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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE KASDI MARBAH OUARGLA Faculté des Sciences Appliquées Département de Génie des Procédés Mémoire fin d'études MASTER ACADEMIQUE Domaine : Sciences et Techniques Filière : Génie des Procédés Spécialité : Raffinage et technologie des hydrocarbures Thème Présenté Par : KECHIDA Bilal BEN KHELIFA Abdelbasset Soutenu publiquement Le : 01/06/2015 Devant le jury : M. SELLAMI Med Hassen M.C.B Président UKM Ouargla M. AKCHICHE Zineb M.A.A Examinatrice UKM Ouargla M. LATI Moukhtar M.A.A Prometteur UKM Ouargla Année Universitaire : 2014 /2015 Étude d'extraction des hydrocarbures aromatiques et comparaison entre deux solvants utilisés Remerciements Nous remercions tout d'abord notre Dieu Qui nous a donné la force et la puissance pour terminer ce modeste travail. Tous nos remerciements à notre Encadreur Mr. LATI Moukhtar Pour son grand soutien et ses conseils considérables. Nous remercions très sincèrement, les membres de jury d’avoir bien accepter de juger ce travail. Nous n’oublierons pas de remercier nos enseignants du département Génie de procède IZZA hidaya, SELLAMI Med Hassen ,,,, pour les efforts qu’ils sont fournis Durant Notre cursus afin De nous amener jusqu’au bout de la formation. Nous tenons à remercier Mr. Mourad KORICHI, Mr. LANEZ Hafnaoui et Mr. ZAIZ Toufik Pour ses encouragements. Aide et ses conseils. Nous profitant de l’occasion pour remercier tous ceux qui ont collaboré de près ou de loin À la réalisation de ce mémoire. KECHIDA Bilal & BEN KHELIFA Abdelbasset Dédicaces En premier lieu, au Dieu tout puissant de m'avoir accordé La puissance et la volonté pour terminer ce travail. A mes parents les plus chers que ma vie, qui ont su m’apporter amour Et sentiment tendre et qui ont fait de moi ce que je suis aujourd’hui Et je leur serai toujours redevable. A mes frères, Zakaria, Massoud, sadek, Soufian, Mouhamad seghir. A mes soeurs, Asma, Ikram. A mes amis Amal, Hafnaoui, Moumen, seif, Hicham2, Ala, Abdelali, Abd Rahman islam, Djassem, , Tamime, Mouhamad, Fares ...... A tous ce qui me sont chers. Bilal. Dédicaces En premier lieu, au Allah tout puissant de m'avoir accordé La puissance et la volonté pour terminer ce travail. A mes parents les plus chers que ma vie, qui ont su m’apporter amour Et sentiment tendre et qui ont fait de moi ce que je suis aujourd’hui Et je leur serai toujours redevable. A mes frères : Yacine ; Rachid. A mes sœurs : Ouaffa ; Assila ; Khadidja. A mes amis : Mohammad ; Omar ; Salim ; Tarek ; Tahar ; Abdessamad … A tous ce qui me sont chers. Abdelbasset Abstract I Résumé : Grâce à la forte augmentation de la production d'hydrocarbures aromatiques: le benzène, le toluène et xylènes BTX à partir de pétrole en raison de la grande activité de leurs marchés surtout avec la disponibilité de grandes quantités de ces fractions aromatiques dans l'pétrole Cette étude comporte deux parties principales la première présente une vision générale des hydrocarbures aromatiques, la seconde se concentrera sur l'extraction liquide-liquide avec solvants choisis comme méthode de séparation. Le choix du solvant dépend de nombreuses propriétés. Dans cette seconde partie, il y aura une simulation (conception et exécution) de l'extraction liquide-liquide des composés aromatiques par deux solvants organiques différents le Sulfolane et du DMSO suivi par une comparaison entre les résultats obtenus par simulation. Le programme de simulation sera ASPEN HYSYS Version 8. Les résultats de simulation ont montré que l'utilisation de DMSO est meilleure que Sulfolane en raison de l'efficacité de séparation de la valeur économique et le taux de régénération même si son utilisation est plus dangereux (toxique plus) que Sulfolane. Les mots clé : hydrocarbures aromatiques, extraction liquide-liquide, solvant, simulation. Abstract : Due to the high increase of the production of aromatic hydrocarbons: benzene, toluene and xylenes BTX from oil because of the large activity of their big markets especially with the availability of great quantities of these aromatic fractions in the oil. This study has two main parts the first presents a general vision of the aromatic hydrocarbons, the second is going to focus on the liquid-liquid extraction with the selected solvents as a separation method. The solvent sélection depends on many properties. In this second part there will be a simulation (conception and execution) of the liquid-liquid extraction of aromatics by two different solvents Sulfolane and DMSO followed by a comparison between the results obtained by the simulation. The simulator used will be ASPEN HYSYS Version 8. The results of the simulation showed