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1 rojet de rojet de F Fin in P P tudes tudes d’ d’E E Département: Génie des Pr

1 rojet de rojet de F Fin in P P tudes tudes d’ d’E E Département: Génie des Procédés de l’Énergie et de l’Environnement O Optimisation de la consommation spécifique de ptimisation de la consommation spécifique de la vapeur moyenne pression la vapeur moyenne pression É Étude du phénomène de l’encrassement tude du phénomène de l’encrassement au niveau d’une unité de concentration au niveau d’une unité de concentration de l’acide phosphorique de l’acide phosphorique BENSALEM Rajae BENSALEM Rajae BOUTBHIRT Abdellah BOUTBHIRT Abdellah Réalisé par : Réalisé par : Encadré par : Encadré par : Mr. JEBRIL Mr. JEBRIL (Groupe OCP) (Groupe OCP) Mr. ZEKALMI Mr. ZEKALMI (Groupe OCP) (Groupe OCP) Mr. MIR Mr. MIR (ENSA) (ENSA) 2 PLAN Présentation Présentation générale générale Optimisation de la consommation spécifique de la vapeur (MP) Optimisation de la consommation spécifique de la vapeur (MP) Etude de l’encrassement des échangeurs Optimisation du cycle de lavage Optimisation du cycle de lavage 3 PRESENTATION PRESENTATION OPTIMISATION OPTIMISATION ETUDE ETUDE OPTIMISATION OPTIMISATION GENERALE GENERALE 4 PRESENTATION PRESENTATION 5  Établissement semi public  Août 1920 : Création du Groupe  1921 : Activités d’extraction  1981 : Création du MPII MAROC PHOSPHORE II MAROC PHOSPHORE II OCP EN BREF OCP EN BREF ACTIVITES ACTIVITES PRESENTATION PRESENTATION 6 Extraction Valorisation Commercialisation Phosphate et produits dérivés MAROC PHOSPHORE II MAROC PHOSPHORE II OCP EN BREF OCP EN BREF ACTIVITES ACTIVITES PRESENTATION PRESENTATION 7 Production d’un acide phosphorique de titre 54% P2O5 Utilisation du Phosphate brute de BENGUERIR Unité de lavage de phosphate MAROC PHOSPHORE II MAROC PHOSPHORE II OCP EN BREF OCP EN BREF ACTIVITES ACTIVITES PRESENTATION PRESENTATION 8 PRESENTATION PRESENTATION 9 PRESENTATION PRESENTATION Acide phosphorique Voie thermique Voie humide Attaque à l’acide sulfurique 10 PRESENTATION PRESENTATION ETAPES DE FABRICATION ETAPES DE FABRICATION Conditionnement & Préparation du phosphate Attaque & Séparation de l’ACP Stockage d’ACP 30% & Décantation Concentration de l’ACP Clarification & Stockage de l’ACP 54% 11 PRESENTATION PRESENTATION 12 gaz Pompe de condensats Condensas Vapeur BP Vapeur MP Eau de mer Eau de mer SiO2 Vers Egout Pompe de circulation Vers RFD Vers la mer Unité CAP Pompe transporteuse Garde hydraulique Acide 30% Acide 54% 13 PRESENTATION PRESENTATION H2SiF6 + Na2O Na2SiF6 + H2O H2SiF6 + K2O K2SiF6 + H2O CaF2+ H2SO4+2H2O CaSO4.2H2O + 2HF 6HF + SiO2 H2SiF6 + 2H2O H2SiF6 2HF + SiF4 gazeux 14 PRESENTATION PRESENTATION OPTIMISATION OPTIMISATION ETUDE ETUDE OPTIMISATION OPTIMISATION DE LA CONSOMMATION SPECIFIQUE DE LA DE LA CONSOMMATION SPECIFIQUE DE LA VAPEUR (MP) VAPEUR (MP) 15 OPTIMISATION OPTIMISATION Production journalière 375 T/j Equivalent de production en Kg P2O5 /h 15625 Kg/h Rendement de concentration 99.8% Titre de l'acide à l'entrée en % P2O5 28.5% Titre de