nous remercions tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin pour réaliser se travail. BOUBEKEUR Omar Resumé Dans le cadre de nos recherches, nous nous sommes penchés sur l’étude de l’influence des paramètres actuels sur le rendement de débuthaniseur Ce travail a été réalisé au sein du Complexe Industriel de oued noumer pendant la période de notre induction Cette étude a commencé par une simulation de cas actuel et les calculs théoriques des paramètres de la colonne de distillation après les calculs ; nous avons comparé ces résultats avec plusieurs autres résultats réels et les paramètres de design. Cette étude nous a permis d'observer l'effet de nombreux facteurs tels que les opérations au niveau des puits et le changement de la composition du gaz au fil du temps, exercent une influence non négligeable sur les paramètres de fonctionnement de la colonne. ملخص في اطار بحثنا هذا تطرقنا لموضوع بعنوان دراسة تأثير معايير التشغيل الحالية على مردود عمود التقطير حيث تمت هذه الدراسة بمجمع واد نومر و ذلك خالل فترة التر بص بدأت الدراسة بالمحاكاة و الحساب النظري لمعايير تشغيل عمود التقطير بعد ذلك قمنا . بمقارنة هذه النتيجة مع عدة نتائج واقعية أخرى لقد سمحت لنا هذه الدراسة بمالحضة مدى تأثير عوامل كثيرة مثل فتح و غلق آلبار و تغيير تركيبة الغاز مع مرور الزمن على االنتاج Abstact In the course of our research, we studied the influence of current parameters on the performance of debutanizer. This work was carried out within the Industrial Complex of oued noumer during the period of our induction This study began with a simulation of current cases and theoretical calculations of the parameters of the distillation column after the calculations we compared these results with several other real results and design parameters. This study allowed us to observe the effect of many factors such as well operations and changes in gas composition over time, and have a significant impact on the operating parameters of the column. - Introduction general ……………………………………………………………………… 1 PARTIE THEORIQUE I-.1.GENERALITE SUR LE GAZ NATUREL…………………………………………... 2 I.2. LES DIFFERENTS TYPES DE GAZ……………………………………………….. 3 I.3.CARACTERISTIQUES DU GAZ NATUREL……………………………………….. 4 II.GENERALITES SUR LE GPL………………………………………………………… 6 II.1. Définition de GPL…………………………………………………………………… 6 II.2. Sources de GPL…………………………………………………………………....... 6 II.3. Caractéristiques générales des GPL…………………………………………………. 7 I..4. GPL dans le monde...................................................................................................... 8 II.4.1. Production mondial du GPL………………………………………………………. 8 II.5. GPL en Algérie……………………………………………………………………… 9 II.5.1.Prodution national du GPL…………………………………………………………. 9 II.5.2.Domande national du GPL…………………………………………………………. 9 II.5.3.Exporation Algériennes du GPL…………………………………………………… 10 II.6. Domaines d’utilisation du GPL……………………………………………………… 11 II.6.1.GPL carburant……………………………………………………………………… 11 II.6.2.GPL dans la pétrochimie…………………………………………………………… 12 II.6.3.GPL dans la production d’électicité……………………………………………….. 12 II.6.4.GPL dans les ménages……………………………………………………………… 12 II.6.5.GPL dans la climatisation…………………………………………………………... 13 II.6.6. GPL dans la l’agriculture………………………………………………………… 13 II.7.Stockage de GPL…………………………………………………………………… 13 III.PRÉSENTATION DU CENTRE DE PRODUCTION ONR………………………… 15 III.1.Description générale des installation-ONR………………………………………….. 15 III.1.1.Séparation et compression………………………………………………………… 15 III.1.2.Extraction du GPL………………………………………………………………… 16 IV.THEORIE DE LA RECTIFICATION………………………………………………... 18 IV.1.Définition……………………………………………………………………………. 