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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE d’ADRAR FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DES HYDROCARBURES ET ENERGIES RENOUVELABLES Soutenu le : 24 Juin 2019 Présenté par Membres de jury Mr. BAYOUCEF Boudjemaa Mr. BENDAHOU Abd Allah Encadreur : Mr DAHOU Mohamed El Amine MCB Univ d’Adrar Président : Mr. RAHMOUNI Moustafa MAA Univ d’Adrar Examinateur : Mr. BENABDELKABIR Abess MAA Univ d’Adrar Année Universitaire : 2018 / 2019 Thème MEMOIRE DE FIN D’ETUDE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN GENIE CHIMIQUE Optimisation des paramètres de fonctionnement de débutaniseur GPL Remerciements Je remercie Dieu et les parents de la deuxième foi, en particulier la miséricorde de Dieu. Mes frères et sœurs, ma chère épouse et ma chère fille. Ainsi que mon professeur DAHOU Mohammed El-Amine, qui a une grande appréciation et le respect. Ainsi que mon collègue de l'étude, M. BEN DAHOU Abdallah, mon collègue de travail, Mme BENMIR Melouda, mes collègues et les collègues de l'étude et du travail ; Merci beaucoup. BAYOUCEF.B Sommaire Abréviations …………………………………………………………………………………..i Liste des figures ………………………………………………………………………….........ii Liste des tableaux…..................................................................................................................iii Introduction générale…………………………………………………………………………..1 Chapitre 01 : Généralités sur le gaz ; GPL et condensât I- Généralités sur le gaz naturel………………………………………………………………03 I-1- Introduction………………………………………………………………………………03 I-2- Les différents types de gaz……………………………………………………………….04 I-2-1- Gaz sec…………………………………………………………………………………04 I-2-2-Gaz humide……………………………………………………………………………..05 I-2 -3 - Gaz a condensât………………………………………………………………………05 I-2 -4- Gaz associé……………………………………………………………………………05 I-3-Le gaz naturel dans le monde……………………………………………………………..07 I-4 - Gaz naturel en Algérie…………………………………………………………………..07 I -5 -La production mondiale de gaz Naturel…………………………………………………07 I-6- Consommation mondiale de gaz…………………………………………………………08 I-7- Caractéristiques du gaz naturel………………………………………………………….09 I-8- Composition chimique…………………………………………………………………..10 I-9- Techniques de traitement de gaz………………………………………………………...11 I-9-1- Généralités sur le traitement…………………………………………………………..11 I-9-2- Les procédés de traitement du gaz naturel…………………………………………….11 I-9-3- Les techniques de traitement de gaz…………………………………………………..12 a)- Procédé PRITCHARD…………………………………………………………………….12 b)- Procédé HUDSON………………………………………………………………………..12 c)- Procédés mixtes…………………………………………………………………………...12 I- 10 - Utilisation du gaz naturel……………………………………………………………...13 I-11 - Avantages et inconvénients du gaz naturel…………………………………………….14 I -12- Techniques de réinjections de gaz……………………………………………………...14 I-12-1 Objectif de la réinjections……………………………………………………………..14 I-12-2 Principe de réinjections………………………………………………………………..15 II- Généralités sur le GPL…………………………………………………………………….15 II-1- Définition du GPL………………………………………………………………………15 II-2- Production mondiale de GPL……………………………………………………………16 II-3- Production nationale des GPL…………………………………………………………..16 II-4- Exportation de GPL……………………………………………………………………..17 ΙI-5- Les caractéristiques du GPL commercial……………………………………………….17 ΙI-6- Avantages et inconvénients techniques du GPL……………………………………….18 ΙI-7- La demande nationale en GPL………………………………………………………….18 II-8- Utilisation de GPL………………………………………………………………………19 II-8-1- Source de chauffage…………………………………………………………………..19 II-8- 2- GPL dans la climatisation…………………………………………………………….19 II-8-3- GPL dans la pétrochimie……………………………………………………………...20 II-8-4- GPL pour la production d’électricité………………………………………………….20 II-8-5- GPL carburant………………………………………………………………………...20 II-9- Caractéristiques générales des GPL……………………………………………………..20 II-10- Stockage et distribution des GPL……………………………………………………...21 III- GENERALITES SUR LE CONDENSAT……………………………………………….22 III-1- Définition du Condensât………………………………………………………………..22 III-2- Caractéristiques du Condensât…………………………………………………………22 III-3- Domaines d’utilisation du Condensât…………………………………………………..23 III-3-1- Utilisation du Condensât dans la pétrochimie………………………………………..23 III-3-2- Utilisation du Condensât dans le raffinage…………………………………………..23 