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1 2014/2015 الجمهـورية الجزائرية الديمقراطية الشعبيـة وزارة التعليم العـالي وال

1 2014/2015 الجمهـورية الجزائرية الديمقراطية الشعبيـة وزارة التعليم العـالي والبحث العلمـي Projet de Fin d’Etude Génie Electrique. Pour l’obtention du Diplôme du Master Spécialité : Automatique. Intitulé : Année Universitaire : 2015 - 2016 Réalisé par : MAIZ HADJ AHMED Mounir SIAGH Naseradinne Jury Président : Dr ZEBBACH Ahmed Examinateur : Dr FERDJALLAHE Zohra Examinateur : Dr LEKHDARE Abdelkader Encadreur : Prof BELAIDI Abdelkader Ecole Nationale Polytechnique d’Oran المدرس ـ ة الوطنيـة المتعددة التقنيـات ب ران ـ وه Commande de la température d’un Four de régénération de GPL ZCINA Introduction générale . 2 2014/2015 Introduction générale : Dans ces deux derniers siècles, la commande manuelle, le suivi et le contrôle sur terrain dans les zones industrielles sont devenus parmi les méthodes classiques, les chercheurs dans ce domaine ont réussi à faire une grande évolution en raison de la grande importance de ce domaine. La concurrence aujourd’hui s’est nettement intensifiée sur le marché international. En effet, les entreprises sont dans l’obligation de chercher sans cesse à satisfaire les consommateurs. Les entreprises industrielles pétrolières font partie de cet ensemble concurrent, elles doivent répondre aussi aux mêmes exigences pour satisfaire leurs clients, mais cela n’est pas suffisant, car elles doivent apprendre à réagir dans un environnement très évolutif basé sur les dernières technologies. Cet environnement doit être aussi sure et répondant aux exigences en matière de sécurité humaine et matérielle. Ces exigences constituent depuis de nombreuses années des préoccupations à Sonatrach, la compagnie algérienne de recherche, d’exploitation, de transport par canalisation, de transformation et de commercialisation d’hydrocarbures, est actuellement la 12ème plus grande compagnie pétrolière dans le monde. Cette entreprise ne cesse de chercher les dernières technologies pour garantir une meilleure production qui répond aux normes internationales. Le deuxième objectif tracé par cette société c’est d’aboutir à zéro accident, c’est-à-dire améliorer la sécurité du personnel et assurer des fiabilités et disponibilités accrues des outils de production. Pour atteindre ses objectifs, plusieurs projets ont été élaborés avec des entreprises internationales telles que YOKOGAWA dont le but est la modernisation des installations industrielles. C'est ce que nous avons observé pendant notre stage effectué au sein de la zone industrielle ZCINA, où nous avons remarqué qu’aucune action ne peut s’exécuter qu’après son passage sur la salle de contrôle. Dans notre mémoire, nous avons ciblé la boucle de contrôle du four de régénération de gaz, cette boucle qui est programmée dans le système de contrôle et supervision « Centum CS 3000 » de YOKOGAWA, utilisé dans l’unité visitée. Pour bien atteindre les objectifs de notre projet, nous avons divisé notre travail en cinq chapitres : Introduction générale . 3 2014/2015 Dans le premier chapitre, nous avons donné une présentation sur le champ de Hassi Messaoud et des généralités sur l’unité « GPL ZCINA ». Dans le deuxième chapitre, nous avons décrit la section de déshydratation et précisé le comportement du four de régénération avec explication des parties les plus importantes et de leur principe de fonctionnement. Le troisième chapitre présente un système très évolué, qui est le système de contrôle « DCS de YOKOGAWA », dont nous avons présenté les différentes générations et leur principe de fonctionnement. Essentiellement. Dans le quatrième chapitre nous avons étudié la boucle de contrôle (température/pression) tout en identifiant et modélisant le système. Dans le cinquième chapitre, nous avons exposé la partie expérimentale de notre projet, dont nous avons montré l’intégration des paramètres calculée de la boucle de contrôle dans le DCS . Enfin, ce travail sera clôturé par une conclusion générale et des perspectives. Contexte et problématique du mémoire : Il devient nécessaire pour l’entreprise de garantir que le DCS assure un bon fonctionnement du procédé. Autrement dit, les programmes déployés doivent être fiables et performants, car un dysfonctionnement réduit momentanément la production. D’une part, les paramètres (P, I, D) qui sont implémentés dans les régulateurs et qui sont mal étudiés peuvent déstabiliser tout le système en créant des oscillations qui seront indiquées dans la salle de commande et qui peuvent causer des dommages aux équipements. D’autre part, une modification en ce qui touche la température de sortie du four peut influencer sur la quantité d’eau dans les tamis moléculaire et si l’eau n’est pas éliminée du gaz il nous oblige à refaire la phase de régénération. Compte tenu des difficultés inhérentes au contrôle de la boucle, une étude du comportement du four est donc indispensable. Approche proposée : Notre travail qui a été réalisé durant cette période de préparation a eu pour but de proposer une solution à un problème vécu à Sonatrach , c’est de trouver des nouvelles valeurs P,I,D qui seront optimale pour éviter les oscillation autrment dit l’instabilitée de la température de sortie du four de régénération et d’éliminer aux maximums les dépassements dans les phases 2 et 4 . Introduction générale . 