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Université KASDI-MERBAH Ouargla Faculté des sciences appliquées Département de

Université KASDI-MERBAH Ouargla Faculté des sciences appliquées Département de Génie des Procédés Mémoire Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER ACADIMIQUE Domaine : Sciences et Technologies Filière : Génie des Procédés Spécialité : Génie Chimique Présenté par : HATHAT Azzeddine TLIBA Houcem Thème Soutenu publiquement le : 26 Juin 2018 Devant le jury composé de : Mr. D. ZERROUKI MAA Président UKM Ouargla Mr. O. BACHA MCA Examinateur UKM Ouargla Mr. N. CHENNOUF MCA Rapporteur UKM Ouargla ANNEE UNIVERSITAIRE 2017/2018 Contribution à l'augmentation de la protection des fours H850 & H401 à l'unité de traitement de gaz, Guellala, Haoud Berkaoui. Dédicaces Je dédie ce modeste travail À : Mes chers parents que dieu les garde. Ma femme pour sa patience et son encouragement. Mes chers frères, sœurs et adorables enfants. À tous ceux qui sèment le bonheur sur mon chemin. Azzeddine. Je dédie ce travail de fin d’études A : Mes chers parents pour leur soutien et leur prière tous au long de mes études. Ma femme pour son encouragement et sacrifices. Mes chers frères et mes adorables enfants. Tous ceux qui me sont chers et proches. Houcem Remerciements En premier lieu, nous tenons à remercier notre Dieu, notre créateur, pour le courage et la patience qu’il nous donné pour accomplir ce travail. Nous tenons à exprimer ensuite :  La profonde gratitude et reconnaissance à notre encadreur Dr. Chennouf Nasreddine pour leurs efforts, leurs conseils, avertis et leur disponibilité.  Les vifs remerciements à monsieur le président de jury et messieurs les membres du jury qui ont accepté de juger ce modeste travail.  Les meilleures remerciements au chef de département génie des procèdes et tous le staff administratif.  À tous les enseignants du cursus universitaire master génie chimique.  À Monsieur : Djebbar Abdelkrim : Chef de Division HSE/HBK.  À Monsieur : Aichouch Redha : Ingénieur exploitation à Guellala.  À Monsieur : Touati Lassaad : Ingénieur Instrumentation à Guellala.  Sans oublier tous ceux qui ont contribués de près ou de loin à l’aboutissement de ce travail. Table de Matières Liste des abréviations ....................................................................................................................... I Liste des tableaux ............................................................................................................................ II Liste des figures .............................................................................................................................. II Introduction générale ................................................................................................................... 01 Chapitre 1 : Description de l’unité de traitement de gaz à Guelala, Haoud Berkaoui. 1.1 Introduction ........................................................................................................................ 02 1.2 Situation géorgraphique .................................................................................................... 02 1.3 Historique de production ................................................................................................... 03 1.4 Organisation de la région .................................................................................................. 04 1.5 Production de la région ...................................................................................................... 05 1.6 Les principaux champs et centres de production …………. ............................................. 07 1.7 Déscription de l’Unité de traitement de gaz/Guellala Centre ........................................... 09 1.7.1 Unité de traitement d’Huile ..................................................................................... 10 1.7.2 Section Boosting ...................................................................................................... 10 1.7.3 Section déshydratation/stabilisation ........................................................................ 12 1.7.4 Section fractionnement ............................................................................................. 12 1.7.5 Section réfrigération ................................................................................................. 12 1.7.6 Section compression ................................................................................................. 13 1.7.7 Utilités ...................................................................................................................... 13 1.8 Conclusion .......................................................................................................................... 14 Chapitre 2 : Les fours tubulaires : théorie et problématique ................................................ 15 2.1 Théorie des fours tubulaires .............................................................................................. 15 2.1.1 Généralités ................................................................................................................ 15 2.1.2 Les usages de fours tubulaires .................................................................................. 15 2.1.3 Constitution des fours tubulaires .............................................................................. 16 2.1.4 Rendement du four ................................................................................................... 17 2.1.5 Conditions nécessaires à la combustion ................................................................... 