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CORRECTION DE LA SN DE WAHABOU I-COMPOSITION DES PETROLES BRUTS I-1) EXPLICATIO

CORRECTION DE LA SN DE WAHABOU I-COMPOSITION DES PETROLES BRUTS I-1) EXPLICATION: Il est important de connaitre la composition des pétroles bruts parce qu’elle permet de connaitre les conditions de production, de transformation, de stockage et de Raffinage ceux-ci. I-2) FAMILLES DE COMPOSES EXEMPLES ROLE Paraffines n-heptane Améliore l’IO des essences Naphtènes cyclohexane Aromatiques benzène Matière fondamentale de la pétrochimie Composés soufrés mercaptans Détermine la qualité du pétrole brut Composés oxygénés Acides carboxyliques Responsable de l’acidité des pétroles buts Composés azotés Acridine Responsable de la basicité des pétroles bruts Composés organométalliques Nickel, Vanadium Asphaltènes Résines II- FRACTIONNEMENT ET ANALYSE ELEMENTAIRE DES PETROLES BRUTS ET DES COUPES PETROLIERES II-1- Présentons brièvement le principe des 13 méthodes utilisées pour le fractionnement des pétroles bruts et les produits pétroliers Méthodes Principe ASTMD 2892(TrueBoiling point) Cette méthode s’effectue pour une colonne 15 à 18 plateaux avec un taux de reflux de 5 :1. Destiner à séparer les fractions pour les analyses ultérieures ASTMD86 (NFM07-0(2) Cette méthode s'applique à la distillation des essences, des kérosènes, des fuels et des produits pétroliers similaires. ASTMD 1160 Cette méthode concerne la détermination des produits pétroliers qui peuvent être partiellement ou complètement vaporises à une température maximum de 400⁰c pour des pressions de 50 à 1mm de mercure. ASTMD 2887 Elle s’applique aux produits et fractions pétrolières dont le point final d’ébullition est de 538⁰c, au plus, et ayant une gamme de point d’ébullition supérieure à 38⁰c. ASTMD 3710 Elle s’applique aux produits et fractions pétrolières dont le point final d’ébullition est de 260⁰c ou moins. EXTRACTION PAR SOLVANT Cette technique repose sur la sélectivité d'un solvant par rapport aux différentes familles ou individus présents dans un mélange. PRECIPITATION Cette technique est destinée soit à quantifier un ou des composés dans un mélange, soit à les extraire de mélanges pour faciliter leur analyse ultérieure. METHODE PAR SOUSTRACTION DE LA FAMILLE CHIMIQUE Elle consiste a éliminé les paraffines normales d’un mélange par adsorption (processus physique) et a éliminé des aromatiques sulfonations, éliminé des oléfines par addition de brome sur la double liaison (processus physique) CHROMATOPHIE LIQUIDE La chromatographie liquide est une technique de séparation basée sur l’adsorption sélective sur un solide, silice ou alumine par exemple II- Présentation des éléments présents dans les pétroles bruts et description des méthodes utilisées pour leur analyse ELEMENTS METHODES Carbone, Hydrogène, Azote Ici, on utilise la méthode par combustion inspirée de la méthode de Dumas. La substance à analyser est introduite dans un four chauffé à 1050°C, balayé par un mélange d’hélium et d’oxygène. OXYGENE La méthode de dosage employée est la méthode décrite par Unterzaucher (1940). Les produits à analyser sont pyrolysés en présence de carbone à 1100°C sous balayage d’un gaz neutre; l’oxyde de carbone formé peut être, soit dosé directement par chromatographie, soit sous forme de gaz carbonique après oxydation du CuO. SOUFRE Les méthodes utilisées ici sont : combustion(combustion du produit, aboutissant à une oxydation en SO2 et en SO3), fluorescenceX (émission de rayons X dits secondaires dont les longueurs d’onde sont caractéristiques de l’élément présent). METAUX (Nickel, Vanadium, Fer, Plomb, cuivre,…etc.)  La fluorescence X ;  L’absorption atomique : L’échantillon à analyser peut être mis en solution dans un solvant organique (xylène).  L’émission à plasma d’argon :Le rayonnement polychromatique estanalysé par un monochromateur qui donne le spectre du plasma. Les longueurs d'onde permettent d'identifier l'élément. IMPORTANCE DES CES ANALYSES Cesanalyses sont importantes car c’est elles qui permettent de situer rapidement la qualité d’une coupe ou l’efficacité d’un traitement de Raffinage. III-CARACTERISATION DES PETROLES BRUTS ET DES PRODUITS PETROLIERS III-1-EXPLICATION : La caractérisation des pétroles bruts et des produits pétroliers est importante parce qu’elle permet d’interpréter le processus mise en jeu et d’apprécier l’efficacité de traitement qu’il soit thermique ou catalytique dans l’industrie de Raffinage. III-2-Présentons brièvement le principe des 14 méthodes utilisées pour la caractérisation des pétroles bruts et les produits pétroliers METHODES PRINCIPE Valeur des densités des fractions légères et lourdes La densité est d’hydrocarbure pur est lié au rapport H/C de cet hydrocarbure et est faible quand H est important Facteur de Watson Kw Il repose sur les constatations que la densité des hydrocarbures est liée à leur rapport H/C (donc à leur caractère chimique) et leur est lié à leur nombre d’atome de carbone. Méthode n, d, M Son principe est basé sur les corrélations établies entre les indices de réfraction, densité et masse moléculaire d’une part et d’ autre part les pourcentages en carbone paraffinique, naphténique