4 2014/2015 Figure 1: Dépassement dans la phase 2. Figure 2 : Dépassement dans la phase 4. Figure 3 : Courbe de la température en fonction du temps (photo prise de la salle de contrôle) 4 2014/2015 CHAPITRE I : Présentation de l’unité GPL ZCINA 1.1 Introduction A travers ce chapitre, nous procédons à une présentation globale d’une unité pétrolière à Hassi Messaoud appartenant au groupe SONATRACH, dans laquelle notre stage pratique a été déroulé. 1.2 Présentation du champ de Hassi Messaoud Hassi Messaoud , port du désert se situe à 850 km au Sud- Est d’Alger et à 350 km des frontières tunisiennes. Dès notre arrivée, un premier regard sur les installations nous révèle l’importance du site et nous éclaircit mieux son rôle dans la mise en valeur de nos richesses énergétiques gigantesques. Le champ de Hassi Messaoud s’étend sur prés de 2200 km2, il est le plus grand gisement de pétrole en Algérie et l’un des champs les plus complexes du monde. Il est caractérisé par :  La légèreté de l’huile.  La variation de la pression de gisement entre 120 et 400 kg/cm2  Une température de l’ordre de 118 °C.  La faiblesse de la porosité. Figure I.1 : Carte géographique du gisement de Hassi Messaoud. Chapitre I Présentation de l’unité GPL ZCINA 5 2014/2015 Le gisement pétrolier de Hassi-Messaoud est subdivisé géographiquement en deux zones : nord et sud. Cette répartition remontant à 1956 lors de la découverte et l’exploitation du champ par les deux compagnies françaises CFPA au nord et la SNREPAL au sud, a engendré la création de deux centres de production. Au départ ces centres regroupaient uniquement des installations de séparation, de traitement, de stockage et expédition du pétrole brut, par la suite, d’autres unités de traitement de gaz et de réinjection sont venues s’y greffer pour étendre d’avantage les centres de production. 1.3 Présentation de l’entreprise SONATRACH La SONATRACH (Société Nationale pour la Recherche, la Production, le Transport, la Transformation, et la Commercialisation des Hydrocarbures spa) a été crée en 1963. C’est la plus importante compagnie d’hydrocarbures en Algérie et en Afrique. Elle intervient dans l’exploration, la production, le transport par canalisations, la transformation et la commercialisation des hydrocarbures et de leurs dérivés. Adoptant une stratégie de diversification, SONATRACH se développe dans d’autres activités telles que la génération électrique, les énergies nouvelles et renouvelables, le dessalement d’eau de mer, et la recherche et d’exploitation minière. Poursuivant sa stratégie d’internationalisation, SONATRACH opère dans plusieurs régions du monde: en Afrique (Mali, Niger, Libye, Egypte), en Europe (Espagne, Italie, Portugal, Grande Bretagne), en Amérique Latine (Pérou) et aux USA. Avec un chiffre d’affaires de près de 64,975 milliards de US$ réalisé en 2008, SONATRACH est classée :  1ère Compagnie Africaine.  12ème Compagnie pétrolière Mondiale.  13ème Compagnie Mondiale concernant les hydrocarbures liquides (réserves et production).  6ème Compagnie Mondiale en matière de Gaz Naturel (réserves et production). 1.4 Description du lieu d’affectation [2]. 1.4.1 Description générale de l'usine GPL ZCINA. SONATRACH a décidé de réaliser une nouvelle unité d’extraction des liquides de gaz associés sur le champ de Hassi Messaoud nord, dénommé GPL ZCINA (nouvelle Zone Centre Industriel Naili Abdelhalim). GPL ZCINA est une unité d'extraction des liquides de gaz associés destinée à recevoir des gaz associés valorisables provenant de l’unité de traitement de brut CINA sur le champ de Hassi Chapitre I Présentation de l’unité GPL ZCINA 6 2014/2015 Messaoud nord, et à réexpédier en retour à CINA un gaz appauvri et à expédier le GPL extrait du gaz de charge vers une nouvelle station de pompage situé à 17 km (station hors fourniture). Cette nouvelle unité sera située à environ 5 km au nord de CINA. Une partie du gaz de charge de l’usine GPL peut aussi provenir de l'unité de séparation d'huile LDHP également située à ZCINA. 1.4.2 Présentation de l'usine GPL ZCINA. Description générale de l’installation, cette usine comprend notamment :  Des connexions à la ligne existante de 40’’ de gaz associés de CINA, pour amener le gaz de charge et exporter le gaz résiduel.  Une section de réception du gaz de charge.  Une unité de compression du gaz de charge.  Trois trains de traitement de gaz incluant uploads/Management/ memoir-fin-d-x27-etude-ingenieur-mounir-maiz-hadj-ahmed.pdf