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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 Université echahid hamma lakhdar d’El Oued Faculté des sciences et de la Technologie Département des sciences et de la Technologie Filière: Génie des procèdes et hydrocarbure Option : Raffinage et pétrochimie Soutenu le 01/06/2015 Présenté par : Mohamed Ould Sidi Mohamed Hammi Youcef DEVANT LE JURY Président M.Gueram A/Majid M.A.A U-Eloued Examinateur M. Atia A/Malek M.A.A U-Eloued Prometteur M. Salemi A/ Said M.A.A U-Eloued Promotion 2015 Dédicaces J'ai le grand plaisir de dédier ce modeste travail à: Ma chère mère « vatimetou » et mon chère père « sidina » pour leurs soutiennent durant toutes mes années d'études. Mes chères frères et mes chères sœur. Ma très chère femme « marieme » qui ma motive a se patienter et vaincre toute les difficultés et les circonstances. Mon petit fils adorable « sidina ». Toute ma famille. A touts mes camarades des groupes. A tous mes amis sans exception. A tous les enseignants de génie de procédé Mohamed Sidi Mohamed Med.sedena@gmail.com Dédicaces Je dédie ce modeste travail qui présente les fruits de longues années d’études à : A ma très et mon chère père et chère mère qui ont beaucoup souffert pour me donner les moyens qui m’ont permis d’ attendu mon objectif. A mes Sistres et ma fille marieam et basmala Toute la famille hammi à moi professeur Salmi said beaucoup Tous famille universitaire surtout mes professeurs Tous mes amis sans exception et en particulier : Mes collègues de l'étude, Un merci spécial pour leur ami et mon encadreur dans la travail sahtel adel Et bien sûr, mon partenaire mouhamed ouled sidi mohamed . Remerciments Au terme de ce travail, Nous tenons à remercier le bon DIEU pour le courage et la pascience qu'il nous a donné afin de mener ce projet a terme. Nous remercions vivement notre professeur consultant Mr.SALEMI SAID pour son aide précieuse et ses conseils judicieux ainsi que tous les enseignants du département de génie des procédés pour leur contribution à notre formation et leur disponibilité à orienter les étudiants. Nous voudrions aussi tous nos enseignants du département de génie des procèdes chimiques et raffinages. Enfin nous remercions toute personnes ayant contribué de prés ou de loin à la réalisation de ce travail, N.LAMI . Mohamed Sidi Mohamed Hammi Youcef SOMMAIRE SOMMAIRE Dédicaces Remerciements Liste des tableaux Liste des figures Symboles et Annotation Abréviation Page Introduction générale………………………………………………………............................ 01 Partie Théorique Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel I.1. Introduction…………………….……………………….…………………………….…… 02 I.2. Le gaz naturel dans le monde…………………………………………..………………….. 02 I.3. Le gaz naturel en Algérie…...……………….……………………………………..…...…. 08 I.4. Présentation du champ de Hassi R'mel. ………...……………..…………….……..…….... 10 I.5. Caractéristiques du gaz naturel.……………………………………………………………. 12 I.6. Composition chimique d'un gaz naturel.…………………………..………….………...….. 12 I.7. Les types de gaz naturel.……………………………………………………..….……...….. 13 Chapitre II : les techniques de traitement du gaz naturel II.1. Traitement du Gaz.………………….…………………………………………..…..…….. 14 II.2. Les procédés de traitement du gaz. ………………………….……………….…...……… 15 II.3. Techniques de réinjections du gaz.…………………………………………………....….. 17 Chapitre III : Généralité sur le GPL et sur le Condensât III.1.Définition des GPL …………………….………………………………………..…..…… 18 III.2. Lés sources des GPL.…………………….………………………………………………. 18 III.3. Lés caractéristiques générales des GPL. ………………………………………..….……. 19 III.4. Domaines d’utilisation du GPL.………………………………………………………..... 19 III.5. Le GPL en Algérie.