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FORMATION PROFESSIONNALISANTE PRO/EXP3 GROUPE 1 Sécurité Industrielle Process s

FORMATION PROFESSIONNALISANTE PRO/EXP3 GROUPE 1 Sécurité Industrielle Process spécifique raffinage Hassi Messaoud / Centre IAP – 25 - 30 Avril 2015 M. Bertrand MOUCHEL Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux © 2015 ‐ IFP Training  Objectifs du raffinage  Composition des pétroles bruts  Propriétés des hydrocarbures  Intervalles de température des produits pétroliers  Rendement en coupes pétrolières donnés pour un pétrole brut  Teneur en soufre des pétroles bruts et des coupes  Problème posé par les coupes pétrolières  Grandes opérations du raffinage  Principaux critères de qualité des produits pétroliers  Structure de la demande pétrolière en Europe  Marché intérieur  Principaux sites de raffinage RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 1 Sommaire © 2015 ‐ IFP Training Objectifs du raffinage RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 2 © 2015 ‐ IFP Training Caractéristiques générales d’une raffinerie Une raffinerie de 8 Mt/an, c’est : • 500 à 650 MW d’autoconsommation dont 5 à 8 % du brut traité • 1000 tonnes/heure de pétrole brut (8 Mt/an ou 0,16 Mbbls/j) • 35 000 m3 de supercarburant et de gazole par semaine • Une vingtaine d’unités de fabrication • 2 Mt de stockage/production stratégique • Un grand arrêt entretien tous les 4/5 ans • Une autorisation de fonctionner pour 10 ans • Des tuyauteries par milliers de kilomètres RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 3 Commentaires sur la diapositive précédente © 2015 ‐ IFP Training Conversions barils/tonnes  Les transactions pétrolières se mesurent en barils/jour ou tonnes/an • 1 baril = 42 gallons américains = 159 litres (exactement 159,9873 litres) ‐ Le sigle bbl signifie “blue barrel” ou “baril” en abrégé. • En raffinerie, la capacité des unités de traitement s’exprime en “BPSD” pour “Barrels Per Stream Day” = nombre de barils par jour que l’unité peut traiter après déduction des jours d’arrêt pour entretien • Règle du pouce : 1 baril/jour 50 tonnes/an (densité ~ 0,94) • 1000 tonnes/heure = 1000/0,85 = 1180 m3/h = 1180 x 1000 x 24/159 180,000 BPSD (pour 160,000 BPSD avec la règle précédente) 4 RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux © 2015 ‐ IFP Training Vue du ciel TOTAL - Donges 50 km de Nantes Capacité 11 Mt/an 2ème en France (20 %) Construite en 1917 3,5 km2 600 employés 1100 tankers/an RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 5 © 2015 ‐ IFP Training Composition des pétroles bruts Aspect des pétroles bruts : liquides plus ou moins visqueux de couleur brun à vert foncé Constitués d’hydrocarbures RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 6 Carbone et hydrogène sont des éléments combustibles. Ils se combinent avec l’oxygène de l’air en libérant de grandes quantités d’énergie. Hydrogène : H 11 à 14 % masse Carbone : C Énergie mécanique (carburant) Énergie thermique (combustible) C CO2 H H2O OU + 84 à 87 % masse Commentaires sur la diapositive précédente © 2015 ‐ IFP Training Composition des pétroles bruts LES PÉTROLES BRUTS se présentent sous la forme de liquides plus ou moins visqueux dont la couleur varie du brun au vert foncé. Ils sont principalement constitués d'HYDROCARBURES, c'est‐à‐dire de corps composés de CARBONE et d’HYDROGÈNE. Carbone et hydrogène font toute la valeur des pétroles bruts car ce sont des éléments combustibles. Ils se combinent à l'oxygène de l'air en libérant de grandes quantités d'énergie que l'on peut récupérer sous forme d'énergie mécanique (CARBURANT) ou d'énergie thermique (COMBUSTIBLE). 