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1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUEET POPULAIRE MINISTRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUEET POPULAIRE MINISTRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURE ET DE LA RECHERCHESCIENTIFIQUE UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE D’ORAN Faculté de chimie - Département de Chimie Organique Industrielle Mémoire de fin d’études pour l’obtention du diplôme de MASTER Option : ingénierie biomoléculaire Thème Présenté par : Soutenu le 15/09/2014  M. BENANI HAMZA encadré par :  M. KEDDAR HAMZA M. YACOUBI KHALID Soutenu devant le jury:  M. BOUKRERIS (examinateur)  M. ZRADNI (président jury) Septembre 2014 ETUDE DES PROBLEMES DE L’ENDOMMAGEMENT DE L’ECHANGEUR E504 DANS LA SECTION DE DECARBONATATION DU COMPLEXE GL1/Z. 2 Remerciement En premier lieux nous tenons à remercier notre DIEU qui nous a donné la force et patience pour avoir puachever ce travail. Nous adressons nos vifs remerciements à nos encadreurs Mr.YACOUBI, Mr.M.KHALFA et à Mr.KHALED pour leurs générosités et leurs inestimables conseils et orientations. Nous tenons à remercier spécialement Mr A.FASLA, Mr A.BELATOUI, Mr T.BOUADJADJ, Mr HATTAB, Mr BENKHLIFA, Mr Serradj et l’ensemble du personnel des complexes GL1Z Nous présentons également nos remerciements à Mr Matib et Mr Nefoussi de la Direction FABRIQUATION pour leur assistance, si précieuse. Nous remercions également tous les membres du jury qui nous font l’honneur de juger notre travail. Merci à MR SGHIER ET MR BENHMED ET MR FARES ET MR OMAR ET MR BENDJABAR .MR YOUCFI Enfin, nous adressons nos sincères remercions tous ceux qui ont participé de près ou de loin à l’élaboration de ce travail. 3 Dédicaces Avant tout je remercie Dieu de m’avoir aidé à terminer mes études. Je dédie cet humble travail : À la mémoire de ma Grand-mère fatma Ainsi qu’aux êtres les plus chers au monde, Mon Père mohamed ma Mère hakima et mon frère amiro à qui je témoigne mon amour et mon affection pour leurs encouragements, leurs compréhensions et leurs patiences. A tous les membres de ma famille;mes fréres Mostapha et mourad et toute la famille benani Et en particulier à mon cher ami et frère keddar A tous mes amis quim’ont soutenu pendant tout mon cursus universitaire BENANI HAMZA 4 Dédicaces Avant tout je remercie Dieu de m’avoir aidé à terminer mes études. Je dédie cet humble travail : À la mémoire de ma Grand-mère Ainsi qu’aux êtres les plus chers au monde, MonPère et maMère et mes frére à qui je témoignemon amour et mon affection pour leurs encouragements, leurs compréhensions et leurs patiences. A tous les membres de ma famille Très loin et toute la famille keddar Et en particulier à mon cher ami et frère benani A tous mes amis qui m’ont soutenu pendant tout mon cursus universitaire KEDDAR HAMZA 5 Sommaire Introduction général Introduction général ...................................................................................................................2 Chapitre I : description du complexe GL1/Z I.1) introduction .........................................................................................................................4 I.2) situation géographique du complexe....................................................................................5 I.3) mission de l’usine GL1/Z....................................................................................................5 I.4) organisation du complexe GL1/Z........................................................................................5 I.5) principales zones du complexe............................................................................................5 I.5.1) zone d’utilité....................................................................................................................5 I.5.2) zone de process................................................................................................................7 I.5.3) zone de stockage..............................................................................................................7 I.5.4) zones de pompage.............................................................................................................7 Chapitre II : description du process GL1/Z II.1) généralités.........................................................................................................................10 II.2) description du procédé de liquéfaction.............................................................................11 II.2.1) traitement du gaz ..........................................................................................................11 II.2.1.1) section décarbonatation .............................................................................................11 II.2.1.2) section déshydratation................................................................................................12 II.2.1.2.a) pré-refroidissement au propane...............................................................................12 II.2.1.2.b) régénération des sécheurs........................................................................................12 II.2.1.3) section Démercurisation.............................................................................................12 II.2.2) séparation et