l'acide produit en % P2O5 54% Données de base 16 OPTIMISATION OPTIMISATION Débit massique en Kg/h Elément Calcul Résultat P2O5 15625 / 0,998 15656 SO3 3,3 x 54934 /100 1813 H2O 34,7 x 54934 /100 35268 H2SiF6 1,4 x 54934 /100 769 HF 0,4 x 54934 /100 220 SiF4 Cl2 0,08 x 54934 /100 44 Divers 54934 - (15656+1813+35268+769+220+44) 1165 Total 15625/(0,285 x 0,998) 54934 Calcul des débits massiques ACP à l’entrée 17 OPTIMISATION OPTIMISATION Débit massique en Kg/h Elément Calcul Résultat P2O5 15625 15625 SO3 6,3 x 28935 /100 1823 H2O 34,7 x 28935 /100 10041 H2SiF6 0,08 x 28935 /100 23 HF 0,8 x 28935 /100 231 SiF4 Cl2 0,01 x 28935 /100 3 Divers 28935 - (15625+1823+10041+23+231+3) 1189 Total 15625/(0,54) 28935 Calcul des débits massiques ACP à la sortie 18 OPTIMISATION OPTIMISATION Débit massique en Kg/h Elément Calcul Résultat P2O5 15656 - 15625 3 SO3 H2O 35268 - 10041 25227 H2SiF6 HF ((769 - 23) /144) x 2 x 20 207 SiF4 ((769 - 23) / 144)) x 104 539 Cl2 44 - 3 41 Divers Total 54934 - 28935 28935 Calcul des débits massiques Buée 19 OPTIMISATION OPTIMISATION 20 OPTIMISATION OPTIMISATION Récapitulatif Unité de concentration ACP 30% (E) 55 T/h ACP 54% (S) 29 T/h Buée (G) 26 T/h 21 OPTIMISATION OPTIMISATION Unité de concentration ( CAP ) Acide 30% ( Q0, T0, Cp0 ) Vapeur II (BP) ( Qv, Hv ) Acide 54% (Q, T, Cp) Condensât II ( Qc, Tc, Cpc ) Buées ( Qb, Hb ) Csp = [1/(Hv - Hc) ] * [(T*Cp/C ) – (T* Cp0 /R*C0) + ((1/R*C0) - 1/C)*Hb ] 22 OPTIMISATION OPTIMISATION Qualité d'acide produit BG normal Tessenderlo Tortuga Csp calculée (Tv/TP2O5) 2,12 2,16 2,21 Csp actuelle (Tv/TP2O5) 2,71 2,75 2,78 L’écart obtenu représente 27% de la Csp calculée 23 OPTIMISATION OPTIMISATION  L'influence du titre de l'acide 30%;  La surconcentration de l’acide 54%;  Les perturbations du vide qui règne dans le bouilleur;  L’encrassement prématuré de l’échangeur de chaleur.  Pertes des purgeurs défectueux;  L'état du calorifugeage.  Les déperditions thermiques fuites de vapeur et de condensât; 24 OPTIMISATION OPTIMISATION Consommation spécifique de la vapeur (MP) en fonction du titre d'acide 30% 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 24 26 28 30 32 34 Titre d'acide 30% Consommation spécifique de la vapeur en (T v/TP2O5) Influence du titre 30% BG Normal 25 OPTIMISATION OPTIMISATION Tessenderlo Consommation spécifique de la vapeur (MP) en fonction du titre d'acide 30% 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 24 26 28 30 32 34 titre d'acide 30% Consommation spécifique de la vapeur en (Tv/TP2O5) 26 OPTIMISATION OPTIMISATION Tortugua Consommation spécifique de la vapeur (MP) en fonction du titre d'acide 30% 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5 2,7 2,9 24 26 28 30 32 34 Titre d'acide 30% Consommation spécifique de la vapeur en (Tv/TP2O5) Pour une diminution de 1% du titre 30%, la consommation spécifique des trois qualités augmente presque de 7 % (Tv/TP2O5). 27 OPTIMISATION OPTIMISATION Influence du vide Influence du vide sur la c Sp 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 vide (Torr) C Sp Série1 Pour une augmentation de 5 torr, la Csp augmente presque de 8 % (Tv/TP2O5). 