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DEDICACE Nous dédions ce présent travail A nos chers parents, que nulle dédicac

DEDICACE Nous dédions ce présent travail A nos chers parents, que nulle dédicace ne puisse exprimer nos sincères sentiments, pour leur patience illimitée, leur encouragement continu et leur générosité, en témoignage de notre profond amour et respect pour leurs sacrifices démesurés. A nos chers frères proches de nos cœurs, pour leur grand amour et leur soutien qu’ils trouvent ici l’expression de notre haute gratitude. A nos chers professeurs, pour tous les efforts qu’ils ont déployés tout au long des trois années, qui doivent voir dans ce travail la fierté d'un savoir bien acquis. A nos chers amis et amies, en souvenir de moments agréables que nous avons partagés. A toutes nos familles et à tous ceux à qui nous devons notre reconnaissance, nous vous remercions vivement pour votre présence et votre soutien. Et à tous ceux que nous aimons et qui nous aiment. REMERCIEMENTS Nous souhaitons accorder toute notre reconnaissance aux personnes qui ont soutenu notre projet et nous ont aidé à le mener à son aboutissement. Au terme de ce travail, nos vifs remerciements vont à notre encadrant professionnel, Mme. Afaf AKARKAOU, ingénieur production au sein de l’entité JFC2 OCP Jorf Lasfar, pour l’encadrement exemplaire, la confiance qu’elle a bien voulue nous accorder et l’intérêt avec lequel elle a suivi la progression du travail. Un merci bien particulier adressé à M. Zakaria BADIH et M. Houcine BLIBIL, chefs atelier CAP à JFC2 pour leur disponibilité, leurs conseils et leur aide précieuse tout au long de la période du stage. Nous tenons à exprimer nos remerciements aux responsables et chefs d’équipe de l’unité PAP de JFC2 pour leur soutien habituel et leur collaboration fructueuse. Très grands sont les sentiments de gratitude et de considération que nous exprimons à l’égard de notre parrain de stage à l’EMI, M. MADA, pour ses conseils, ses recommandations et ses directives judicieuses qui nous ont été d’une grande utilité. Nous tenons à remercier également l’ensemble du corps professoral de l’EMI en général et celui du département Génie des Procédés Industriels en particulier pour tous les efforts fournis tout au long de notre parcours universitaire. Nous tenons à remercier M. Abdellatif TOUZANI d’avoir accepté de présider le jury de la soutenance de notre PFE. Nous exprimons également toute notre gratitude à M. Abderrahim NADIFI pour avoir accepté d’être un examinateur. Enfin que tous ceux qui ont contribué, d’une manière ou d’une autre, à l’aboutissement de ce travail, trouvent, ici, l’expression de nos sincères reconnaissances. Merci. ملخص اتساخ أجهزة التبديل الحراري وتلوث مياه الحوض الساخن كلها ظواهر هامة تؤثر على أداء وحدات التبريد واإلنتاجية الصناعية . ويهدف هذا المشروع إلى السيطرة على هذه الظواهر داخل وحدة تبريد.JFC2 أبحاث أدبية ومتابعات صناعية أجريت من أجل تحديد أسباب وآثار هذه المشاكل .من خالل التحليالت التجريبية في مختبرات ،المياه وجدنا األسباب الجذرية لتلوث مياه الحوض الساخن واتساخ أجهزة التبديل الحراري. وقد تم اقتراح عدة حلول : تصحيحية تتمثل في التنظيف الميكانيكي و الكيميائي ألجهزة التبديل الحراري ، ووقائية تتمثل في كل من تبلور ،الفلوريت تجديد الحوض الساخن عن طريق المياه ،المحالة انحالل الفلوريت. وسوف تؤدي هذه الحلول إلى كفاءات كبيرة لتحسين أداء التبريد للوحدة وبالتالي المردود اإلنتاجي للمصنع . وقد تم انهاء المشروع بدراسة اقتصادية تظهر األرباح المترقبة للحلول المقترحة. الكلمات المفتاحية JFC2 : ، ،اتساخ مبادل ،حراري ،فلوريت برج ،التبريد حوض ،ساخن حوض ،بارد تبادل حراري . RESUME L’encrassement des échangeurs et la pollution de l’eau du bassin chaud constituent des phénomènes importants qui impactent les performances des unités de refroidissement et la productivité de l’industrie. Le présent projet a pour but la maîtrise de ces phénomènes au sein de l’unité de refroidissement de l’entité JFC2. Une recherche bibliographique et des suivis industriels ont été réalisés afin d’identifier les causes et les effets de ces problèmes. Ainsi, à travers des analyses expérimentales effectuées dans les laboratoires des eaux, nous avons trouvé les causes racines de la pollution de l’eau du bassin chaud et de l’encrassement des échangeurs. Plusieurs solutions ont été proposées : correctives par nettoyage mécanique et chimique des échangeurs et préventives par la cristallisation en réacteur à lit fluidisé de la fluorine, la régénération par l’eau dessalée, la dissolution de la fluorine. Ces solutions vont conduire à des rendements appréciables permettant d’améliorer les performances de l’unité de refroidissement et par la suite la productivité de l’usine. Le projet a été complété