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N° d’ordre : M2/GC/2019 MĒMOIRE DE FIN D’ĒTUDES DE MASTER ACADĒMIQUE Filière :

N° d’ordre : M2/GC/2019 MĒMOIRE DE FIN D’ĒTUDES DE MASTER ACADĒMIQUE Filière : Génie des procédés Option: Génie Chimique Thème Présenté par 1-BAZ Nedjma 2-BELAID Ibtissem Soutenu le 21 /07/ 2019 devant le jury composé de : Présidente : Attouti Salima MCB Université de Mostaganem Examinatrice : Boubegra Naima MCA Université de Mostaganem Encadreure : Mellouk Senia MCA Université de Mostaganem Année Universitaire 2018/2019 MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPĒREUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université Abdelhamid Ibn Badis Mostaganem Faculté des Sciences et de la Technologie DĒPARTEMENT DE GĒNIE DES PROCĒDĒS Etude du dysfonctionnement de la boucle MCR et de son impact sur le cycle de réfrigération dans le complexe GL2/Z Toute notre parfaite gratitude, grâce et remerciement à Allah le plus puissant qui nous a donné la force, le courage et la volonté pour élaborer ce travail. C’est avec une profonde reconnaissance et considération particulière que nous remercions notre encadreur Dr Melouk à son aide précieuse, ses conseils, son sollicitude, son patience et son période apportés au cours de l’élaboration de ce projet de fin d’étude, les membres des jurys Mme Attouti et Mme Boubegra ainsi qu’a tous les professeurs du département de Génie des procédés qui ont contribué a nous formation. Nous remercions à tout l’ensemble du personnel au complexe GL2Z A tout les personnel du Département Technique surtout Monsieur Oulhadj Sadek et Madame Slatni pour ses disponibilités tout au long de la réalisation de ce travail. Nos vifs remercîment s’adressent à notre formateur Monsieur Laidat Abdelmadjid pour son accueil et le temps qu’il nous a accordé quitte à délaisser ses obligations en cas de nécessité pour nous enrichir de ses précieuses analyses. Nous remercions également les membres de jury qui nous faisons L’honneur de présider et d’examiner ce modeste travail. Nous remercions aussi toute personne ayant contribué de prés ou de loin au bon déroulement de ce modeste travail. SOMMAIRE Introduction générale 1 Chapitre I / Liquéfaction et la boucle MCR I Introduction 3 II Description générale du complexe 3 III Liquéfaction 5 III-1 Les différents procédés de liquéfaction 5 III-2 Description générale de la section de liquéfaction 6 IV La boucle MCR 7 IV-1 Description générale de la boucle 8 Chapitre II / Problématique et analyses I Introduction 10 I-1 Dysfonctionnement de réfrigération de la boucle MCR 11 I-1-1 Composition du réfrigérant propane (boucle propane) 11 I-1-2 Composition du multi-réfrigérant (boucle MCR) 13 II Colonne de dééthanisation 14 II-1 principe de la distillation 14 II-2 Ballon tamponX51-F 16 II-3 DééthaniseurX51-E 16 II-4 Condenseur detête X51-C 16 II-5 Ballon de refluxX52-F 16 II-6 Rebouilleur X52-C 17 III Suivi du fonctionnement du dééthaniseur 17 III-1 Variation de la pression dans le ballon tampon 18 III-2 Variation de la température dans le dééthaniseur 18 III-3 Variation du débit dans le ballon de reflux 19 III-4 Interprétation 20 IV- Impact de la composition du MCR 20 V Conclusion 22 Chapitre III/ Simulation et résultats I Simulation 23 I-1 Le simulateur HYSYS 23 I-2 Méthodologie de la simulation 24 II Simulation du dysfonctionnement de la boucle MCR 28 II-1 Résultats et interprétation 29 II-1-1Variation de la température du GNL sorti de l’échangeur principal 29 II-1-2 Variation des puissances consommées par les deux compresseurs 29 II-1-3 Variation de la température du MCR sorti de l’échangeur principal (X16-C) 31 II-2 Impact de la variation de la composition MCR sur le cycle 32 III Conclusion 35 Conclusion générale 36 Liste des figures Liste des tableaux Liste des abréviations Références bibliographiques Introduction générale 1 Le gaz naturel est la source d'énergie fossile qui a connu la plus forte progression depuis les années 70.En effet, elle représente le cinquième de la consommation énergétique mondiale. En raison de ses avantages économiques et écologiques, le gaz naturel devient chaque jour plus attractif pour beaucoup de pays. Les propriétés de ce produit, comme par exemple le faible intervalle de combustion le caractérisant, en font l'une des sources les plus utilisées fiables connues à ce jour actuellement, Il représente la troisième place en production de l’énergie primaire dans le monde comme le montre la figure suivante[1] Le gaz est rendu liquide par refroidissement à une température de -162°C, son volume est alors réduit de 600 fois, il est ensuite transporté par des navires citernes spéciaux dits méthaniers pour être acheminé aux terminaux de regazéification, exposé à la température ambiante et ramené à l’état gazeux par un processus de vaporisation, c’est sous cette forme qu’il est finalement distribué dans le