………………….…………………………………………………… 21 III.6. Le marché du GPL.………………….…..…………………………………………...…... 23 III.7. La consommation mondiale en GPL…………………………….…………………..…... 25 III.8.1. Définition du Condensât..……………………….….………………………………..… 27 III.8.2. Caractéristiques du Condensât……….……………….……………………………….. 27 III.8.3. Domaines d’utilisation du Condensât……….……………………………...……….…. 28 Chapitre IV : Théorie Des Fours Tubulaire et Partie Technologique IV.1. Généralités………………………………………………………………………………. 29 IV.2. Domaine d’utilisation des fours tubulaires……………………………………………… 30 IV.3. Constitution d’un four ………………………………………………………………….. 31 IV.4. Les différents types de fours……………………………………………………………. 31 IV.5. Rendement d’un four……………………………………………………………………. 35 IV.6. La combustion dans un four…………………………………………………………...... 35 IV.6. Description générale de l'usine (MPPIV)……………...………………………………… 38 IV.7. Description de procédé……….…………….…...………..……………...……...……….. 39 Chapitre V: Partie calcul V.1. Présentation du problème………….…………….……………..……………...……...…... 41 V.2.1. Introduction sur la simulation.…………………………………………...….……...…… 42 V.2.2. Choix du modèle thermodynamique……………………….……………….………...…. 43 V.2.3. Vérification du cas designe par simulation………..……………………….…………… 43 V.3.1. Introduction……….…...………………………………………………….……………. 47 V.3.2. Optimisation…………………………………………………………….….……..……. 47 V.3.3. Optimisation du taux de reflux et du taux de rebouillage……………….………….…... 48 V.3.4. Représentation des profils…………………….………………….……………………... 50 V.3.5. Calcul du débit de fuel gaz à optimiser…………………….……..…….………………. 53 V.3.6. Comparaison………………………………………………………….….……………... 53 V.3.7. Représentation des profils de la colonne avec la comparaison………….……………… 54 CONCLUSION ANNEXES BIBLIOGRAPHIE RESUME Liste des tableaux Tableau (II.01) : Des spécifications typiques pour un gaz commercial……….……………...15 Tableau (III.01) : La composition molaire du GPL est variable selon leur source…………...18 Tableau (III.03): La production moyenne annuelle de ces raffineries est de l’ordre de 530.000 tonnes………………………………………………………………………………..22 Tableau (III.04) : Structure de la demande du GPL pour les différents marchés en 2000……24 Tableau (III.05) : La production et la consommation mondiale du GPL en 1997 (MT)……..26 Tableau (IV.01) :des combustibles…………………...…………………………………………….33 Tableau (IV.02) :des réaction de combustion………………………………………………...36 Tableau (IV.03) :des produit agressif…………………………………………………………37 Tableau (V.01) : Données design de fonctionnement de la colonne ( debutaniseur)….……..44 Tableau (V.02) : Données de dimensionnement de la colonne C 102 (Debutaniseur)….……44 Tableau (V.03) : la comparaison entre cas design réel et cas design simulé……….………...45 Tableau (V.04) : composition des produits……………………………………….………..…46 Tableau (V.05) : la composition actuelle de la charge du débutaniseur C102…..…………....47 Tableau (V.06) : Résultat d’optimisation du taux de reflux =2……………….……………..48 Tableau (V.07) : Résultat d’optimisation du taux de reflux =2.3…………….……………...48 Tableau (V.08): Résultat d’optimisation du taux de reflux =2.5…………….………………49 Tableau (V.09) : Résultats de la quantité de chaleur du rebouilleur en fonction de taux de rebouillage à taux de reflux= (2, 2.3, 2.5)…………………………………………………….49 Tableau (V.10) : Résultats de la TVR en fonction de taux de rebouillage à taux de reflux= (2, 2.3, 2.5)……………………………………………………….……………….50 Tableau (V.11) : Résultats de la %C2- en fonction de taux de rebouillage à taux de reflux= (2, 2.3, 2.5)……………………………………………………………………………………50 Tableau (V.12) : Résultats de la %C5+ en fonction de taux de rebouillage à taux de reflux= (2, 2.3, 2.5)……………………………………………………………………………………50 Tableau (V.13) : Comparaison entre les paramètres………………………….