IV- Conclusion………………………………………………………………………………..24 Chapitre 02 : La rectification I-Introduction…………………………………………………………………………………26 II-Fonctionnement d’une colonne de rectification……………………………………………26 III-Classement des colonnes de rectification…………………………………………………29 IV-Généralités sur la rectification des mélanges complexes…………………………………30 IV-1- Choix de la pression dans la colonne…………………………………………………..31 IV-2- Bilan matière de la colonne…………………………………………………………….32 IV-3-Bilan thermique de la colonne…………………………………………………………..33 IV-4- Fonctionnement à reflux total………………………………………………………….33 IV-5- Fonctionnement à reflux minimal……………………………………………………...35 IV-6- Taux de reflux optimal(Opératoire)……………………………………………………35 V- Nombre des plateaux théoriques à reflux opératoire……………………………………...35 V-1- Détermination des dimensions de la colonne…………………………………………...37 V-1-1- Hauteur de la colonne…………………………………………………………………37 V-1-1-a) Nombre des plateaux de la colonne………………………………………………..37 V-1-1-b) Espacement entre les plateaux……………………………………………………...37 V-1-2- Diamètre de la colonne………………………………………………………………..38 V-1-3- Calcul de la hauteur de la colonne……………………………………………………38 Chapitre 03 : Partie calcul I-Introduction…………………………………………………………………………………41 II-Situation géographique de Gassi Touil…………………………………………………….41 III- Historique des champs Gassi Touil………………………………………………………42 IV- Les centres de production de la région Gassi Touil………………………………………44 V-Présentation de centre de production Gassi Touil………………………………………….44 VI- Présentation de centre de production (la nouvelle installation CPF)……………………..44 Expose de problème…………………………………………………………………………..45 VII- Partie calcul……………………………………………………………………………...46 VII-1- Les donnes de départ………………………………………………………………….46 VII-2- Composition de la charge d’alimentation……………………………………………..48 VII-3-Débit et composition du distillat et du résidu………………………………………….49 VII-4-Composition et débits du distillat et de résidu…………………………………………51 VII-5- Pression et température dans la colonne………………………………………………52 a)- La température de condensation totale……………………………………………………52 b)- La pression dans le ballon de reflux………………………………………………………53 c)- La pression au sommet de la colonne…………………………………………………….53 d)- La pression au fond de la colonne………………………………………………………...53 e)- Température au sommet de la colonne……………………………………………………54 f)- Température au fond de la colonne………………………………………………………..54 VII-6- Utilisation de la volatilité relative……………………………………………………..55 VII-7- Calcul du taux de vaporisation de la charge…………………………………………..58 VII-8- Calcul de régime à reflux minimal et opératoire……………………………………...59 VII-9- Fonctionnement à reflux total…………………………………………………………61 VII-10- Calcul du taux de rebouillage minimal et opératoire………………………………...62 VII-11-Calcul le nombre de plateaux théoriques dans la colonne………………………........63 1)- Calcul du nombre de plateaux minimal dans la zone de rectification…………………….63 2)- Calcul du nombre de plateaux minimal dans la zone d’épuisement……………………...64 VII-12- Influence des paramètres…………………………………………………………….65 1)- Température………………………………………………………………………………65 2)- Taux de reflux…………………………………………………………………………….65 3)- Taux de rebouillage……………………………………………………………………….65 4)- Pression…………………………………………………………………………………...65 Conclusion et recommandations Conclusion et recommandations……………………………………………………………..67 Bibliographie Annexes i ABREVIATIONS ABREVIATIONS GT : Gassi-Touil. CPF : Centre Processing Facility. °C : Degré Celsius. GNL : Gaz naturel liquéfié. GPL : Gaz du pétrole liquéfié. AIE : Agence internationale de l’énergie. TVR : Tension de vapeur Reid. GN : gaz naturel. Kwh : kilowatt par heure. ii Liste des figures Figure I.1 : Répartition des différentes formes d’énergies dans le monde……………………04 Figure I.2 : Production mondiale du GN……………………………………………………...07 Figure I.3 : Consommation mondiale du GN…………………………………………………09 Figure I.4 : Demande nationale en GPL……………………………………………………...19 Figure II.1 : Dessin schématique de la colonne à plateau avec les notations…………………28 Figure III.1 : Situation géographique de la région Gassi-Touil………………………………42 Figure III.2 : Les différents champs de la région Gassi-Touil………………………………..43 iii Liste des tableaux Tableau I.1 : Production mondiale de gaz (en Mtep)…………………………………………08 Tableau I.2: Caractéristiques du GPL commercial…………………………………………...17 Tableau III.1 : Les principaux champs de la région Gassi-Touil……………………………..43 Tableau III.2 : La composition molaire de la charge de design et celle réel de la charge……47 Tableau III.3 : Composition de la charge d’alimentation…………………………………….48 Tableau III.4 : Les compositions de distillat……………………………………………….....51 Tableau III.5 : Les compositions de résidu…………………………………………………...52 Tableau III.6 : La pression Pb de ballon de reflux…………………………………………….53 Tableau III.7 : La température au sommet de la colonne ........................................................ 