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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Superieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITÉ ECHAHID HAMMA LAKHDAR - EL OUED FACULTÉ DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE Mémoire de fin d’étude MASTER ACADEMIQUE Filière: Génie des procédés Spécialité: Raffinage et pétrochimie Thème Soutenu le : 01 / 06 / 2015 Présenté par: Devant le jury : - Labbi Siham .Président : M. Rouahna Noureddine - Belbey Asma .Examinateur : M. Boukazal Abdeslam .Encadreur : M.Barani Djamel Année universitaire 2014 – 2015 Étude l’extraction d’un mélangé Toluène /n-heptane à la raffinerie N° d’ordre : N° de série : Au terme de ce travail, on exprimer notre gratitude à Allah de nous avoir donné la force et la patience, ces fabuleuses valeurs sans lesquelles on n’aurait pu puiser de nouvelles forces pour mener à bien notre tâche. Ce travail a été réalisé sous l’encadrement de professeur Barani Djamel à l’université ECHAHID HAMMA LAKHDAR EL OUED, a qui Nous voulons exprimer notre gratitude pour leurs disponibilités, leurs aides et leurs conseils pour réaliser ce travail. Nous voulons tiens à remercier toutes les personnes qui pour leurs aides, leurs réflexions ou leurs remarques, ont pu contribuer à la réussite de ce modeste travail. Nous voulons tiens à remercie toutes les amies de la promotion du master en raffinage de l’université ECHAHID HAMMA LAKHDAR EL OUED. Nous voulons remercie vivement le jury qui à accepter de juger ce modeste travail . Dédicaces A ma Mère A mon défunt père Je dédie ce modeste travail à l’être qui m’est le plus cher sur cette terre, celle qui a tant donné pour ses enfants : Ma Mère. A la mémoire de Mon Père. J’espère toutefois qu’il serait fier de mes choix s’il était présent aujourd’hui. A toute ma famille, cet ensemble de personnes qui forment comme une forteresse au fond de nous et où l’on peut se réfugier à tout moment. A tous les amis que j’ai eu la chance d’avoir. A tous ceux que j’aime. Siham Dédicaces A ma Mère. A mon père. Je dédie ce modeste travail à l’être qui m’est le plus cher sur cette terre, celle qui a tant donné pour ses enfants : Ma Mère. Je veux remercier Mon mari abdelwahab , et Mon fils Mohammed Tayseer et toute ma famille, cet ensemble de personnes qui forment comme une forteresse au fond de nous et où l’on peut se réfugier à tout moment. A tous les amis que j’ai eu la chance d’avoir. A tous ceux que j’aime. Assma Sommaire Liste des figures Liste des Tableaux Introduction générale.................................................................................................................... 1 Chapitre I : Historique et présentation du raffinage I. Vue Historique sur l'Organisation de l’Activité Raffinage 2 I.1. Les Refineries Algériennes 2 I.1.1. Raffinerie de Skikda 4 I.1.1.A.Présentation de la Raffinerie de Skikda 4 I.1.1.B.Situation 4 I.1.1.C. Construction 4 I.1.1.D. Structure hiérarchique de la raffinerie 5 I.2. Présentation des différentes unités 6 I.2.1. Département production I 6 I.2.2. Unités annexes et utilités 7 I.2.2.A. Les unités 10-11 de Topping 7 I.2.2.B. Unités 100 et 103 (unité Magnaforming , platforming) 7 I.2.2.C. Unité 200 ( extraction des aromatiques) 7 I.2.2.D. Unité 400 ( séparation du para-xylène) 8 I.2.2.E. Unité 70 ( Production de bitume) 8 I.2.2.F. Les unités 30-31-104 (Séparation et traitement des gaz) 8 I.2.2.G. La centrale thermoélectrique (CTE 1050) 9 I.2.2.H.Unité melex (600) 10 Chapitre II : Extraction des aromatiques II. Généralité 12 II.1. L’extraction des aromatique 12 II.1.1. Structure chimique 12 II.1.2. Propriétés physiques 13 II.1.3. source des aromatiques 14 II.1.4. Utilisation d’Hydrocarbures aromatiques 15 II.1.4. 