17 2.1.6 Chaleur de la reaction de combustion ...................................................................... 18 2.1.7 Types des combustibles ............................................................................................ 18 2.1.8 Instruments de controle ............................................................................................ 19 2.1.9 Décokages des tubes du four .................................................................................... 20 2.1.10 Tirage ...................................................................................................................... 20 2.1.11 Précautions concernant la sécuritédu personnel ..................................................... 20 2.1.12 Les fours et l’environement .................................................................................... 21 2.2. Problématique : la protection des fours H850 & H401 en question .................................. 22 2.2.1 Déscription des fours H850 & H401 ........................................................................ 22 2.2.2 Problématique ........................................................................................................... 27 Chapitre 3 : Philosophie de sécurité ........................................................................................ 30 3.1 Introduction ....................................................................................................................... 30 3.2 Critères de conception de sécurité ..................................................................................... 30 3.3 Codes – Normes - Standards .............................................................................................. 31 3.4 Philosophie pour l’implantation ........................................................................................ 31 3.5 Les systèmes électriques .................................................................................................... 32 3.6 Les systèmes d’arrêt d’urgence .......................................................................................... 32 3.6.1 Objectifs du système d’arrêt d’urgence .................................................................... 32 3.6.2 Architecture de l’arrêt d’urgence.............................................................................. 33 3.7 Système de détection d’incendie et de gaz ......................................................................... 33 3.7.1 Détection d’incendie ................................................................................................ 33 3.7.2 Détection de gaz inflammable ................................................................................. 34 3.7.3 Boutons poussoirs ..................................................................................................... 34 3.7.4 Système d’alarme ..................................................................................................... 35 3.8 Système de protection d’incendie ....................................................................................... 35 3.8.1 Protection d’incendie active ..................................................................................... 35 3.8.2 Protection d’incendie passive ................................................................................... 36 3.9 Matériels de sécurité ........................................................................................................... 36 3.10 Protection de l’environnement ......................................................................................... 37 Chapitre 4 : Contribution à l'augmentation de la protection des fours H850 & H401 ....... 38 4.1 Introduction ....................................................................................................................... 38 4.2 Dimentionnement d’un système d’étouffement à l’azote .................................................. 38 4.2.1 Calcul des volumes des fours H850 & H401 ........................................................... 38 4.2.2 Exigences de la règle APSAD /R13 pour l’utilisation de l’agent extincteur ........... 40 4.2.3 Calcul des débits massiques de l’agent extincteur (l’azote) ..................................... 40 4.2.4 Calcul des volumes des capacités d’étouffement ..................................................... 44 4.2.5 Calcul des épésseurs des ballons d’étouffement ...................................................... 46 4.2.6 Calcul le nombre des bouteilles d’azote ................................................................... 50 4.3 Proposition d’un système d’isolement des foursH850 & H401 ......................................... 51 4.3.1 Les améliorations préconisées pour améliorer la régulation des fours .................... 51 4.3.2 Logigrammes du système fire and gas pour H850 ................................................... 53 4.3.3 Logigrammes du système fire and gas pour H401 ................................................... 55 4.4 Evaluation éconimique ....................................................................................................... 57 4.5 Résultats et discusions ........................................................................................................ 58 Conclusion générale.4 .................................................................................................................. 61 Références bibliographiques4.4 ................................................................................................... 