54 Tableau III.8 : La température au fond de la colonne………………………………………...55 Tableau III.9 : La volatilité relative moyenne de chaque constituant………………………...56 Tableau III.10 : La volatilité relative moyenne de chaque constituant au la zone de Rectification…………………………………………………………………………………..57 Tableau III.11 : La volatilité relative moyenne de chaque constituant au la zone D’épuisement………………………………………………………………………………...57 Tableau III.12 : Le taux de vaporisation de chaque constituant……………………………...58 Tableau III.13 : Approximation déterminée paramètre conventionnel………………………60 Tableau III.14 : La valeur de taux du reflux minimale……………………………………….61 Tableau III.15 : Calcule de taux de rebouillage minimal……………………………………..62 Introduction générale Mémoire de fin d’études : introduction générale FHC-ADRAR 2019 Page1 INTRODUCTION GENERALE L’énergie occupe une place prépondérante dans la vie de l’être humain. Les sciences et les progrès techniques ont permis à l’homme de découvrir de nouvelles ressources énergétiques, à savoir tous les produits à vocation énergétique dont nous citons le pétrole et le gaz naturel, qui sont les seuls capables de répondre à l’accroissement des besoins en énergie. Face au pétrole, son concurrent sur les marchés des combustibles, mais souvent son associé dans les gisements d’hydrocarbures et au cours de leur exploitation, le gaz est apparu comme une forme d’énergie difficile à mettre en œuvre, tout particulièrement en raison du poids des investissements et des coûts de transport jusqu’au consommateur. L’intérêt croissant pour le gaz naturel vient du fait que celui-ci est choisi pour sa souplesse d'utilisation, sa propreté et en fin l’abondance relative des ressources. Dans les années soixante, les découvertes de gaz et la multiplication des projets entraînent un véritable décollage de la production mondiale. Au bout de dix années de croissance, à la fois de la production et des réserves prouvées, le gaz naturel a quitté sa place de second rang. Aujourd’hui, l’industrie gazière se repositionne et entame une nouvelle phase de croissance et fait émerger une «nouvelle économie » du gaz. Les progrès technologiques, les nouvelles approches économiques et commerciales, les stratégies les intervenants, la globalisation, les fusions et les alliances, se sont combinés pour donner au gaz le dynamisme nécessaire à la matérialisation de l'espoir qu’il nourrit pour devenir « l’énergie du 21eme siècle ».  Chapitre I : introduit des généralités sur le gaz naturel et les différents procédés de traitement du gaz ainsi généralités sur GPL et condensât.  Chapitre II : introduit la théorie de la rectification.  Chapitre III : optimise les paramètres de fonctionnement de débutaniseur de GPL.  Conclusion et recommandations: elle résume le travail effectué et les principaux résultats obtenus et propose des recommandations. Chapitre 01 Généralités sur le gaz, GPL et le condensât Chapitre 01 : généralités sur le gaz, gpl et le condensat FHC-ADRAR 2019 Pag3 I- Généralités sur le gaz naturel I-1- Introduction Pendant longtemps, le gaz naturel a été considéré comme un sous-produit du pétrole, il était brûlé à la torche sur de nombreux gisements. Il a commencé à être utilisé aux Etats- Unis, dans l’industrie d’abord, puis pour des usages domestiques en se substituant peu à peu au gaz manufacturé. Son développement a ensuite été très rapide, grâce à l’abondance de ses réserves, à leur répartition sensiblement plus équilibrée que celle des réserves pétrolières et à son excellente qualité pour le consommateur finale. uploads/Geographie/ optimisation-des-parametres-de-fonctionnement-de-debutaniseur-gpl.pdf