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Résumé Le dessalage est une opération très importante pour assurer le bon fonct

Résumé Le dessalage est une opération très importante pour assurer le bon fonctionnement des diffèrent équipements de la chaine de traitement pétrolier, et éviter les conséquences liés à la présence des sels telle que la corrosion des équipements. La commercialisation du brut, est régie par des contrats qui fixent les teneurs en sel et en eau (40 ppm en sel, et d’ordre de 0.5 % en eau) Notre objectif est de vérifier par calcul l’efficacité du dessaleur de l’usine CSC de Rhourde- Nouss et étudier l’influence des paramètres opératoires clés sur la qualité du dessalage, et voir si une optimisation devrait être faite pour améliorer la qualité du dessalage. Mots clés : dessalage, pétrole brut, traitement, émulsion, sel. Table des métiers Liste des abréviations Liste des tableaux Liste des figures Introduction ..................................................................................................................... 1 Chapitre I : présentation de la région de Rhourde Nouss ................................................. 2 I.1 Situation géographique ................................................................................... 2 I.2 Historique ........................................................................................................ 3 I.3 Les principaux champs.................................................................................... 4 I.4 Description du complexe de Rhourde-Nouss .................................................. 4 Chapitre II : Notions théoriques ...................................................................................... 7 II.1 Généralités sur le pétrole .............................................................................. 7 II.2 Théories sur la déshydratation et le dessalage du brut ............................. 10 II.3 Théories sur les émulsions .......................................................................... 13 II.4 Les dessaleurs .............................................................................................. 16 Chapitre III : Partie technologique ................................................................................ 24 III.1 Description générale de l’usine (CSC) ....................................................... 24 III.2 Description du processus de dessalage du CSC ........................................ 33 III.3 Dispositif d'admission (Distributeur Hi-Flo) ............................................. 35 III.4 Les électrodes ............................................................................................. 36 III.5 Dispositif de sortie d'huile .......................................................................... 37 Chapitre IV : partie calcul .............................................................................................. 38 IV.1 Problématique ............................................................................................. 38 IV.2 Calcul de vérification du dessaleur ............................................................ 39 IV.2.1 Données de base ....................................................................................... 39 IV.2.2 Bilan de matière ....................................................................................... 40 VI.2.3 Calcul de la vitesse de décantation ......................................................... 42 IV.2.4 Calcul du temps de décantation .............................................................. 46 IV.2.5 calcul du temps de séjour ........................................................................ 46 IV.2.6 Calcul des efficacités du dessaleur et de dessalage ................................ 48 IV.2.7 Calcul des caractéristiques électriques du dessaleur ............................. 50 IV.3 Etude expérimentale des paramètres de dessalage .................................. 52 Conclusion ..................................................................................................................... 57 Bibliographie ................................................................................................................. 58 Liste des abréviations Symbole Désignation unité A Coefficient de proportionnalité / BSW Basic Sediment and Water /  Tension superficielle entre l’eau et le pétrole g/cm3 dc Densité de la phase continue / dd Densité de la phase dispersée / Dp Diamètre de la gouttelette d’eau m E Efficacité de dessaleur % E1 Champ électrique entre les électrodes V/cm E2 Champ électrique entre l’électrode inférieur et le niveau d’eau V/cm Ec Champ critique V/cm g Accélération de pesanteur m2/s K Coefficient de caractérisation la variation de la densité en fonction de la température l Distance entre l’électrode inférieure et le niveau d’eau m µ Viscosité dynamique du brut cP νb Viscosité cinématique du pétrole Cst Q Débit de la charge m3/h Re Nombre de Reynolds / Se Teneur en sel dans le brut à l’entrée de dessaleur mg/l Ss Salinité de sortie mg/l T La température °C td Temps de décantation sec ts Temps de séjour sec U La tension du courant volt V Volume de capacité m3 Vd Vitesse de décantation m/s WC Water cut % X Taux de lavage % Y Taux de recyclage % φ Coefficient de frottement / ε Coefficient diélectrique / Liste des figures Figure I.1: Situation géographique de la région de Rhoude-Nouss ........................................... 2 Figure II.1 : différents types d’émulsions ................................................................................ 16 Figure II.2 : Représentation les étapes de rupture d’une émulsion .......................................... 15 Figure II.3 : les différentes étapes de la coalescence électrique ............................................... 15 Figure II.4 : vue extérieure d’un dessaleur électrostatique ...................................................... 16 Figure II.5 : vue éclatée d’un dessaleur électrostatique-exemple typique ............................... 18 Figure II.6 : équipements internes d’un dessaleur électrostatique ........................................... 19 Figure II.7 : différents configurations de l’unité de dessalage ................................................. 21 Figure III.1 : schéma simplifier du procédé (CSC) .................................................................. 32 Figure III.2 : Schéma technologique représente le processus du CSC ..................................... 32 Figure III.3: Vue détaillée du dessaleur Dual Polarity par NATCO Group ............................. 