7 RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux © 2015 ‐ IFP Training Composition des pétroles bruts  Les pétroles bruts renferment aussi d’autres éléments chimiques  Ces éléments sont considérés comme des impuretés : il s’agit surtout du soufre mais aussi de l’azote, de l’oxygène et de certains métaux comme le nickel et le vanadium  Les pétroles bruts contiennent aussi des sédiments, de l’eau et des sels minéraux : • eau et sédiments : 0,1 à 0,6 % volume • sels minéraux : 20 à 200 g/t RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 8 CARBONE 84 à 87 % masse HYDROGÈNE 11 à 14 % masse SOUFRE 0,04 à 6 % masse AZOTE 0,1 à 1,5 % masse OXYGÈNE 0,1 à 0,5 % masse MÉTAUX 0,005 à 0,015 % masse soit 50 à 150 g/t (dont 75 % de Vanadium) Commentaires sur la diapositive précédente © 2015 ‐ IFP Training Composition des pétroles bruts Un certain nombre d'hydrocarbures présents dans les pétroles bruts renferment en plus du carbone et de l'hydrogène d'autres éléments chimiques. Ces éléments supplémentaires sont considérés comme des impuretés : il s'agit surtout du SOUFRE mais aussi de l'AZOTE, de l’OXYGÈNE et de certains métaux comme le NICKEL et le VANADIUM. Les PÉTROLES BRUTS sont aussi accompagnés d'impuretés provenant du gisement ou du transport. Il s'agit de sédiments : sable, débris divers, rouille, d'eau et de sels minéraux. 9 RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux © 2015 ‐ IFP Training Propriétés des hydrocarbures Température d’ébullition sous pression atmosphérique Densité à l’état liquide à 15⁰C (d4 15) en relation directe avec la structure de la molécule Exemple d’un hydrocarbure appartenant à la famille des paraffines RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 10 Nom : HEXANE Formule : C6H14 (6 carbones et 14 hydrogènes) Température d’ébullition : 69⁰C Densité à 15⁰C : 0,664 Hydrocarbure présent dans : essence Les propriétés des produits pétroliers dépendent de leur composition chimique, c'est‐à‐dire de la nature des molécules d'hydrocarbures qui les composent. Deux propriétés très importantes des hydrocarbures : TEMPÉRATURE D'ÉBULLITION sous pression atmosphérique (teb) et DENSITÉ À L'ÉTAT LIQUIDE à 15⁰C (d15) sont en relation directe avec la structure de la molécule d'hydrocarbure. Commentaires © 2015 ‐ IFP Training Les hydrocarbures : la famille des n‐paraffines RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux 11 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 C 9 C 16 C 20 C 30 C30H62 C H4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C16H34 C20H42 Méthane Éthane Propane Butane Pentane Hexane Heptane Octane Nonane Hexadécane Eicosane Triacontane Nombre de carbones État physique à 15°C - 1 ATM GAZ LIQUIDE SOLIDE D CHI 132 A eb = - 161,5°C eb = - 89°C eb = - 42°C d15 = 0,505 eb = 287°C teb = + 344°C teb = - 0,5°C d15 = 0,585 eb = + 36°C d15 = 0,631 teb = + 69°C d15 = 0,664 teb = + 98°C d15 = 0,688 eb = + 126°C d15 = 0,707 eb = + 151°C d15 = 0,722 t fusion = + 18 °C t fusion = +36°C t fusion = +66°C teb = + 450°C t t t t t t t Commentaires sur la diapositive précédente © 2015 ‐ IFP Training Les hydrocarbures : la famille des n‐paraffines Pour la famille des PARAFFINES, qui représente une part notable des hydrocarbures des pétroles bruts, la planche ci‐ dessus illustre la liaison entre structure de la molécule et propriétés des paraffines.  Ces hydrocarbures paraffiniques se distinguent entre eux par la longueur de la chaîne hydrocarbonée. On les repère habituellement par le nombre d'atomes de carbone présents dans la chaîne : le C1 est en conséquence le méthane, le C4 le butane et le C8 l'octane.  On constate qu'avec l'accroissement du nombre d'atomes de carbone dans la molécule • la d15 augmente • la température d'ébullition s'élève  À 15⁰C sous la pression atmosphérique • les quatre premiers hydrocarbures paraffiniques C1, C2, C3, C4 sont gazeux • les suivants de C5 à C15 sont liquides • à partir de C16 ils sont ensuite solides  L'appartenance des hydrocarbures aux différents produits pétroliers est conditionnée par leur température d'ébullition qui apparaît donc comme une propriété extrêmement importante. 12 RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ Coupes Pétrolières ‐ Produits Commerciaux © 2015 ‐ IFP Training Hydrocarbures des pétroles bruts ‐ Variété des composés RC ‐ RA FIB ‐ 00017_A_F ‐ Rév. 14 ‐ 05/03/2015 ‐ Pétroles Bruts ‐ uploads/Industriel/ 05-process-specifique-raffinage-pdf.pdf