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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 MOHAMED KHIDER BISKRA FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE DÉPARTEMENT DE CHIMIE INDUSTRIELLE Mémoire de Fin d'Étude en Vue de l'Obtention du Diplôme de Master en Génie des Procédés Option : Génie chimique THÈME Présenté par: MIMOUNE Anter et SAADA Zakaria Président : Dr.H.BENTEMAM Examinateur:Mr.A.SAKRI Encadreur:Mlle.D.SMAIL Promotion Juin 2012 Amélioration de la qualité du pétrole brut LDHP REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS Nos remerciements s’adressent en premier lieu à notre Dieu pour nous avoir donné l’esprit et les moyens pour arriver à ce stade de connaissance, nous prions pour que nous restions fidèles à lui. Nous exprimons toute notre gratitude à l’encadreur Mlle :.D. Smail pour l’effort fourni, les conseils prodigués, sa patience et sa persévérance dans le suivi. Nous adressons également nos remerciements, à tous nosenseignants du département de chimie industrielle de l’université de Mohamed Kheidar, qui nous ont donné les bases de la science. Nous remercions très sincèrement, les membres de jury d’avoir bien accepter de juger ce travail. Nos remerciements vont enfin à toute personne qui a contribué de près ou de loin àl’élaboration de ce travail DEDICACE DEDICACE DEDICACE DEDICACE Nous dédions ce mémoire à nos chers parents qui nous ‘ont éclairé notre chemin et qui nous ‘ont encouragé et soutenu tout au long de nos études. A tous les membres de nos familles. A tous nos amis, pour leur soutien aux moments difficiles de notre travail. ANTER DEDICACE DEDICACE DEDICACE DEDICACE Nous dédions ce mémoire à nos chers parents qui nous ‘ont éclairé notre chemin et qui nous ‘ont encouragé et soutenu tout au long de nos études. A tous les membres de nos familles. A tous nos amis, pour leur soutien aux moments difficiles de notre travail. ZAKARIA Sommaire Introduction générale Chapitre I : Présentation du service traitement sud 5 I.1 Introduction 5 I.1.1 Historique 5 I.2 Séparation à froid 6 I.2.a Séparation LDHP2 6 I.2.b Séparation LDBP 9 I.2.c Séparation 2ème Etage 9 I.2.d Séparation 3ème Etage 9 I.2.e Séparation 4ème Etage (RD) 10 I.2.f Stockage et Pomperie d’expédition 11 I.2.f.a Stockage Des Produits Finis (SPF 11 I.2.f.b Pomperie 1 12 I.2.f. c Pomperie 2 12 I.3 Séparation par champs hydrostatique (Unité de dessalage) 14 I.4 Séparation à chaud (fractionnement) 17 I.4.a Unité de Stabilisation 17 I.4.b Unité de Topping (RHM1) 19 I.4.c Unité de fractionnement des condensats (UFC) 21 I.4.c.1 Circuit Du Gasoil (Fluide Caloporteur) 22 I.5 Utilité 23 I.5.1 Centrale d’air 23 I.5.2 L’eau de service 24 CHAPITRE II : SEPARATION II.1 Introduction 25 II.2 Séparation 25 II.2.a Objectifs de la séparation 26 II.2.b Principes Physique utilisés dans la Séparation 26 II.2.c Effet de l'inertie 26 II. 3 Constitution générale des Séparateurs 27 II. 3.1 Définition d’un séparateur 27 II.3.1.a Constitution des séparateurs 28 II.3.1.b Section de séparation initiale 28 II.3.1.c Section de séparation secondaire 28 II.3.1.d Section de sédimentation 28 II. 3.1.e Section d'extraction 28 II. 3 .1.f Section de collecte 29 II.4 Les Types de séparateurs 29 II.4.1 Séparateur vertical 29 II.4.1.a Fonctionnement 29 II.4.2 Séparateur horizontal 31 II.4.2. a Fonctionnement 31 II.4.3 Séparateur Sphérique 32 II.4.3.a Fonctionnement 32 II.5 Equipements dans un Séparateur 34 II.5.a Organes de contrôle 34 II.5.b Organes de commande 34 II.5.c Soupapes de sécurité 34 II.5.d Plaque d'éclatement 34 II.5.e Organes d'entretien 34 II.6 Paramètres De Fonctionnement D'un Séparateur 35 II.6.1 Pression de séparation (pression de service) 35 II.6.2 Température de séparation 35 CHAPITRE III : ANALYSES CHIMIQUES III. 1 Introduction 37 III.2. Détermination de l'eau et des sédiments dans les pétroles bruts (BSW) 37 III .2.1 Objet et domaine d'application 37 III.2.2 Principe 37 III. 2. 3 Appareillage 37 III.2.3.1 Centrifugeuse 37 III.2.3.2 Tube de centrifugation 38 III.2.4 Mode opératoire 38 III.3 Salinité Brut 39 III.3.1 Principe 39 III.3.2 Mode opératoire 39 III.4 Tension de vapeur reid (TVR) 40 III.4.1 Objet 40 III.4.2 Définition 40 III.4.3 Principe 40 III.4.3.1 Préparation de l’essai 40 III.4.3 .2 Préparation de la chambre à carburant 40 III.4.3.3 Préparation de la chambre a air réglage à 37.8 41 III.4.3.4 Transvasement de la prise d'essai 41 III.4.3.5 Montagede l'appareil 41 III.4.3.6 Lecture de la pression de la vapeur 41 III.5 Analyses effectuées sur le brut 42 III.5.1 Les courbes de l’analyse 44 CHAPITRE V : Généralité sur logiciel HYSYS VI.1 Introduction 46 VI.2 Simulation des procédés industriels 46 VI.3 Simulations statique et dynamique 47 VI.4 Introduction sur le simulateur de calcul « HYSYS » 47 VI.5 Concepts et Caractéristiques du simulateur HYSYS 48 VI.6 Les modèles thermodynamique de HYSYS 50 VI.6.1 Les équations