1. Benzène 15 II.1.4.2.Toluène 15 II.1.4.3. Xylènes et éthylbenzène 15 II.1.4.4. Aromatiques en C9 et plus lourds 15 II.1.5. Différentes Méthodes de séparation des aromatiques 15 II.2. Extraction par solvant II.2.1.Les étapes d’extraction 16 16 II.2.2. La température de dissolution 16 II.2.3. Equilibre isotherme entre phases liquides 17 II.3. Principe de l’extraction par solvant 17 II.4. Facteurs influencent le procède d’extraction 18 II.4.A. Le solvant 19 II.4.B. La température d’extraction 19 II.5. Rappel thermodynamique sur l’équilibre liquide – liquide 19 II.5.1 Conditions d’équilibre liquide - liquide 19 II.5.2 Modèle thermodynamique 20 II.5.2.1 Le modèle NRTL 20 II.5.2.2 Le modèle UNIQUAC 21 II.5.3 Diagramme d’équilibre liquide – liquide de systèmes ternaires 22 II.6. Différentes méthodes d’extraction au solvant 23 II.6.1. Extraction à un étage 23 II.6.2. Extraction à un multi étage 24 II.6.3. Extraction à contre- courant 24 II.7. But des extracteurs liquide-liquide 24 II.8. Description de procédé d’extraction des aromatiques 25 II.8.1. But de l'installation 25 II.8.2. Les Méthodes de séparation 25 II.8.2.1. Extraction liquide - liquide 25 II.8.2.2. Fractionnement 25 II.8.2.3. Les sections de l’unité 25 A. Section d'extraction 25 B. Section de régénération 28 C. Section de traitement à la terre 29 D. Section fractionnement 30 II.8.2.4.Description des différentes colonnes de l'unité 34 A. Colonne d'extraction(RDC1) 34 B .Colonne de lavage du raffinat(RDC2) 34 C. Colonne de stripping de l'extrait (C3) 35 D. Colonne de stripping de l'eau(C4) 35 E. Colonne de récupération des aromatiques(C5) 35 F. Colonne de régénération du solvant(C6) 36 G. Colonne à la terre (V5 A/B) 36 H. Colonne de la section fractionnement 36 CHAPITRE III : Les Solvants III.1. Les Solvants organiques 37 III.1.1. Définition des solvants 37 III.1.2. Propriétés des solvants 37 III.1.2.1. Propriétés physiques 37 III.1.2.2. Capacité et sélectivité des solvants 38 III.2. les liquides ioniques 40 III.2.1.Définition les liquides ioniques 40 III.2.2.Nomenclature des liquides ioniques 40 III.2.3 Structure du liquide ionique 41 III.3 Propriétés physico-chimiques des liquides ioniques 42 III.3.1 Point de fusion III.3.2. Domaine liquide et surfusion 42 43 III.3.3 Densité et Viscosité 43 III.3.4 Stabilité thermique 43 III.4 Les diverses applications des liquides ioniques 43 I.5.Applications dans le domaine des procédés de séparation 44 I.6. Conclusion 44 CHAPITRE IV : Simulation d’unité d’extraction de mélange toluéné et n-heptane IV.1. Introduction 46 IV.2 .Description du procédé d’extraction des hydrocarbures aromatiques par solvant sélectif 46 IV.2.1. Schéma général du procédé d’extraction des aromatiques par solvant 46 IV.2.2 .Critères de choix de solvant 47 a- Efficacité de solvent 47 IV.2.3. Différents types des solvants ordinaires 48 IV.2.3.1. Propriétés physico-chimiques 48 IV.2.3.2. Propriétés environnementales 49 a- Informations toxicologique 49 b- Informations écologiques 49 IV.3. Simulation du procédé d’extraction des aromatique en utilisant des solvants organiques 50 IV.3.1. Méthodologie générale 50 IV.3.1.1. Les étapes de simulation 50 a-Choix du système de séparation 50 b-Choix du modèle thermodynamique 50 c-Conditions opératoires 51 d- Description du procédé d’extraction des aromatiques 51 IV.1. Les solvants 55 a- Taux de régénération 55 b-Comparaison économique entre sulfolane et DMSO 55 Liste des abréviations Liste des abréviations RA1/K Raffinerie de Skikda CTE Centrale thermique électrique HP Vapeur haut pression BP Vapeur basse pression MP Vapeur moyenne pression C Colonne E Echangeur RDC Colonne à disc rotatif (rotatif disc colon) FRC Contrôleur régulateur de débit PRC Contrôleur et régulateur de pression TRC Contrôleur et régulateur de température LIC Contrôleur et régulateur de niveau DLIC Contrôleur et régulateur dE différence niveau MP Motopompe V Ballon (vacuun) Liste des figures Liste des figures Figure.I.1.Position des raffineries en Algérie ...................................................................................3 Figure.I.2.Situation géographique de la RA1/K dans zone industrielle a SKIKDA .......................4 Figure.I.3.organigramme de la raffinerie de SKIKDA ....................................................................6 Figure.I.4.Schéma général de la raffinerie de Skikda ...................................................................10 Figure II.1.Exemples de diagrammes ternaires .............................................................................23 Figure II.3.Schéma simplifié de la section d’extraction ................................................................28 Figure II.4 .Schéma simplifié de la section régénération ..............................................................29 Figure II.5. Schéma simplifié de la section de traitement à la terre .............................................30 Figure II.6.Schéma simplifié de la section fractionnement ...........................................................31 Figure II.7. Schéma simplifié de la colonne de benzéne C-7 ........................................................32 Figure II.8 : Schéma simplifié de la colonne de tolyéne C-8 ........................................................33 Figure III.1. les anions les plus utilisés ..........................................................................................41 Figure III.2. Les cations les plus utilisés ........................................................................................42 Figure III.3. diverses applications des liquides ioniques ...............................................................45 Figure IV.1. Schéma général du procédé d’extraction des aromatiques .......................................47 Figure IV.2 : Structures des solvants ordinaires ............................................................................48 Figure.IV.3.Schéma technologique de procédé d’extraction des aromatiques par les solvants organiques conçue par Aspen Hysys 7.2 .........................................................................................52 Figure.IV.4.Les teneurs d’efficacité des solvants étudiés ...............................................................55 Figure.IV.5.Secteur représentant la somme totale et les pertes économiques de chaque solvant en USD ...................................................................................................................................................56 Liste des Tableaux Liste des Tableaux Tableau . I.1.Capacité de traitement des raffineries algériennes ....................................................3 Tableau .I.2. la capacité de production totale de RA1/K ................................................................11 Tableau .II.1. Les concentrations maximales des substances toxiques dans l’air pour un travail quotidien en huit heures .................................................................................................................13 Tableau.II.2.Les propriétés physiques du Benzène, Toluène et Xylène ........................................13 Tableau .II.3. Poids aromatique ......................................................................................................14 Tableau.III.1 : Propriétés des principaux solvants d’extraction des aromatiques ........................39 Tableau III.2: Conditions d’utilisation des solvants en extraction ................................................40 Tableau IV.1 : Propriétés physico-chimiques des solvants ordinaires ...........................................48 Tableau IV.2 : Informations toxicologiques des solvants ordinaires ............................................49 Tableau IV.3 : Paramètres d’interaction du modèle NRTL pour le système ternaire { toluène + n heptane + solvants classiques} .........................................................................................................50 Tableau IV.4 : Conditions opératoires des procédés d’extraction des aromatiques à l’échelle industrielle .......................................................................................................................................51 Tableau.IV.5 : Données des procédés d’extraction des aromatiques par les solvants organiques 52 Tableau.IV.6. Résultats de simulation de la colonne d’extraction (T-100) pour les différents solvants organiques étudiés..............................................................................................................53 Tableau IV.7. Résultats de calculs de la uploads/Geographie/ m-t-102-01.pdf