………………53 Liste des figures Figure (I.01) : Répartition des réserves de gaz naturel en 2004……………………………....02 Figure (I.02) : Production de gaz naturel en milliards de mètres cubes sur la période 1970-2004………………………………………………………………………...03 Figure (I.03) : Consommation de gaz naturel de 1965 à 2004………………..………………04 Figure (I.04) : Consommation moyenne par personne de gaz naturel en équivalant tonne de pétrole…………………………………………………………………………………………05 Figure (I.05) : Schéma de fonctionnement du marché du gaz naturel aux Etats-Unis en 1998……………………………………………………………………………07 Figure (I.06) : Production du gaz naturel en Algérie………………………………..………..10 Figure (1.07): la répartition des réserves gazières en Algérie……………………………..….10 Figure (I.08) : Situation géographique de champ de Hassi R’mel…………………………....11 Figure (III.01) : Evaluation de la production d'énergie primaire en Algérie (1000 TEP)….....21 Figure (III.02) : 0ffre prévisionnelle national de GPL (en MT)……………………………...23 Figure (IV.1) : Vue d'un four horizontal (cabines)…………………………………………...34 Figure (IV.2) : Vue d'un four verticale (boites)………………………………………………34 Figure (IV.11) : Diagramme simplifié de procédé de HUDSON...…………………………..40 Figure (V.01) : Environnements de développement dans HYSYS…………..…………….....43 Figure (V.02) : schéma obtenu par le simulateur hysys………………………………………46 Figure (V.03) : profil d’évolution de l’énergie de chauffage pour rf = (2, 2.3, 2.5)……….…51 Figure (V.04) : profil de TVR en fonction de rb pour rf = (2, 2.3, 2.5)……………………...51 Figure (V.05): profil de %C2- en fonction de rb pour rf = (2, 2.3, 2.5)……...………………52 Figure (V.06) : profil d’évolution de %C5+ pour rf = (2, 2.3, 2.5)……...………………….52 Figure (V.07) : profil des débits liquide – vapeur dans la colonne (cas design)……………...54 Figure (V.08): profil des débits liquide – vapeur dans la colonne (cas optimisation)...……...55 Figure (V.09) : profil de température dans la colonne (cas design)…………………………..55 Figure (V.10) : profil de température dans la colonne (cas optimisation)……………….…...55 Figure (V.11) : profil de pression dans la colonne (cas design)………………………….…..56 Figure (V.12) : profil de pression dans la colonne (cas optimisation)…………………….….56 Symboles et Notation Symbole Désignation Unité NF Nombre de Kmole de l’alimentation d’une colonne Kmole ND Nombre de Kmole de la phase vapeur (distillat). Kmole NW Nombre de Kmole de la phase liquide (résidu) Kmole X’Fi Concentration molaire du constituant « i » dans la charge / F débits de la charge Kmole/h D débits du distillat Kmole/h R débits du résidu Kmole/h X’Fi concentration du constituant le plus volatil dans la charge Mole X’Wi concentration du constituant le plus volatil dans le résidu Mole Y’Di concentration du constituant le plus volatil dans le distillat Mole G, y’ Le débit et la concentration molaire de la vapeur / g, X’ Le débit et la concentration molaire du liquide / D, y’D Le débit et la concentration molaire du distillat / Hi,hi Enthalpie respectives de la vapeur et du liquide Kcal/kg Q1 Quantité de chaleur soustraite du distillat Kcal Q2 Quantité de chaleur fournie par le rebouillage Kcal G0, y’O Débit et concentration molaire de la vapeur / g 0, X’0 Débit et concentration molaire du liquide / α i,F Volatilité du constituent « i » dans la zone d’alimentation / e’0 Taux de vaporisation molaire de la charge / QR Charge thermique du rebouilleur kcal/h QC Charge thermique du condenseur kcal/h HF Enthalpie de la charge liquide Kcal/Kmol HO Enthalpie de phase vapeur de la charge Kcal/Kmol h0 Enthalpie de phase liquide de la charge Kcal/Kmol hD Enthalpie du distillat en état liquide Kcal/Kmol uploads/Science et Technologie/ m-t-114-01.pdf