par une étude économique qui a démontré la rentabilité des actions suggérées. Mots clés : JFC2, encrassement, échangeur, fluorine, tour de refroidissement, bassin chaud, bassin froid, échange thermique. ABSTRACT The fouling of the exchangers and the water pollution in the hot basin are important factors affecting the performance of cooling units and the productivity of the industry. The aim of this project is to control these phenomena within the cooling unit of the JFC2 entity. Bibliographic research and industrial follow-ups were carried out to identify the causes and effects of these problems. Thus, through experimental analyzes carried out in the water laboratories, we have found the root causes of the pollution of the water in the hot basin and the fouling of the exchangers. Several solutions have been proposed: corrective by mechanical and chemical cleaning of the exchangers and preventives by crystallization in a fluidized bed reactor of fluorine, regeneration by desalted water, dissolution of fluorite. These solutions will lead to appreciable yields which will improve the performance of the cooling unit and subsequently the productivity of the plant. The project was complemented by an economic study that demonstrated the cost effectiveness of the suggested actions. Key words : JFC2, fouling, exchanger, fluorite, cooling tower, hot basin, cold basin, heat exchange. TABLES DES MATIERES CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L’ORGANISME D’ACCUEIL ET DESCRIPTION DU PROCEDE DE FABRICATION DE L’ACIDE PHOSPHORIQUE .................................. 3 1.1. Présentation du groupe OCP Jorf Lasfar ......................................................................... 4 1.1.1. Fiche signalétique du groupe OCP............................................................................ 4 1.1.2. Description de l’unité d’accueil JORF FERTILIZER COMPANY 2 (JFC2) .......... 5 1.1.2.1. Présentation des projets JFC .............................................................................. 5 1.1.2.2. Description générale des ateliers constitutifs de JFC2 ....................................... 5 1.1.2.3. Joint-ventures du goupe OCP ............................................................................. 6 1.2. Description du procédé de fabrication de l’acide phosphorique ..................................... 8 1.2.1. Epaississement de la pulpe de phosphate .................................................................. 9 1.2.2. Attaque sulfurique ................................................................................................... 10 1.2.3. Filtration du gypse .................................................................................................. 11 1.2.4. Stockage de l’acide phosphorique 28 % ................................................................. 12 1.2.5. Concentration de l’acide phosphorique 28 % ......................................................... 13 1.2.6. Unité d’épuration des fumées: Le scrubber ............................................................ 14 1.2.7. Unité de refroidissement de l’eau du procédé ......................................................... 15 1.3. Contexte général du projet ............................................................................................. 16 1.4. Conclusion ..................................................................................................................... 16 CHAPITRE 2 : DESCRIPTION DU FONCTIONNEMENT DE L’UNITE DE REFROIDISSEMENT ............................................................................................................. 17 2.1. Fonctionnement de l’unité de refroidissement dans le design ....................................... 18 2.2. Fonctionnement de l’unité de refroidissement dans l’état actuel .................................. 20 2.3. Fonctionnement des échangeurs à plaques .................................................................... 21 2.4. Généralités sur les tours de refroidissement .................................................................. 23 2.4.1. Principe de fonctionnement .................................................................................... 24 2.4.2. Description et illustration des composants ............................................................. 26 2.4.3. Principales caractéristiques ..................................................................................... 29 CHAPITRE 3 : IMPACT DE L’UNITE DE REFROIDISSEMENT SUR LES PERFORMANCES DE LA PAP ............................................................................................. 