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ELBAKKALI WADIE 1 Licence Sciences et Techniques (LST) PROJET DE FIN D’ETUDES A

ELBAKKALI WADIE 1 Licence Sciences et Techniques (LST) PROJET DE FIN D’ETUDES A An na al ly ys se e d de es s c ca au us se es s d de e d dé ég gr ra ad da at ti io on n d de es s r re ef fr ro oi id di is ss se eu ur rs s t tu ub bu ul la ai ir re es s d d’ ’u un ne e l li ig gn ne e s su ul lf fu ur ri iq qu ue e à à l l’ ’O OC CP P Présenté par : ♦ ♦ E EL L B BA AK KK KA AL LI I W WA AD DI IE E Encadré par : ♦ M Mr r E ED D- -D DE ER RF FO OU UL LI I ( (O OC CP P) ) ♦ Pr BOUAYAD ABDESSALAM (FST) Soutenu Le 13 Juin 2012 devant le jury composé de: - Pr BOUAYAD ABDESSALAM - - P Pr r S SQ QA AL LL LI I O OU UA AF FA AE E - P Pr r B BO OU UA AY YA AD D A AB BD DE EL LO OU UA AH HE ED D Stage effectué à L’Office Chérifienne des Phosphates (l’OCP) Année Universitaire 2011 / 2012 UNIVERSITE SIDI MOHAMED BEN ABDELLAH FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES Département de chimie ELBAKKALI WADIE 2 INTRODUCTION ................................................................................................................................................ 1 PRESENTATION DE LA SOCIETE D’ACCUEIL ...................................................................................................... 2 Présentation du groupe O.C.P ..................................................................................................................... 3 L’OCP DE Safi ....................................................................................... 4 Description du procédé de fabrication d’acide sulfurique ......................................................................... 5 I. .............................................................................................................................................. D escription générale du procédé de fabrication de l’acide sulfurique ............................................... 6 A. ............................................................................................................... C ombustion .......................................................................................................... 6 B. ................................................................................................................ C onversion ........................................................................................................... 6 C. ................................................................................................................ A bsorption ............................................................................................................ 6 II. .............................................................................................................................................. D escription du procédé de la ligne H ................................................................................................ 7 A. ............................................................................................................... C ircuit gaz ............................................................................................................ 7 B. ................................................................................................................ C ircuit acide HRS ................................................................................................ 9 C. ................................................................................................................ C ircuit acide 98.5% ............................................................................................ 10 Description de système de refroidissement .................................................................................................. 12 I. .............................................................................................................................................. N otion théorique ............................................................................................................................ 13 ELBAKKALI WADIE 3 1) ................................................................................................................ D éfinition ........................................................................................................... 13 2) ................................................................................................................ M ode de transfert ................................................................................................ 13 3) ................................................................................................................ Q uelques exemples des échangeurs thermiques ................................................ 13 4) ................................................................................................................ Q uelques éléments rentrant dans la marche de refroidisseur ............................. 17 II. .............................................................................................................................................. L ’état de lieu (la situation actuelle) ................................................................................................ 17 1) ................................................................................................................ D escription du système pour les procédés d’acide ......................................... 17 2) ................................................................................................................ M ise en situation du problème ........................................................................ 19 3) ................................................................................................................ E tude générale primaire ................................................................................. 20 4) ................................................................................................................ P hase d’analyse .............................................................................................. 23 Suggestions ............................................................................... 27 Conclusion générale ................................................................. 