18 IV.2.Lois fondamentales de transfert de matière…………………………………………. 19 IV.2.2.Loi de DALTON…………………………………………………………………... 19 IV.2.2.Loi de RAOULT et d’HENRY……………………………………………………. 19 IV.3.Description et fonctionnement d’une colonne de rectification……………………… 21 IV.4.Types de colonnes de rectification…………………………………………………... 22 IV.4.1.Colonnes à plateaux……………………………………………………………...... 22 IV.4.2.Colonnes à garnissage……………………………………………………………... 26 IV.5.Bilan matière de la colonne………………………………………………………… 27 IV.5.1Bilan matière de la zone de rectification…………………………………………… 27 IV.5.2.Bilan matière de la zone d’épuisement……………………………………………. 28 IV.6.Choix de la pression dans la colonne……………………………………………… 29 IV.6.1.Pression au sommet de la colonne………………………………………………… 29 IV.6.2.Pression au fond de la colonne…………………………………………………….. 30 IV.6.3.Pression dans la zone d’alimentation…………………………………………… 30 IV.7.Régime de température de la colonne de rectification……………………………… 30 IV.8.Taux de vaporisation et composition des phases liquide et vapeur de la charge…… 31 IV.9.Fonctionnement à reflux…………………………………………………………… 31 IV.10.Taux de reflux optimal…………………………………………………………… 32 IV.11.Bilan thermique de la colonne…………………………………………………… 32 V. DESCRIPTION DU PROCESS……………………………………………………… 34 V.1.Unité 20 (Unité de Séparation)……………………………………………………... 34 V.2.Unité 30 (unité de compression)…………………………………………………… 36 V.3.Unité d’extraction du GPL…………………………………………………………. 38 V.3.1. Unité 100 pré refroidissement et déshydratation du gaz………………………… 38 V.3.2. Unité 200 récupération du GPL…………………………………………………… 41 V.3.3. Unité 300 recomparaissions du gaz traité………………………………………… 43 V.3.4.Unité 400 fractionnement de GPL………………………………………………… 44 V.3.5. Unité 500 stockages……………………………………………………………… 46 V.3.6.Unité 600 circulation huile chaude………………………………………………… 47 V.3.7.Unité 700 Système méthanol et torche froide……………………………………… 48 V.3.8. Unité 800 Système air et gaz inerte……………………………………………… 50 V.3.9. Unité 900………………………………………………………………………… 51 PARTIE PRATIQUE VI.SIMULATION………………………………………………………………………… 52 VI.1.Definition HYSYS………………………………………………………………….. 52 VI.2.Choix du modèle thermodynamique………………………………………………… 53 VI.3.Schéma de la colonne de distillation………………………………………………… 53 VII.PARTIECALCUL…………………………………………………………………… 55 VII.1.Données de départ………………………………………………………………… 55 VII.2.Composition et débit de la charge………………………………………………… 55 VII.3.Calcul des compositions, débits du distillat et de résidu…………………………… 56 VII.3.1.Composition, débits massique et molaire du distillat…………………………… 58 VII.3.2.Composition, débits massique et molaire du résidu……………………………… 59 VII.4.Calcul de la pression dans les différentes zones de la colonne…………………… 60 VII.4.1.La pression dans le ballon de reflux……………………………………………… 60 VII.5.Détermination de la température aux différentes zones de la colonne……………... 60 VII.5.1.Température Dans le ballon de reflux…………………………………………… 60 VII.5.2.Température de rosée au sommet de la Colonne………………………………… 61 VII.5.3.Température de bulle au fond de la colonne……………………………………… 61 VII.6.Détermination de la volatilité relative……………………………………………… 62 VII.7.Taux de vaporisation de la charge………………………………………………… 64 VII.8.Calcul du taux de reflux…………………………………………………………… 65 VII.8.1.Calcul du taux de reflux minimal…………………………………………… 65 VII.8.2Calcul du taux de reflux optimal…………………………………………… 67 VII.9.Calcul du taux de rebouillage……………………………………………………… 67 VII.9.1.Calcul de taux de rebouillage optimal……………………………………… 67 VII.10.Calcul du nombre de plateaux dans la colonne…………………………………… 68 VII.10.1Nombre de plateaux de la zone de réctification……………………………... 