liquéfaction...............................................................................................13 II.2.2.1) section séparation.......................................................................................................13 II.2.2.2) section liquéfaction.....................................................................................................13 II.2.2.a) système de réfrigération mixte MCR.........................................................................14 II.2.3) section de fractionnement..............................................................................................15 II.3) stockage et chargement du GNL......................................................................................16 Chapitre III : les échangeurs de chaleur et le phénomène de corrosion III.1.1) généralités sur les échangeurs de chaleur.....................................................................20 III.1.2) modes de transfert de chaleur.......................................................................................20 6 III.1.3) les différents types d’échangeurs de chaleur...............................................................21 III.1.3.1) les échangeurs tubulaires .........................................................................................21 III.1.3.1.a) rôle divers constituants d’un échangeur tubulaire.................................................22 III.1.3.2) les échangeurs à plaques...........................................................................................24 III.1.3.3) autre types des échangeurs de chaleur......................................................................24 III.1.4) les avantages et les inconvénients des échangeurs et leurs utilisation.........................26 III.2) notions sur le phénomène de corrosion...........................................................................27 III.2.1) définition......................................................................................................................27 III.2.2) la prévision de corrosion..............................................................................................27 III.2.3) aspect économique de la corrosion..............................................................................27 III.2.4) forme de corrosion.......................................................................................................27 III.2.5) différents types de corrosion et leurs prévention.........................................................29 III.2.6) l’effet des facteurs sur la vitesse de corrosion.............................................................32 III.2.7) contrôle de la corrosion................................................................................................33 III.2.8) protection contre la corrosion......................................................................................34 III.2.9) conclusion....................................................................................................................36 Chapitre IV : description de la section décarbonatation IV) introduction........................................................................................................................38 IV.1) le rôle de la section décarbonatation...............................................................................38 IV.2) caractéristiques de la réaction chimique..........................................................................38 IV.3) procédé d’absorption du CO2..........................................................................................39 IV.4) régénération de la solution MEA....................................................................................39 IV.5) description et rôle de l’échangeur E504..........................................................................39 Chapitre V : problématique V.1) problématique...................................................................................................................43 V.2) historique de l’échangeur E504......................................................................................44 V.3) les causes de mauvais transfert de chaleur du refroidisseur E504...................................45 V.4) analyse des causes............................................................................................................45 V.4.1) débit d’eau de mer insuffisant de refroidissement........................................................45 V.4.2) présence des dépôts sur la paroi intérieure des tubes d’échangeur...............................47 V.4.3) dégradation de la surface externe des tubes d’échangeur.............................................50 V.4.4) les fuites et la corrosion sur les tubes et la boite de distribution d’échangeur..............52 V.5) les conséquences de ces problèmes..................................................................................54 V.5.1) perte de MEA................................................................................................................54 7 V.5.2) coût de maintenance.......................................................................................................55 V.5.3) manque à produire du l’arrêt de l’unité..........................................................................55 V.5.4) impact écologique..........................................................................................................55 