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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 Procèdes Mémoire Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER ACADEMIQUE Domaine : Sciences et technologies. Filière : Industries pétrochimiques. Spécialité : Génie du Raffinage. Présenté par : - DERGHOUM Nabil - ARBAOUI Mohammed Nadir Thème : Soutenu publiquement le : / 06 07/2019 Devant le jury composé de : Mr. BEN CHEIKH Kamel MAA President UKM Ouargla. Mr. ATTIA Abbes MAA Examinateur UKM Ouargla. Mr. HADJ SEYD Abdelkader MCA Rapporteur UKM Ouargla. Année universitaire : 2018/2019 Modélisation par QSPR, des températures d’ébullition et de fusion des hydrocarbures issus du raffinage du pétrole dans les coupes de kérosène Tout d'abord, merci à Dieu qui Grâce à lui, ce travail modeste a été accompli. Cette fin de la présente mémoire d'étude, aujourd'hui ne peut pas être sans La contribution de tant de personnes est ce que je fais aujourd'hui C'est un plaisir et un devoir de les remercier. Cordialement et respectueusement à l’estimé superviseur, Mr : HADJ SEYD Abdelkader, pour son aide et ses conseils précieux. Aussi les membres du jury qui nous ont honorés pour avoir accepté le verdict. Mes sincères remerciements aux professeurs du département de génie des procédés. Nous voudrions remercier M. MERIBAI Djamel et tous les travailleurs De RHMD2 Nous n'oublierions pas M. Alberto qui nous a donné la licence de logiciel AlvaDesc Et toute personne qui a Contribué au développement de ce travail. DEDICACES Je dédie ce fruit de tant d’années d’études : A ceux qui ont Consacré toute leurs vies pour la Réussite de leurs enfants, mes chers parents ma mère et Mon pére A mes chers frères : Omar, Khaled, Hamza, Ismail, Et Abd-Esalem. A mes très chères sœurs : Meriem, Sabah, Wahiba, Zineb, et Nouara. A ma famille : Nom de famille DERGHOUM en générale A tous mes chers amis : Mehdi, Aymen, Reda, Kader, Bachir, Chiheb, Houssem, Djihed, Anis, Salim, et Mourad A mon binôme qui a été très coopératif et compréhensif tout le long de La réalisation de ce travail : Mohammed Nadir Et A tous ceux qui m’ont aidé de près ou de loin. DERGHOUM Nabil DEDICACES Je dédie ce fruit de tant d’années d’études : A ceux qui ont Consacré toute leurs vies pour la Réussite de leurs enfants, mes chers parents. A mes chers frères : Aymen, Khaled, A ma famille : Nom de famille ARBAOUI en générale A tous mes chers amis A mon binôme qui a été très coopératif et compréhensif tout le long de la réalisation de ce travail : Nabil. Et A tous ceux qui m’ont aidé de près ou de loin. ARBAOUI Med-Nadir Sommaire Sommaire I Remercîment Dedicace Sommaire I Liste des tableaux IV Liste des figures V Abréviations VIII Introduction générale 1 Chapitre I : Recherche Bibliographique I.1. Pétrole brut ________________________________________________ 2 I.1.1 Définition _______________________________________________ 2 I.1.2. Origine et formation du pétrole brut __________________________ 2 I.1.3. Classification des pétroles bruts _____________________________ 2 I.1.3.1. Classification industrielle _______________________________ 2 I.1.3.2. Classification chimique ________________________________ 3 I.1.3.3. Classification économique (technologique) _________________ 3 I.1.4. Composition ____________________________________________ 3 I.2. Le raffinage du pétrole brut ___________________________________ 4 I.2.1. Définition ______________________________________________ 4 I.2.2. Les différentes opérations de raffinage du pétrole brut ___________ 4 I.2.2.1. Le dessalage du pétrole brut ____________________________ 4 I.2.2.2. La distillation atmosphérique ____________________________ 5 I.2.2.3. La distillation sous vide _______________________________ 5 I.2.2.4. Amélioration de la qualité des coupes fabrication des bases ___ 5 I.2.2.4.1. Obtention d’essences à haut indice d’octane ______________ 5 I.2.2.4.2. Conversion des coupes lourdes en coupes plus légères ______ 6 I.2.2.4.3. Elimination du soufre ________________________________ 6 I.3. Les principales fractions pétrolières 6 I.3.1 Les gaz de pétrole liquéfiés (GPL) ___________________________ 6 I.3.2. Le propane _____________________________________________ 6 I.3.3. Le butane ______________________________________________ 7 I.3.4. Les essences ____________________________________________ 7 I.3.5. Le carburéacteur (kérosène) ________________________________ 7 I.3.6. Le gazole _______________________________________________ 7 I.4. Principales propriétés des pétroles et des fractions pétrolières ________ 8 I.4.1. Masse moléculaire _______________________________________ 8 I.4.2. Densité ________________________________________________ 8 I.4.3. Viscosité ______________________________________________ 9 I.4.3.1. Viscosité dynamique 9 I.4.3.2. Viscosité cinématique _________________________________ 9 I.4.4. Le facteur de caractérisation ( )______________________ 10 I.4.5. La tension de vapeur Reid (T.V.R)__________________________ 10 I.4.6. La distillation (T.B.P) ___________________________________ 11 Sommaire II I.4.7. La distillation (A.S.T.M) _________________________________ 12 I.5. Corrélations et prédiction des propriétés physicochimiques du pétrole _ 14 I.5.1. Définition _____________________________________________ 14 I.5.2. Importance de corrélation _________________________________ 14 I.5.3. Type de corrélation ______________________________________ 15 I.5.3.1. Type I ____________________________________________ 15 I.5.3.2. Type II ____________________________________________ 15 I.5.3.3. Type III ___________________________________________ 15 I.5.4. Facteur de corrélation ( ) _______________________________ 16 I.5.5. Exemples de quelques corrélations__________________________ 16 Chapitre II : Matériels et méthodes II.1 Présentation de la raffinerie de Hassi Messaoud (RHM2) 17 II.1.1. Historique sur la raffinerie RHM2 _________________________ 17 II.1.2. Principales installations de RHM2 _________________________ 17 II.1.2.1. Section de distillation atmosphérique "Topping" U200 ______ 17 II.1.2.2. Section prétraitement du Naphta U300 ___________________ 18 II.1.2.3. Section Reforming catalytique U800 ____________________ 18 II.1.2.4. Section de stockage U900 _____________________________ 18 II.1.3. Service contrôle ________________________________________ 19 II.1.3.1. Le rôle de ce service ________________________________ 19 II.1.3.2. Laboratoire ________________________________________ 20 II.1.3.3. Techniques d’analyses _______________________________ 20 II.1.3.3.1. Mesure de la densité _______________________________ 20 II.1.3.3.2. Tension de vapeur _________________________________ 21 II.1.3.3.3. Point éclaire –Luchaire _____________________________ 21 II.1.3.3.4. Distillation ASTM ________________________________ 21 II.1.3.3.5. Salinité _________________________________________ 23 II.1.3.3.6. Mesure de Chlore _________________________________ 23 II.1.3.3.7. Mesure de ph _____________________________________ 23 II.1.3.3.8 Couleur __________________________________________ 23 II.1.3.3.9. L’indice d’octane _________________________________ 23 II.1.4. Les familles d'Hydrocarbures qui existent dans les coupes étudiées 24 II.1.4.1. Fraction kérosène ______________________________________ 24 II.2. Les relations structure-propriétés quantitatives "QSPR"____________ 25 II.2.1. -Définition de QSPR ____________________________________ 25 II.2.2. Principe de la QSPR ____________________________________ 25 II.2.3. - Les méthodes mathématiques utilisés par le model QSPR ______ 25 II.3. Descripteurs moléculaires ___________________________________ 26 II.3.1. Définition d’un descripteur _______________________________ 26 II.3.2. Importance des descripteurs _____________________________ 26 II.3.3. Différents types des descripteurs moléculaires _______________ 26 II.3.4. - Les descripteurs utilisés _______________________________ 27 II.4. Les prédictions ___________________________________________ 28 Sommaire III