28 ELBAKKALI WADIE 4 Face au grand besoin et à la grande importance d’acide sulfurique, la ligne 01H (unité de production d’acide sulfurique par double absorption) doit assurer une bonne qualité et un débit d’acide sulfurique important malgré les difficultés liées aux différents problèmes de production, dans le but de satisfaire les besoins de client Maroc Phosphore 1. Et parmi ces problèmes, on trouve la dégradation des refroidisseurs par plusieurs facteurs. Cette étude est réalisée dans le but de: 1. Elaborer une analyse des causes de dégradation des refroidisseurs tubulaires de cette ligne sulfurique. 2. Proposer des actions nécessaires pour prévenir une dégradation prématurée de ces équipements. ELBAKKALI WADIE 5 Présentation de la société d’accueil ELBAKKALI WADIE 6 Présentation du groupe O.C.P Le phosphate, principale ressource minière du Maroc, confère à notre pays la troisième place dans la production du phosphate après la Russie et l’U.S.A, ceci grâce à l’étendu des gisements et l’importance des tonnages extraits. La principale utilisation du phosphate est la production des engrais et d’acide phosphorique. Le Maroc exporte actuellement, le phosphate brut, les engrais ou P2O5 sous forme des produits (acide phosphorique clarifié, super phosphate, ammonium simple et divers produits pharmaceutiques ou autre). Créé en 1920, le groupe OCP détient le monopole de la recherche, de l’exploitation et de la commercialisation des phosphates au Maroc. Il s’agit d’un établissement public à caractère industriel et commercial, il est aussi doté d’un organisme lui permettant d’agir avec la même dynamique et la même souplesse qu’une entreprise privée. L’OCP : Office chérifienne des phosphates est la première entreprise au Maroc qui a des échanges commerciaux de haut niveau avec l’étranger. Elle représente 25% des exportations du Maroc et réalise 7 à 8% du produit national brut. Grâce à l’OCP l’industrie du phosphate a connu depuis 1965 un progrès considérable réalisant la production de 100 millions de tonnes de phosphate en l’année 2000. L’OCP DE SAFI ELBAKKALI WADIE 7 La direction des industries chimiques de Safi « DIS » comprend quatre divisions. Maroc Chimie (MC), créée en 1965. Maroc Phosphore I (MPI), Créée en 1976. Maroc Phosphore II (MPII), Créée en 1981. Infrastructure de Safi (IS). Les unités MC et MPI produisentl’acide sulfurique comme produit intermédiaire, l’acide phosphorique et les engrais comme produits finis. L’unité MPII produit aussi l’acide sulfurique comme produit intermédiaire, mais produit seulement l’acide phosphorique comme produit fini. MPI : Ce complexe utilise le phosphate de Youssoufia et le soufre importé pour la production d’acide sulfurique, l’usine est constituée d’un : Atelier de fusion de soufre. Atelier de production d’acide sulfurique. Atelier d’énergie et fluides. Atelier de production d’acide phosphorique. Atelier de production d’engrais MAP. Une Installation de stockage d’acide phosphorique. ELBAKKALI WADIE 8 Description du procédé de fabrication de l’acide sulfurique ELBAKKALI WADIE 9 I. Description générale du procédé de fabrication de l’acide sulfurique La production de l’acide sulfurique à partir du soufre au sein du groupe OCP met en évidence trois étapes sont la combustion,la conversion etl’absorption A. Combustion Les réactions de combustion sont très exothermiques, ce qui fait que cette énergie est récupérée afin de produire la vapeur HP. La réaction de combustion s‘établit comme suit : B. Conversion La réaction de conversion(transformation du SO2 en SO3) fait appel à un catalyseur à base de pentoxyde de vanadium V2O5, cette réaction catalytique obéit aux lois thermodynamiques pour avoir un taux de conversion maximal. Le paramètre "température" est une importance capitale lors du déroulement de cette réaction, à l’échelle industrielle, la transformation relative de la totalité de SO2 en SO3 impose des réacteurs multi étages (4 couches dans le procédé MPI). La réaction de conversion s’établit comme suit : C. Absorption La réaction d’absorption consiste à hydrater l’anhydride sulfurique SO3, pour cela on utilise l’acide sulfurique à 98,5%. La réaction d’absorption s’établit comme suit : S + O2 SO2 + Q (Q=65, 2kcal/mole) SO2 + 1/2O2 SO3 + Q (Q = 22, 6 kcal/mole) H2SO4 + SO3 H2S2O7 H2S2O7 + H2O 2 H2SO4 + Q (Q=31 kcal/mole) ELBAKKALI WADIE 10 On constate que le soufre, l’air et l’eau constituent les matières premières pour la production de l’acide sulfurique, ces matières sont traitées dans différentes unités au niveau de MP1 afin de satisfaire aux besoins spécifiques des unités sulfuriques. II. Description du procédé de la ligne H La production de l’acide sulfurique au niveau de MAROC PHOSPHORE I est renforcée par la construction de la ligne H, ligne double absorption avec système de récupération de chaleur HRS, de capacité de 3410 T/J d’acide sulfurique avec une production importante de vapeur HP et BP. A. Circuit du gaz La 1ère étape dans la production de l’acide sulfurique à lieu au four à soufre. Les matières premières, entrant en jeu pour cette étape, sont l’air et le soufre. L’air est aspiré par la turbosoufflante, passe à travers le filtre à air afin d’éliminer les impuretés puis à travers la tour de séchage pour éliminer l’humidité pouvant causer des dommages aux équipements situés en aval (corrosion par gaz humides), et passe par la turbosoufflante qui le refoule vers le four à soufre où à aussi lieu l’injection du soufre à travers les 6 brûleurs présent dans la façade du four. La réaction de combustion est très exothermique donc les gaz sortant du four passent à travers 2 chaudières à tubes de fumée afin de récupérer de l’énergie et la transmettre au circuit énergétique pour la production de la vapeur HP. La vanne à la sortie des chaudières (HV621) et celle au by-pass (HV602) assurent le réglage de la température des gaz se dirigeant vers la 1ère masse du convertisseur. Les gaz quittant les chaudières HP peuvent contenir des imbrulées ou des cendres pouvant causer des dommages au convertisseur, donc il est nécessaire de les faire passer par un filtre à gaz chaud afin d’éliminer ces impuretés. Ce filtre est divisé en 2 étage afin d’augmenter la surface de filtration et évité l’encrassement rapide du filtre. Après le filtre à gaz chaud vient la 2ème étape de la production de l’acide sulfurique, c’est la conversion qui se fait dans un convertisseur à 4 étages. Les températures des gaz dans les couches doivent varier entre423°C et 630°C selon les spécifications du catalyseur. Les gaz provenant du filtre à gaz chaud entrent dans la 1ère masse avec une température de 423°C uploads/Industriel/ analyse-des-causes-de-degradat-el-bakkali-wadie-982.pdf