68 VII.10.2.Nombre de plateau dans la zone d’épuisement…………………………… 68 VII.10.3.Nombre total des plateaux dans la colonne………………………………… 69 VII.11.Calcul le debit du reflux dans la colonne…………………………………………. 69 VII.11.1.Débit du reflux liquide alimentant le sommet de la colonne……………….. 69 VII.11.2.Débit du reflux de vapeur alimentant le fond de la colonne……………….. 69 VII.12.Comparison entre les résultats du calcul et les paramétres de design…………….. 70 VII.13.Interpritation et conclusion………………………………………………………... 71 CONCLUSION GENERAL…………………………………………………………….... 73 LISTE DES FIGURES Figure I.1: Répartition des différentes formes d’énergies dans le monde………………… 2 Figure II.1: Demande nationale en GPL…………………………………………………. 9 Figure II.2: Offre prévisionnelle national de GPL………………………………………... 10 Figure II.3: Sphère de stockage du GPL…………………………………………………. 14 Figure.III.1: Situation géographique d’Oued Noumer……...……………....................... 17 Figure .IV.1: Schéma d’une colonne de rectification…………………………………… 22 Figure. IV.2: plateau à calottes………………………………………………………….. 24 Figure IV.3: Calotte cylindrique…………………………………………………………. 24 Figure IV.4: Types de calottes…………………………………………………………… 24 Figure IV.5: différents types de clapets…………………………………………………. 25 Figure.IV.6: les différents types de plateau……………………………………………… 26 Figure.IV.7: schéma d’une installation de rectification………………………………….. 33 Figure.V.1: Schéma de separateur MP(20B03).………………………………………….. 35 Figure.V.2:Unité 20(traitement de brut et de gaz de ONR)……………………………… 36 Figure.V.3:Schéma d’unité traitement et separation……………………………………... 37 Figure.V.4:Schéma de l’unité 100………………………………………………………... 39 Figure.V.5:Schéma d’unité deshydratation……………………………………………….. 40 Figure.V.6: Bloucle de la regeneration………………………............................................ 41 Figure.V.7: Schéma de refroidissement avec condensation………………………………….. 42 Figure.V.8: Schéma de Turbo-expander……………………………………………………… 43 Figure.V.9: Schéma de recompression du gaz……………………………………………….. 44 Figure.V.10: Schéma de fractionnement du GPL…………………………………………….. 46 Figure.V.11: Schéma de les ballons sphérique de stockage GPL……………………………. 47 Figure.V.12: Schéma de circuit de l’huile thermique…………………………………………. 48 Figure.V.13: Schéma de reservoir de methanol 70-B-02……………………………………… 49 Figure.V.14: Schéma d’installation de air instrument,air service et gaz inerte………………. 51 Figure.VII.1: schema de simulation de la colonne 40-C-02……………………………… 53 Figure.VII.2: Pression en fonction de Débit…………………………………………………. 72 LISTE DES TABLEAU Tableau II.1: Composition molaire du GPL…………………………………..................... 6 Tableu V.1: les étapes de deshydratation par la logique S 12-02………………………… 40 Tableu V.2: Les paraméters de compresseur 20-K-01 et l’expander 20-KE-01…………… 43 Tableu V.3: Paramètre de service 30-K-01…………………………………………………… 44 Tableu V.4: Paramètres des colonnes (40C01+40C02)…………………………………... 45 Tableau VI.1: Résultats de la Simulation ‘composition’…………………………………. 54 Tableau VI.2: Résultats de la Simulation ‘ propriétés ’…………………………………... 54 Tableau VI.3:le résultat de la simulation…………………………………………………. 54 Tableau VII.1: Composition molaire de la charge………………………………………... 55 Tableau VII.2: Composition, débits molaires et massiques de la charge…………………. 56 Tableau VII.3: Composition molaire du distillat et du résidu…………………………….. 58 Tableau VII.4: Débits massique et molaire des constituants du distillat…………………. 59 Tableau VII.5: Débits massique et molaire des constituants du résidu…………………… 59 Tableau VII.6: Coefficient d’équilibre du distillat dans le uploads/Geographie/ boubekeur-omar 1 .pdf