V.6) interprétation des résultats................................................................................................56 Chapitre VI : dimensionnement de l’échangeur E504 VI) introduction........................................................................................................................58 VI.1) caractéristique thermophysique des deux fluides de E504..............................................58 VI.2) dimensionnement de l’échangeur....................................................................................59 VI.2.1) calcul thermique...........................................................................................................59 VI.3) interprétation...................................................................................................................64 Conclusion et recommandations 1) conclusion.............................................................................................................................66 2) recommandations..................................................................................................................67 8 Introduction générale 9 Introduction générale Le commerce international du gaz naturel est en plein développement. Ces dernières années, l’Algérie y joue un rôle actif puisque son économie est basée essentiellement sur l’exportation des hydrocarbures, dont le GNL représente une grande partie. L’Algérie dispose, en effet de réserves importantes estimés à 3000 milliards de mètres cubes (quatrième place mondiale après la RUSSIE, l’IRAN et les USA). Le processus de liquéfaction de gaz naturel débute de la section de décarbonatation et termine à la section cryogénique, ou le gaz est liquéfié et envoyé vers le stockage. La quantité de gaz liquéfié est par fois inferieure que celle qu’on veut produire, ce manque de production est dû principalement aux problèmes apparaissant dans les différentes sections de l’unité. Parmi les problèmes vécus au niveau des unités de liquéfaction du gaz naturel(GL1Z), nous avons les problèmes de l’endommagement de l’échangeur E504, Ce dernier permet de régler la température finale de la MEA pauvre qui vient d’être régénérée à 38°C, celle-ci passe côté calandre tandis que l’eau de mer de caractère corrosif est envoyé côté tube. Notre travail consiste à déterminer les principaux problèmes de fonctionnement rencontrés par les utilisateurs d’échangeur de chaleur E504. Notre mémoire s’articule selon l’ordre suivant :  Chapitre I : Description du complexe GL1/Z.  Chapitre II : Description du process  Chapitre III : Les échangeurs de chaleur et le phénomène de corrosion  Chapitre IV : Description de la section décarbonatation  Chapitre V : La problématique, nous étudions les causes possibles qui peuvent mener à l’apparition le problème de corrosion pour pouvoir dégager les solutions les plus appropriées.  Chapitre VI : Dimensionnement de l’échangeur E504. Une conclusion et les recommandations de ce travail achèveront ce mémoire. 10 Chapitre I : Description du complexe GL1/Z 11 I.1) Introduction En 1917, le gaz naturel a été liquéfié pour la première fois dans l’industrie pour extraire l’hélium. Le gaz naturel liquéfié est un mélange liquide en équilibre avec sa phase vapeur sous une température de -160°C et une pression de 1,05 bars, il est composé d’hydrocarbures saturés dont la teneur de méthane est comprise entre 80 et 100% en volume, associé à un peu d’azote. En novembre 1956, le forage du premier puits à HASSI R’MEL mettait en évidence la présence du gaz naturel Le Complexe industriel de liquéfaction du gaz naturel (GL1/Z) est parmi les plus importantes réalisations industrielles de la chaîne de transformation de l’hydrocarbure, exploitée par la société SONATRACH en Algérie. Comme toutes créations industrielles d’envergure, le Complexe GL1/Z a franchi des étapes qui sont autant d’événements marquant de son histoire récente. Le 16 juin 1973, le défunt président Houari Boumediene pose la première pierre pour la construction de l’usine. En charge du projet, et pour le compte de Sonatrach, la société américaine BECHTEL, engage les travaux de réalisation le 20 février 1978. Cinq années après, le Complexe entre en production et les premières livraisons de GNL sont effectuées à destination des Etats Unis. Entre 1993-1995 le complexe GL1/Z a connu la première expérience au monde du GNL consistant à rénover les installations tout en exploitant. L’objectif de cette suit:  Sécurité : -Les bras de chargement avec un système de déconnection rapide. -Les systèmes d’arrêt d’urgence. -Détecteur les fuites de gaz  Exploitation: -Augmentation de capacité vapeur par le rajout de quatre chaudières de 400tonne/heure -Nouvelle pomperie de GNL. -Nouvelle unité d’électrochloration. -Source d’énergie électrique supplémentaire de 60 KW  Contrôle: -Circuit fermé de télésurveillance des installations. -Système central d’intercommunication. -Une nouvelle salle de contrôle centralisée. 12 I.2) Situation géographique du complexe Le complexe GL1/Z est situé au nord ouest du pays à 40 Km de la ville d'Oran à coté d'un petit village au bord de la mer méditerranée nommée "BETHIOUA" sur une superficie de 72 hectares [2]. I.3) Mission de l'usine GL1/Z Le complexe GL1/Z a pour mission de liquéfier le gaz naturel provenant des champs gaziers de uploads/Geographie/ benani-hamza.pdf