31 3.1. Introduction ................................................................................................................... 32 3.1.1. Recyclage de l’eau .................................................................................................. 32 3.1.2. Création du vide ...................................................................................................... 33 3.2. Impact de l’unité de refroidissement sur les performances de la PAP .......................... 33 3.3. Evaluation économique des pertes causées par la défaillance dans le système de vide 35 3.3.1. Calcul de la quantité de matières évaporées ........................................................... 36 3.3.2. Evaluation économique des pertes .......................................................................... 37 3.4. Diagnostic du problème ................................................................................................. 37 CHAPITRE 4 : INDICATEURS DE PERFORMANCE DE L’UNITE DE REFROIDISSEMENT ............................................................................................................. 40 4.1. Indicateurs de performance des échangeurs de chaleur ................................................. 41 4.1.1. Calcul du coefficient d’échange .............................................................................. 41 4.1.2. Calcul de l’efficacité et NUT .................................................................................. 47 4.1.3. Récapitulation ......................................................................................................... 50 4.2. Indicateurs de performance de la tour de refroidissement ............................................. 50 4.2.1. Paramètres de fonctionnement du circuit de refroidissement ................................. 50 4.2.2. Evaluation des performances .................................................................................. 52 4.2.2.1. Les conditions pour l’évaluation des performances ......................................... 52 4.2.2.2. Calcul massique et thermique .......................................................................... 53 4.3. Conclusion ..................................................................................................................... 60 CHAPITRE 5 : ENCRASSEMENT DES ECHANGEURS A PLAQUES ET A JOINTS ET ETUDE DE LA SOLUBILISATION DU DEPOT .................................................................. 61 5.1. Généralité sur l’encrassement ........................................................................................ 62 5.1.1. Classification : différents types d’encrassement ..................................................... 62 5.1.2. Apparition et développement de l’encrassement .................................................... 64 5.2. Recherche et détection des causes éventuelles de l’encrassement ................................ 65 5.2.1. Impuretés susceptibles d’encrasser les échangeurs ................................................. 65 5.2.1.1. Impuretés liées à la matière première ............................................................... 66 5.2.1.2. Impuretés liées au procédé de production d’acide phosphorique .................... 67 5.2.2. Identification des impuretés présentes dans l’eau ................................................... 68 5.3. Etude de la nature des dépôts ........................................................................................ 68 5.3.1. Analyse microstructurale des dépôts....................................................................... 69 5.3.1.1. Analyse chimique ............................................................................................. 69 5.3.1.2. Analyse microscopique .................................................................................... 70 5.3.1.3. Analyse cristallographique ............................................................................... 71 5.3.2. Caractérisation de la fluorine .................................................................................. 72 5.4. Mise en évidence des causes racines de formation de la fluorine ................................. 72 5.4.1. Origine du fluor ....................................................................................................... 73 5.4.2. Origine du calcium .................................................................................................. 73 5.5. Essais de solubilisation du dépôt et tests de compatibilité de la solution à base de MSA avec les matériaux des échangeurs à plaques ....................................................................... 75 5.5.1. Essais uploads/Geographie/ epaississeur.pdf