II.4.1. Etapes d’élaboration des prédictions _______________________ 28 II.4.2. L'objectif de la prédiction ________________________________ 29 II.5. Les étapes de travail _______________________________________ 29 II.6. Base des données _________________________________________ 30 II.7. Logiciels utilisés __________________________________________ 31 II.7.1. Chem office 2OO8 _____________________________________ 31 II.7.2. HyperChem 7.5 _______________________________________ 32 II.7.3. AlvaDesc v.1.0.8 ______________________________________ 33 II.7.4. Logiciel Minitab _______________________________________ 34 Chapitre III : Résultats et discussion III.1. Introduction _____________________________________________ 36 III.2. Elaboration de la base de données ____________________________ 36 III.3. Résultats de régression ____________________________________ 37 III.3.1. Pour la température d’ébullition __________________________ 37 A- Pour tous les composés (1197 composés) ______________________ 37 B- Pour les composés Aliphatiques (720 composés) ________________ 39 C- Pour les composés Cycliques (477 composés) __________________ 42 III.3.2. Pour la température de Fusion (T.Fusion) ___________________ 44 A- Pour tous les composés (696 composés) _______________________ 44 B- Pour les composés Aliphatiques (430 composés) ________________ 47 C- Pour les composés Cycliques (266 composés) __________________ 50 III.4. Conclusion ______________________________________________ 53 Conclusion générale 54 Références Bibliographiques 56 Annexe 58 Résumé Liste des tableaux IV Liste des tableaux Tableau Page I-1 Quelques exemples de corrélations. 16 II-1 Rendement annuel de l’unité de distillation atmosphérique U200. 18 II-2 Données de la distillation ASTM D86 des fractions pétrolières de RHM2. 23 II-3 Coupes d’hydrocarbures existent dans les fractions pétrolières. 24 II-4 Présentation de composé de différentes dimensions. 27 III-1 Résultats de régression de Téb pour les 1197 composés. 37 III-2 Résultats d’Analyse de variance de Téb pour les 1197 composés. 37 III-3 Résultats de régression de Téb pour les 720 composés. 39 III-4 Résultats d’Analyse de variance de Téb pour les 720 composés. 39 III-5 Résultats de régression de Téb pour les 477 composés Cycliques. 42 III-6 Résultats d’Analyse de variance de Téb pour les 477 composés Cycliques. 42 III-7 Résultats de régression de Tf pour les 696 composés. 44 III-8 Résultats d’Analyse de variance de Tf pour les 696 composés. 45 III-9 Résultats de régression de Tf pour les 430 composés. 47 III-10 Résultats d’Analyse de variance de Tf pour les 430 composés. 47 III-11 Résultats de régression de Tf pour les 266 composés Cycliques. 50 III-12 Résultats d’Analyse de variance de Tf pour les 266 composés Cycliques. 50 Liste des tableaux V Liste des Figures V Liste des figures Figure Page I-1 Processus de raffinage du pétrole brut. 04 I-2 Principaux produits pétroliers, intervalles de température d'ébullition et de nombre d'atomes de carbone. 08 I-3 Bombe de Reid pour la mesure de la (T.V.R) des essences. 11 I-4 Appareil de distillation (T.B.P). 12 I-5 Appareillage de distillation (A.S.T.M). 13 I-6 Courbe de distillation (A.S.T.M). 14 I-7 Diagramme des Différents types de corrélations. 15 II-1 Laboratoire central de RHM2. 19 II-2 Paillasse de laboratoire. 20 II-3 Appareil de mesure de la TVR. 21 II-4 Dispositif de mesure du point éclair. 22 II-5 Diagramme des descripteurs utilisés. 27 II-6 Diagramme de prédiction par QSPR. 28 II-7 Cycle d'optimisation du modèle. 29 II-8 Diagramme des étapes de travail. 30 II-9 Exemple réalisation de la structure de la molécule ((1E) -1-Methylcyclodecene). 31 II-10 Exemple d’un composé ((1E) -1-Butylidene-2-methylcyclohexane) après sa modélisation par l’HyperChem. 32 II-11 Interface du logiciel AlvaDesc. 33 II-12 Liste des descripteurs du composé ((1E) -1-Butylidene-2- methylcyclohexane) calculé par AlvaDesc. uploads/Geographie/ modelisation-par-qspr-des-temperatures-d-x27-ebullition-et-de-fusion-de-kerosene.pdf