62 Annexes ………………………… ............................................................................................... 63 I Liste des abréviations ALARP: As low as reasonably practicable (risque tolérable) ALF : Alarme Acoustique et Visuelle par Feu ALG : Alarme Acoustique et Visuelle par Gaz de méthane APSAD: Assemblée Plénière des Sociétés d’Assurance Dommages BKH :Benkahla BP : Basse Pression CFPA : Companie Franpçaise de Pétrole Algérien DCS : Système de contrôle distribué DNV : Det Norske Veritas (La Fondation indépendante norvégienne) DRT:Draa tamera ESD: Emergency shut down (arrêt d’urgence) GLA: Guellala GLA-NE : Guellala Nord Est. GID : Indicateur Détecteur de Gaz HAZID : HAZard IDentification (Identification des dangers). HAZOP : HAZard and OPerability (Étude des dangers et de l’opérabilité). HBK : Haoud Berkaoui HP : Haute Pression HSE : Health Safety & Environment (Santé, Sécurité et Environnement) MP : Moyenne Pression PSD : Arrêt du procédé RGA : Récupération du gaz associés RIA : Robinet incendie armé SDH850 : Snuffing drum (ballon d’étouffement) pour le four H850 SDH401 : Snuffing drum (ballon d’étouffement) pour le four H401 SDV : Shut down valve SI : Série inferieure UID : Détecteur Ultraviolet- Infrarouge USD : Arrêt d’unité ou d’équipement isolé UTG : Unité de traitement de gaz UTH : Unité de traitement d’huile TAG : Trias argileux gréseux II Liste des tableaux Tableau 2.1 Spécifications du four H850 ................................................................................ 23 Tableau 2.2 Les facteurs de déclanchmentdu H850 ................................................................. 23 Tableau 2.3 Spécifications du four H401 ................................................................................. 25 Tableau 2.4 Les facteurs de déclanchmentdu H401 ................................................................. 25 Tableau 2.5 Les résultats de l’étude des dangers du bureau DNV .......................................... 28 Tableau 4.1 Les données de départ des fours H850&H401 ..................................................... 37 Tableau 4.2 Les Agents extincteurs retenus par la règle APSAD/R13 .................................... 39 Tableau 4.3 Les caractéristiques de l’Azote............................................................................. 40 Tableau 4.4 La concentration nominale d’extinction pour l’agent extincteur IG100 .............. 41 Tableau 4.5 Le Ratio H/D des ballons sans éléments interne, alimentant le four .................... 43 Tableau 4.6 Les résultats de dimentionnementdes deux ballons d’étouffement ...................... 47 Tableau 4.7 Les résultats de dimentionnement d’un ballon pour les deux fours ................... 47 Tableau 4.8 Les spécification d’une bouteilles d’Azote ......................................................... 49 Tableau 4.9 Les résultats de calcul de nombre des bouteilles d’Azote .................................... 49 Liste des figures Figure1.1 Situation géographique de la région de Haoud Berkaoui ....................................... 02 Figure1.2 Organigramme de la direction régionale Haoud Berkaoui ..................................... 04 Figure 1.3 Schéma synoptique du Système Maintien de Pression ........................................... 05 Figure1.4 Schéma synoptique du Réseau Huile ..................................................................... 06 Figure1.5 Schéma synoptique d’un centre de production ....................................................... 06 Figure1.6 Schéma de traitement de pétrole brut de la région HBK ........................................ 07 Figure1.7 Schéma de Process général de Guellala Centre ...................................................... 08 Figure1.8 Schéma synoptique de l’unité de traitement de gaz à guellala ............................... 09 Figure1.9 Schéma s synoptique de l’ Unité de Boosting à Guellala ........................................ 10 Figure 2.1 Schéma d’un four Tubulaire classique.................................................................... 16 Figure 2.2 Schéma de régulation d’un four .............................................................................. 19 Figure 2.3 Photo réel des deux fours H850 & H401 ................................................................ 22 Figure 2.4 ESD du four H850 .................................................................................................. 24 Figure 2.5 La régulation du four H850 .................................................................................... 24 Figure 2.6 ESD du four H401 .................................................................................................. 26 Figure 2.7 La régulation du four H401 .................................................................................... 26 Figure 4.1 Les dimentions du four tubulaire ............................................................................ 39 Figure 4.2 La proposition d’un ballon d’étouffement pour chaque Four à 18 bars ................. 49 Figure 4.3 La proposition d’un seul ballon d’étouffement pour les deux Fours à 18 bars ...... 49 Figure 4.4 Améliorations proposées sur la protection des fours H850 et H401 ...................... 60 Introduction générale Introduction générale En Algérie le secteur industriel du pétrole occupe une place prédominante dans l'économie et de développement du pays, grâce aux importantes réserves en pétrole et en gaz naturel existantes, les hydrocarbures représentent 98 % des recettes d'exportation. La valorisation et la uploads/Geographie/ memoire-tliba-amp-hathat.pdf