33 Figure III.4 : Système de dessaleur a deux étages .................................................................... 35 Figure III.5 : Distributeur Hi-Flo du dessaleur NATCO .......................................................... 35 Figure III.6 : Champ électrique DUAL POLARITY [NATCO Group] .................................. 36 Figure III.7 : Vue des électrodes, DUAL POLARITY NATCO ............................................. 37 Figure VI.1 : Schéma simplifié du bilan dans un dessaleur ..................................................... 40 Figure IV.2 : Schéma de système du dessaleur a deux étages ................................................. 41 Figure IV.3 : Variation de la viscosité du brut en fonction de la température ......................... 44 Figure VI.4 : Dimensions du dessaleur P10-VA-21-01/02 ...................................................... 47 Figure IV.5 : Champ électrique AC/DC du dessaleur .............................................................. 50 Figure VI.6 : Configuration des électrodes dans le dessaleur .................................................. 50 Figure VI.7 : Variation de A en fonction du taux de lavage .................................................... 51 Figure IV.8 : Echantillons des essais au niveau du laboratoire ................................................ 53 Figure VI.9 : Variation de la salinité en fonction de la température ........................................ 54 Figure VI.10 : Variation de l’efficacité en fonction de la température .................................... 54 Figure VI.11 : Variation de la salinité en fonction de la quantité du désémulsifiant ............... 56 Figure VI.12 : Variation de l’efficacité en fonction de la quantité du désémulsifiant ............. 56 Liste des tableaux Tableau I.1 : Etapes de développement de la région de Rhoude-Nouss .................................... 3 Tableau I.2 : Capacité de désigne du complexe RNS ................................................................ 6 Tableau III.1 : Production d’huile et de gaz du (CSC) ............................................................. 24 Tableau III.2 : Spécification de l’huile stabilisée du (CSC) .................................................... 24 Tableau IV.1 : caractéristiques générales du pétrole brut et du dessaleur ............................... 39 Tableau IV.2 : Regroupement des débits du cas design et cas actuel ...................................... 41 Tableau IV.3 : Regroupement des résultats du calcul du diamètre de la gouttelette d’eau...... 43 Tableau V.4 : Valeur du coefficient (ϕ) en fonction du régime d’écoulement ........................ 43 Tableau IV.5 : variation de K en fonctionnent de la densité .................................................... 45 Tableau IV.6 : Résultats de calcul des caractéristiques du brut et l’eau dans cas design ........ 45 Tableau IV.7 : résultats de calcul de la vitesse de décantation et nombre de Reynolds .......... 46 Tableau IV.8 Résultats du calcul du temps de décantation ...................................................... 46 Tableau IV.9 : résultats du calcul du temps de séjour .............................................................. 47 Tableau IV.10 : Résultats de calcul de la vitesse de décantation, temps de décantation et de séjour ........................................................................................................................................ 47 Tableau IV.11 : Résultat de la teneur en sel théorique optimale à la sortie du dessaleur ........ 48 Tableau IV.12 : Résultat du calcul de l’efficacité de dessalage ............................................... 48 Tableau VI.13 : Résultat du calcul de l’efficacité de dessaleur ............................................... 49 Tableau VI.14 : Efficacité de dessaleur et de dessalage dans les deux cas .............................. 49 Tableau IV.15 : Variation de A en fonction du taux de lavage ................................................ 51 Tableau VI.16 : résultats des calculs des champs électriques .................................................. 52 Tableau IV.17 : Variation de la salinité et de l’efficacité en fonction de la température......... 54 Tableau IV.18 : Variation de la salinité et de l’efficacité en fonction de la quantité de desémulsifiant ........................................................................................................................... 55 Introduction générale Introduction générale [Etude et optimisation de l’unité de dessalage (CSC_RNS)] 1 Introduction Le pétrole est connu depuis la plus haute Antiquité. À cette époque, le pétrole servait à assurer l’étanchéité des terrasses, pour la construction des palais et pour des raisons médicinales. Mais les utilisations n’ont énormément évolué qu’au milieu du le 19e siècle, siècle de la révolution industrielle. Aujourd’hui le pétrole a donc de multiples utilisations notamment dans le domaine énergétique, que ce soit comme carburant, ou comme combustible. On a également vu que beaucoup de dérivés du pétrole étaient utilisés. En effet, un grand nombre de produits qui nous entourent sont fabriqués à partir de pétrole comme par exemple la plupart des matières plastiques, des solvants ou des cosmétiques et même des médicaments. Des usines de traitement et de stabilisation de pétrole brut sont implantées qui contrôlent les spécifications de production, techniques et économiques afin de permettre la livraison aux clients de produits conformes à des normes définies tel que la teneur en soufre, la TVR, le BSW, la teneur en sel, etc… Le pétrole brut contient souvent de l’eau, des sels inorganiques, des solides en suspension et des traces de métaux solubles dans l’eau. La première étape de traitement consiste à éliminer ces contaminants par dessalage/déshydratation pour réduire la corrosion, le colmatage, l’encrassement des installations et empêcher l’empoisonnement des catalyseurs dans les unités de production. Le dessalage électrostatique est une méthode typique pour éliminer les sels du pétrole brut. La séparation d’eau et des sels du brut s’effectue un gros ballon décanteur horizontal qui s’appelle le dessaleur électrostatique. Notre travail consiste à vérifier les performances de l’unité de dessalage et l'influence des changements des paramètres opératoires sur l’efficacité du dessaleur électrostatique de l’usine (CSC), pour cet effet des analyses sont effectuées au laboratoire de l’unité. Ce mémoire comprend les chapitres suivants  Présentation de la région de Rhourde-Nouss.  Théorie sur le dessalage de brut.  Partie technologique  Calcul et vérification de l’unité de dessalage. uploads/Industriel/ dessalage.pdf