réseau international. La capacité mondiale de liquéfaction du gaz naturel a atteint les 290 millions de tonnes à la fin de l’année de 2013.En Algérie la capacité nominale de liquéfaction était de 24.3 millions de tonnes par an [2]. Introduction générale 2 Durant notre séjour au niveau du complexe GL2/Z nous avons pris connaissance des procédés utilisés pour le traitement et la liquéfaction du gaz naturel, ainsi que des différentes installations, et des problèmes opératoires vécus sur site. Il nous a était confié d’étudier la problématique relative à la contamination du réfrigérant MCR et son impact sur la production du GNL. Après avoir effectuédes recherches pour élucider les causes probables pouvant engendrer la perturbation de la composition du MCR et analyser l’impact de cette perturbation sur plusieurs paramètres, nous avons simulé la boucle MCR au moyen du simulateur AspenHysys. Finalement des solutions ont été proposées pour stabiliser la composition du multi- réfrigérant MCR L’étude est répartie selon le plan suivant :  Recherche des causes probables pouvant engendrer la perturbation de la composition du MCR.  Etude des effets de cette perturbation sur toute la boucle.  Simulation de la boucle MCR et l’étude de l’impact de la variation de sa composition sur les différents paramètres du procédé et son rendement.  Proposition des solutions pour stabiliser la composition.  Conclusion et recommandations. Chapitre I Liquéfaction et la boucle MCR 3 PROCĒDĒ DE LIQUĒFACTION - BOUCLE MCR I Introduction Le complexe industriel de liquéfaction du gaz naturel (GL2/Z) est, parmi les plus importantes réalisations industrielles de la chaine de transformation des hydrocarbures, exploitée par la société SONATRACH en Algérie. Il a été conçu pour assurer le transport sous forme liquide du gaz naturel provenant de HASSI R’MEL par gazoducs, avec possibilité d’extraction du propane, du butane et de la gazoline. Le GNL (Gaz Naturel Liquéfié) est pompé et chargé dans des méthaniers spécialement conçus pour le transport cryogénique pour être expédié vers l’étranger. II Description générale du complexe[3] Le fonctionnement du complexe GL2/Z est décritpar les points essentiels suivants: Procédé : APCI (MCR). Début de la production : 20 février 1978. Capacité de traitement : 10,5 Milliard de Nm3 de GN/An. Capacité de Production : 17,5 Millions de m3 de GNL/An. Superficie du complexe : 72 hectares. Nombre de trains : Six trains en parallèle. Capacité de stockage : 3bacs d'une capacité unitaire de 100.000m3 de GNL. : 2 bacs de gazoline de 14 000 m³ chacun Rénovation : 1993-1996 Chapitre I Liquéfaction et la boucle MCR 4 La figure (I.1) montre un schéma synoptique d’un train de procédé dans le complexe GL2Z Figure (I.1)- Schéma synoptique d’un train de procédé Appoint Propane Butane Gazoline Refroidissement Séparation Système de propane Fractionnement Démercurisation Décarbonatation Déshydratation GN MEA Liquéfaction Système MCR Stockage GNL Vers méthaniers Fuel Gaz Appoint d’azote Gaz de détente vers Hélios GNL Chapitre I Liquéfaction et la boucle MCR 5 Le complexe GL2/Z est divisé en trois zones principales : Zone utilités, zone process et zone de stockage et chargement. III Liquéfaction Le procédé de liquéfaction du gaz naturel consiste à le refroidir et le liquéfier afin de produire du gaz naturel liquéfié. L’opération de liquéfaction n’est possible que si le gaz est refroidi à une température inférieure à celle de son point de rosée. Cette température est en fonction de la pression. Pour un corps pur à pression fixe, la température du point de rosée est égale à la température du point de bulle, et il est possible de liquéfier le gaz en assurant une réfrigération suffisante pour atteindre sa température de rosée. Pour un mélange, tel que le gaz naturel, la condensation à lieu sur un intervalle de température compris entre le point de rosée et le point de bulle; il faut donc plusieurs réfrigérants pour atteindre cet objectif. En règle générale, un réfrigérant unique permet de réaliser le refroidissement dans un intervalle de 60 à 90°C. Etant donnéqu’une unité de liquéfactionnécessite un niveau de réfrigération d’au moins -162°C (température à laquelle le méthane se liquéfie sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique), deux boucles frigorifiques fermées sont utilisées, une depropane et l’autre d’un réfrigérant à composants mixtes (MCR). Ces dernièresont été conçues sur la base du cycle frigorifique de Carnot, dans ce dernier, la réfrigération est assurée par une compression, un refroidissement, une détente et une évaporation. III-1 Les différents procédés de liquéfaction[4] La section de réfrigération et de liquéfaction est l’élément clé de l’usine GNL. Beaucoup de procédés, souslicence, sont disponibles et à différents degrés d’application et d’expérience. D’autres sont proposés ou en cours de uploads/Finance/6-pdf.pdf