28 OPTIMISATION OPTIMISATION Influence de la surconcentration Influence de la surconcentration sur la C Sp 2,135 2,14 2,145 2,15 2,155 2,16 2,165 2,17 53,00 53,20 53,40 53,60 53,80 54,00 Surconcentration C Sp BG Normal 29 OPTIMISATION OPTIMISATION Influence de la surconcentration sur la C sp 2,15 2,16 2,17 2,18 2,19 2,2 53,00 53,20 53,40 53,60 53,80 54,00 54,20 Surconcentration C S p de la vap Tessenderlo 30 OPTIMISATION OPTIMISATION Tortugua Influence de la surconcentration sur la C sp 2,2 2,21 2,22 2,23 2,24 2,25 2,26 54,20 54,40 54,60 54,80 55,00 55,20 55,40 55,60 Surconcentration C sp de la vap Pour une augmentation de 1% du titre 54%, la consommation spécifique des trois qualités augmente presque de 2% (Tv/TP2O5). 31 OPTIMISATION OPTIMISATION Influence de l’encrassement Influence de l'enrassement sur la C Sp 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 cycle de marche C Sp 32 OPTIMISATION OPTIMISATION Amélioration de la densité de la pulpe Correction de l’acide de retour Gestion des boues Optimisation du lavage du gâteau Unité broyage Unité RFD Surveillance de l’état des toiles filtrantes Amélioration du titre 30% 33 OPTIMISATION OPTIMISATION Amélioration du vide Perturbations du vide  Prises d’air  Encrassement des intercondenseurs  Changement des éjecteurs et intercondenseurs encrassés  Remplacement de l’unité à vide par pompe à vide à anneau liquide 34 OPTIMISATION OPTIMISATION W = P*(1/C0 - 1/C) P = (W *0,54*C0 ) / (0,54 - C0) W =( 4 * 22,3 + 14,3 + 31,2)*24 = 3233 T H2O/j  Impact d’amélioration du titre 30% sur la production 35 OPTIMISATION OPTIMISATION Pour une augmentation de 1% du titre 30%, la production journalière totale en T P2O5/j augmente presque de 7 % 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Titre d'ACP à l'entrée Production en TP 2O5 /j 36 OPTIMISATION OPTIMISATION Production annuelle des lignes CAP (T P2O5/an) 460 000 Régime de marche moyen 0,95 Csp moyenne de la vapeur MP 2,75 Prix unitaire de la vapeur MP (DH / T Vapeur) 29.37  Impact économique Le gain escompté en terme d’économie de vapeur: Qv = 0.07 * 2.75 * 460000 * 0.95 / 365 = 230.5 T vap/j Le gain annuel résultant : G = 230.5 * 29.37 * 365 = 2.5 MDH/ an 37 ETUDE ETUDE DE L’ENCRASSEMENT DE L’ENCRASSEMENT DES ECHANGEURS DES ECHANGEURS 38 ETUDE ETUDE 39 ETUDE ETUDE L’encrassement est une accumulation d’éléments solides indésirables sur une interface, affectant une grande variété d’opérations industrielles.  L’encrassement particulaire ;  L’encrassement par entartrage et corrosion;  L’encrassement biologique ;  L’encrassement par réaction chimique ;  L’ encrassement par solidification ou cristallisation. 40 ETUDE ETUDE Débit de vapeur chaude Débit d’acide en circulation Flux de chaleur Rg = Rpr + Rf 41 ETUDE ETUDE Les conditions d’exploitation Les conditions de stockage d’acide 30% en P2O5 La qualité de phosphate. 42 ETUDE ETUDE 43 ETUDE ETUDE 44 ETUDE ETUDE 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 uploads/Finance/ copie-de-expose-finale.pdf