d`état 50 VI.6.2 Equilibre Liquide-Vapeur 55 VI.7 Choix du modèle thermodynamique 55 VI.8 Les modèles mathématiques de différents appareils 56 VI.8 .1 Le mélangeur 57 VI.8 .2 La vanne de détente 58 VI.8 .3 Le séparateur liquide – vapeur 59 V : Partie calcule simulation V.1 Introduction 61 V.2 Données de base du brut d’alimentation d’unités 61 V.2.1 Composition de la charge 62 V.3.1 Interprétation des résultats 73 Conclusion Générale Liste des figures Figure I.1 : Unité de séparation Figure I.2 : Pomperie d’expédition Figure I.3 :unité de dessalage Figure I.4 : Unité de Stabilisation Figure I.5 : Unité de Topping (RHM1) Figure I.6 : Unité de fractionnement des condensats Figure II.1 :Séparateur Verticale Figure II.2 :Séparateur Horizontale Figure II.3 : Séparateur Sphérique Figure III.1 Variation de densité durant le mois janvier Figure III.2 Variation de salinité durant le mois janvier Figure III.3 Variation de TVR durant le mois janvier Figure IV.1 Exemple de Flowsheet dans HYSYS Figure IV.2 simulation d’unité de traitement Liste des tableaux Tableau I.1 : Capacité de séparation design de l’unité de traitement de brut CIS Tableau I.2 : Caractéristiques des bacs de stockage Tableau II.1 : la réparation des diverses sections sur les divers types de séparation Tableau III.1 : Normes utilisées Tableau III.2:Variation de densité, salinité, BSW et TVR du brut durant le mois de janvier Tableau VI.1 Equations du comportement liquide-vapeur Tableau V.1: Paramètres spécifiques des puits producteurs Tableau V.2 composition de brut LDHP Tableau V.3 Ballon de séparation FA1101 Tableau V.4 Spécifications de l’huile sortie de séparateurFA1101 Tableau V.5 Spécifications du gaz sortie de séparateurFA1101 Tableau V.6 Ballon de séparation FA1102 Tableau V.7 Spécifications de l'huile sortie de séparateurFA1102 Tableau V.8 Spécifications du gaz sortie de séparateurFA1102 Tableau V.9 Ballon de séparation FA1103 Tableau V.10 Spécifications de l’huile produite par l’unité Tableau V.11 Spécifications du gaz sortie de séparateurFA1103 Tableau IV.12 Les vannes de détente NOMENCLATURE LDHP :ligne directe haut pression LDBP : ligne directe base pression API :Americanpetroleuminstituét BP : basse pression CIS :Complexe industriel sud RD :réservoir dégazeur e : Taux de vaporisation molaire CRD : Centre de Recherche et Développement F : alimentation [kmol/s] GPL : Gaz de Pétrole Liquéfié GT-702: une turbine à gaz HP : haute pression HCD : un bourbier H : Enthalpie [kW] HF : Enthalpie d’alimentation [kW] HV : Enthalpie de la phase liquide [kW] HL : Enthalpie de la phase vapeur [kW] L-S : liquide sortant MP : moyenne pression Pr : pression réduire [atm] PFD : Process Flow Diagram PR: Peng-Robinson (modèle thermodynamique) Q : enthalpie transférée [kW] R : constant des gaz parfait [ atm.l/mol.K] RK: Redlich-Kwong (modèlethermodynamique) SRK: Soave-Redlich-Kwong (modèlethermodynamique) Tr : Température réduite [K] Tc : Température critique [K] TVR : La tension de vapeur Reid [g/cm2] FA-(101, 102, 103, …) : ballon de séparation Introduction générale Le pétrole a pris une place considérable dans la civilisation , non seulement parce qu'il est un producteur d'énergie qui avec le gaz naturel fourni les 60 % des besoins énergétiques mondiaux, de plus les hydrocarbures qui le composent permettent en outre la fabrication des produits énergétiques comme les lubrifiants, les bitumes et des produits pétrochimiques à savoir les caoutchoucs synthétiques, matières plastiques, fibres synthétiques, solvants, détergents .. .etc, dont la variété ne cesse d'augmenter [ 1 ]. Jusqu'au 1900, le pétrole n'a servi qu'à l'éclairage villes, mais après le développement du moteur à explosion et du moteur diesel, l'emploi exclusif de celui-ci est imposé d'où le domaine d'utilisation du pétrole brut est devenu extrêmement vaste[ 1 ]. Cette industrie est basée sur des procédés chimiques comme le reformage catalytique, craquage catalytique, isomérisation et sur des procédés physiques de séparation comme l'extraction, la distillation, l'adsorption ...etc [ 1 ]. Les échanges internationaux en matières pétrolières, que ce soit brut ou produit finis, sont régis par des contrats ou des réglementations de vente répandant à des spécifications assurant le transport, l'exploitation et l'utilisation des produits finis. En effet, ces spécifications offrent à l'utilisateur une garantie de qualité [ 1 ]. De ce fait, l'Algérie figure sur l'échelle internationale avec des réserves moyennes en pétrole brut contenu dans une multitude de gisements éparpillés à travers le bassin saharien. Le principal d'entre eux est le gisement de Hassi-Messaoud [ 1 ]. Suite aux développements et aux recherches qui ont été effectuées sur le pétrole, un certain nombre de spécifications ont été fixées par les transporteurs et les raffineurs en vue d'évaluer sa qualité et son mode uploads/Geographie/ memoire-master 1 .pdf