et aromatique. Spectrométrie de masse ASTM D 2789 Introduction des molécules sous vide partiel dans un volume tampon, communiquant avec la source proprement dite par l’intermédiaire d’une fuite moléculaire assurant une concentration dans la source tout le temps de l’analyse. ASTM D 2425 ASTM D 2786 ASTM D 3239 Fisher (1974) IFP Méthode de Brandes (spectrométrie infrarouge) Répartition par type d’atome de carbone Méthode d’Oelert Intégration de la courbe d’absorbance sur une certaine plage. RMN Son principe concerne les transitions entre les états d’énergie du quatrième nombre quantique. Indice de brome ASTM D 1159 Son principe est basé sur l’utilisation de la faculté de la double liaison éthylénique de fixer deux atomes de brome par réaction d'addition. ASTM D 2710 CPL ASTM D 1319 Son principe est celui de la FIA(Fluorescent Indicator Adsorption)limitée aux coupes de point d'ébullition final inférieur à 315 °C IV- METHODES DE CALCUL DES PROPRIETES PHYSIQUES DES HYDROCARBURES IV-1 EXPLICATION : pourquoi la connaissance des propriétés physiques et/ou les caractéristiques des fluides pétrolières est essentielle à l’ingénieur de procédécar elle lui permet de spécifier, dimensionner ou vérifier le fonctionnement des différents équipements d'une unité de fabrication. IV-2indiquons les propriétés dont la connaissance est nécessaire et les sources ou outils dont dispose l’ingénieur pour accéder à la connaissance de ces propriétés physiques et/ou caractéristiques CARACTERISTIQUES PROPRIETES SOURCES/ OUTILS Caractéristiques principales • nom, • formule chimique développée, • température d'ébullition, • densité standard ou masse volumique à une température déterminée, • viscosité liquide à deux températures, • masse molaire. ANNEXE 1 Coordonnées critiques • température critique, • pression critique, • compressibilité critique Coefficients spécifiques • facteur acentrique, • coefficients du calcul de l'enthalpie, de l'entropie et de la chaleur spécifique du gaz parfait, • chaleur latente de vaporisation au point normal d'ébullition, • température de fusion, • chaleur latente de fusion, • conductivité liquide à deux températures. Coefficients spécifiques additionnels • coefficient m de la méthode de Soave, • Parachor, • tension interfaciale à 20 ⁰C, • paramètre de solubilité à 25⁰C. V-CARACTERISTIQUES DES PRODUITS PETROLIERS UTILISES A DES FINS ENERGETIQUES V-1)Produits pétroliers utilisés à des fins énergétiques sont : - Carburants :GPL-carburant, Essence ordinaire, Supercarburant, Carburéacteur, Gazole. - Combustible : GPL classique, Fuel domestique, Fuels lourds. V-2)Les trois (03) contraintes qui ont conduit à imposer les propriétés dont doivent être dotés les carburants et les combustibles sont : 1)-La combustion 2)-La mise en œuvre (stockage ou distribution) 3)-La protection de l’environnement V-3) Contraintes Critères de qualité Niveaux Requis Combustion -Richesse lie au réactif le plus noble Teneur limite maximale de 2,5 % d'oxygène dans les essences (Directive européenne 5 décembre 1985). -Pouvoir calorifique - PCIm est compris entre 40 000 et 45 000 kJ/kg - PCIv est généralement compris entre 27000 et 36 000 kJ/L -Propriété physique -Masse volumique : valeurs moyennes de 0,720 ;0,750 et 0,760kg/lpour chaque type d’essence et 0,820 et 0,860 kg/l pour le gazole -Volatilité : limitée respectivement à 900, 1000et 1150 selon les saisons (été, printemps automne, hiver). -Propriété chimique -Essence ordinaire et supercarburant classique (RON 90-100 ; MON 80-90) -Gazole (49-55) Mise en œuvre -Tendance à l'oxydation des essences Antioxydant : alkyl-p-phénylènediamines ou alkyl p-amino-phénols (10-20ppm) Tendance à l'encrassement Additif : détergent (500-1000ppm) Tolérance des essences à l'eau Jusqu’à 50ppm Pertes d’essences par évaporation Canisters : réduction à 1psi (69mbar) Stabilité du gazole au stockage et en utilisation -la couleur du gazole doit être inférieure à 5, ce qui correspond à une teinte brun-orangé. -Teneur en gomme et sédiment : valeur comprise entre 15 et 25 kg/m3 Point d’éclair le point éclair doit être compris entre 55 °C et 120 °C Protection contre la corrosion -Teneur ensoufre : limitée à 0,2 % (masse) -Teneur en mercaptans : limitée à 0,002 % (20 ppm) maximum Conductivité électrique Comprise entre 50 et 450pS/m. Protection de l’environnement Teneur en soufre des carburants et combustibles Teneur en soufre de tous les carburants est de 0,1 % maximum, soit 1 000 ppm Teneur en benzène des essences 5% en Europe au XXIème siècle Composition des carburants et émission des polluants -Teneur en Aromatiques (20-45 %) -Teneur en Oléfines (5-20%) Teneur en azote des fuels combustibles Limitée à 3000ppm v-4) CONTRAINTES CARACTERISTIQUES IMPOSEES COMPOSITIONS RECHERCHEES ET CARACTERISTIQUES DES BASES DISPONIBLES Combustion -Masse volumique, -la courbe de distillation, -la viscosité, - le comportement à basse température -Pour les n-paraffines :Fractions légères et les iso paraffines (RON et MON élevés) -Pour les oléfines : Fraction légère et iso oléfines (RON élevé et MON faible) -Pour les naphtènes :Cycloalcanes (RON et MON supérieur à ceux des alcanes) uploads/Industriel/ correction-de-la-sn-ppe.pdf