that the use DMSO is better than Sulfolane because of the separation efficiency the economic value and the regeneration rate although its use is more dangerous (more toxic) than the Sulfolane. Key words:, aromatic hydrocarbons, liquid-liquid extraction, solvent, simulation. ملـخـص : ٙ ّظزا ىالرتفاع اىعاىٜ الستٖالك اىَزمباث اىعطزٝت ٗارتفاع ّشاطٖا فٜ األس٘اق اىنبز( ُبْزا , ُت٘ىٞا , ُاٝنسٞال) اىَستخزخت ٍِ اىبتزٗه اىَستخزخت ٍِ اىبتزٗه . فإّْا سْتطزق َِٞ فٜ ٕذٓ اىذراست إىٚ قسِٞٞأساس, األٗه ّظزة عاٍت ح٘ه اىَزمباث اىعطزٝت ٗ اىثاّٜ ح٘ه عَيٞت االستخزاج باستعَاه ٍذٝب ٍختار. اختٞار اىَذٝب ٝعتَذ عيٚ اىعذٝذ ٍِ اىخصائص . ًمَا سٞنُ٘ مذىل ٍحاماة ىعَيٞت االستخزاج باستخذا ٍِٞذٝب Sulfolane ٗ DMSO ٍِ ٍتب٘عت بَقارّت اىْتائح اىَتحصو عيٖٞا مو طزٝقت, ًسْستخذ ٜ ف ٕذ ٓ اىذراست بزّاٍحASPEN HYSYS مبزّاٍح ىيَحاماة . ّتائح اىَحاماة أظٖزثُأ استعَاهDMSO أفضو ٍِ استعَاهSulfolane ٗ ٍِ ّاحٞت مفاءة اىفصو ٗاىقَٞت االقتصادٝت ٍِ ٌّسبت استزخاع اىَذٝب عيٚ اىزغُأ ٔ استعَاى أمثز ٍِ خط٘رةSulfolane . الكلمات المفتاحية: ٛ اىبتزٗه اىعطز ,االستخزاج سائو- سائو , ٍذٝب , ٍحاماة. Liste des Tableaux II Tableau I.1 : Capacité de traitement des raffineries algériennes 8 Tableau II.1 : Composition massique des hydrocarbures aromatiques 13 Tableau II.2 : Les concentrations maximales des substances toxiques dans l’air pour un travail quotidien en huit heures 15 Tableau II.3 : Propriétés physiques du Benzène, Toluène et Xylène 16 Tableau III.2 : Conditions d’utilisation des solvants en extraction 35 Tableau III.1 : Propriétés des principaux solvants d’extraction des aromatiques 36 Tableau IV.1 : Propriétés physico-chimiques des solvants ordinaires 38 Tableau IV.2 : Informations toxicologiques des solvants ordinaires 38 Tableau IV.3 : Conditions opératoires des procédés d’extraction des aromatiques à l’échelle industrielle 39 Tableau IV.4 : Conditions d’utilisation des solvants en extraction 40 Tableau IV.5 : Données des procédés d’extraction des aromatiques par les solvants DMSO et sulfolane 42 Tableau IV.6 : Résultats de simulation de la colonne d’extraction (T-100) pour les différents procédés étudiés 43 Tableau IV.7 : Résultats de la simulation de la deuxième colonne de distillation (T- 102) pour les procédés avec des solvants. 44 Tableau IV.8 : Résultats de simulation de la première colonne de distillation (T- 101) pour les procédés avec des solvants. 44 Tableau IV.9 : Quantité de benzène et heptane pur récupérer à la fin d’extrait de procédé de sulfolane 45 Tableau IV.10 : Quantité de benzène et heptane pur récupérer à la fin d’extrait de procédé de DMSO 45 Tableau IV.11:Quantité total de Benzène et Heptane pur récupérer à la fin de procédé de sulfolane 46 Tableau IV.12 : Quantité totale de Benzène et Heptane pur récupérer à la fin de procédé de DMSO. 46 Tableau IV.13 : Résultats de calculs de la sélectivité (SBenzène/Heptane) et du coefficient de distribution (DBenzène) pour les deux solvants étudiés. Tableau IV.14 : Régénération de solvant dans deux procédés sulfolane et DMSO. 47 48 Tableau IV.15 : Critères technico-économique des procédés étudiés 49 Tableau IV.16: Comparaison entre les différentes propriétés physico- chimiques de deux solvants étudiés 50 Liste des figures III Figure I.1: Schéma général de la raffinerie d’Alger 9 Figure I.2 : Schéma général de la raffinerie d ’Arzew 10 Figure I.3 : Schéma général de Raffinerie de Hassi-Messaoud (RHM2) 11 Figure I.4 : Schéma général de la raffinerie de Skikda 12 Figure II.1 : formule de benzène 14 Figure II.2 : formule de toluène 14 Figure II.3 : formule d’ Xylène 15 Figure II.4 : formule de sulfolane 23 Figure II.5 : Schéma simplifié de la section d’extraction 27 Figure II.6 : Schéma simplifié de la section régénération 29 Figure II.7 : Schéma simplifié de la section de traitement à la terre 30 Figure II.8 : schéma simplifié de la colonne de benzène C-7 32 Figure II.9 : schéma simplifié de la colonne de toluène C-8. 33 Figure IV.1 : Schéma du procédé d’extraction des aromatique par solvant conçu par le simulateur Aspen HYSYS V8. 41 Figure IV.2 : Rendement de benzène à la fin de deux procédés. 45 Figure IV.3 : Sélectivités S Benzène/Heptane en fonction de coefficient de distribution DBenzène. Figure IV.3 : Taux de régénération à la fin de deux procédés. 47 Liste des abréviations IV API : American Petroleum Institute. RA/G : Raffinerie d’Alger. RA/HS : Nouvelle raffinerie de HASSI Messaoud 2. RA/Z : Raffinerie d’Arzew. RA/K : Raffinerie Skikda. BHM : Brut HASSI Messaoud. UTBS : Unité de Traitement Brut Sud. CIS : Centre Industriel Sud. GPL : Gaz de pétrole liquéfié. BTX : Benzène, Toluène, Xylène. HA : hydrocarbure aromatique. OX : Ortho Xylène. PX : Para Xylène. MX : Méta Xylène. EB : uploads/Geographie/ extraction-des-aromatique 1 .pdf