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République de Côte d’Ivoire Union-Discipline-Travail ECOLE SUPERIEURE D’INDUSTR

République de Côte d’Ivoire Union-Discipline-Travail ECOLE SUPERIEURE D’INDUSTRIE (E S I) N° d’ordre : 07INP00309/2013/INPHB/ESI MEMOIRE DE FIN DE CYCLE Pour l’obtention du Diplôme d’Ingénieur de conception Option : Génie Chimique option Pétrole Période du 25 Mars au 24 Juin 2013 Présenté par : KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier JURY Année académique : 2012-2013 Président du Jury : Assesseur : Professeurs de langue : Anglais : Français : Encadreur pédagogique : M. DIARRASSOUBA Mocktar Maitre de stage : M. SISSOKO Abdoul Kader THEME : Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83at0001) de l’unité de reformage catalytique Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Ministère des Mines et de l’énergie et du pétrole République de Côte d’Ivoire Union-Discipline-Travail ECOLE SUPERIEURE D’INDUSTRIE (E S I) N° d’ordre: 07INP00309/2013/INPHB/ESI MEMOIRE DE FIN DE CYCLE Pour l’obtention du Diplôme d’Ingénieur de conception Option : Génie Chimique option Pétrole Période du 25 Mars au 24 Juin 2013 Présenté par : KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier Encadreur pédagogique Maître de stage Année académique : 2012-2013 M. DIARRASSOUBA Mocktar Enseignant à INP-HB/DFR GCAA M. SISSOKO Abdoul Kader Responsable Labo/Analyseur à la SIR Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Ministère des Mines et de l’énergie et du pétrole THEME : Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83at0001) de l’unité de reformage catalytique SOMMAIRE Dédicace ...................................................................................................................................... I Remerciements ........................................................................................................................ II Avant-propos ......................................................................................................................... III Sigles et abréviations .............................................................................................................. IV Listes des figures ................................................................................................................... VII Liste des tableaux ................................................................................................................... IX Résumé ..................................................................................................................................... X Introduction .............................................................................................................................. 1 Première partie : Généralités .................................................................................................. 2 Chapitre 1 : Présentation de l’entreprise ........................................................................... 3 I. Historique et développement ......................................................................... 3 II. Organisation .................................................................................................... 4 III. Activités et installations techniques ........................................................... 6 IV. Présentation de la structure d’accueil ..................................................... 10 Chapitre 2 : Etude Bibliographique ................................................................................. 13 I. Reformage catalytique ................................................................................. 13 II. Métrologie ...................................................................................................... 19 III. Analyse au laboratoire : la chromatographie en phase gazeuse ........... 28 IV. Analyse en ligne : Analyseur à conductivité thermique ........................ 37 Chapitre 3 : Problématique du thème .............................................................................. 39 I. Problématique ............................................................................................... 39 II. Différence entre l’analyse en laboratoire et l’analyse en ligne ................. 39 III. Cahier de charge ....................................................................................... 40 Deuxième partie : Matériel et méthodes .............................................................................. 41 Chapitre 1 : Matériel .......................................................................................................... 42 I. Logiciel MPRO ............................................................................................. 42 II. Starlims .......................................................................................................... 42 III. Logiciel Aspen ........................................................................................... 42 IV. Microsoft Excel .......................................................................................... 42 V. MATLAB® ..................................................................................................... 42 VI. Normes et check list .................................................................................. 43 VII. Schémas DAO ............................................................................................ 43 VIII. Visual Basic® ............................................................................................. 43 IX. Chromatographe à phase gazeuse ........................................................... 43 X. Analyseur à conductivité thermique (hydrogène mètre) .......................... 43 Chapitre 2 : Méthodes ........................................................................................................ 44 I. Analyse au laboratoire ................................................................................. 44 II. Analyse en ligne ............................................................................................ 44 III. Test de Grubbs .......................................................................................... 44 IV. Méthode de modélisation : les réseaux de neurones artificiels ............. 46 V. Méthode de modélisation : régression multiple ......................................... 49 VI. Méthode optimisation : algorithme génétique ........................................ 50 Troisième partie : Résultats et discussions .......................................................................... 53 Chapitre 1 : Résultats, analyse et discussions .................................................................. 54 I. Données de bases ........................................................................................... 54 II. Corrélations linéaire, variantes et réseaux de neurones ........................... 54 III. Influence des gaz dits ‘‘impuretés’’ sur la différence entre les valeurs Analyseur et Laboratoire ............................................................................................... 60 IV. Traitement des données par période ....................................................... 63 V. Traitement par données par changement de la référence analyseur ....... 68 VI. Logiciel SIR Analyseur-Hydrogène ......................................................... 70 VII. Synthèse des analyses ................................................................................ 72 Chapitre 2: Perspectives et recommandations ................................................................ 76 I. Perspectives ................................................................................................... 76 II. Recommandations ........................................................................................ 77 Conclusion ............................................................................................................................... 79 Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83AT0001) de l’unité de reformage catalytique I KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier, Mémoire de Fin de Cycle Ingénieur Génie Chimique option Pétrole Dédicace « Ce qu'il y a d'incompréhensible, c'est que le monde soit compréhensible. » Albert EINSTEIN, Conceptions scientifiques A ma mère… Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83AT0001) de l’unité de reformage catalytique II KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier, Mémoire de Fin de Cycle Ingénieur Génie Chimique option Pétrole Remerciements Il nous est ici agréable d’exprimer notre gratitude à tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce mémoire. Nos remerciements vont à l’endroit de la Direction de la Société Ivoirienne de Raffinage, en particulier : - M. CAMARA Thomas, Directeur Général ; - M. YAO Patrice, Directeur Technique et Stratégie ; - M. SOUMAHORO Moustapha, Responsable Politique Ecole. Nous remercions également l’ensemble du personnel de la structure Laboratoire et Analyseur qui est l’équipe la plus dynamique qu’il nous ait été donné de côtoyer, principalement: - M. SISSOKO Abdoul Kader, Responsable de ladite structure et notre maître de stage, pour sa disponibilité, ses précieux conseils et son énorme contribution à la réalisation de ce travail; - M. KONAN André, Responsable Analyseur ; M. SOUMAHIN Elloh, Responsable Laboratoire ; Nous tenons aussi à exprimer notre infinie gratitude à Messieurs LORGN Etienne, AKO Jacques, BOSSON Tanoh et Mlle MANGOUA Akissi, pour leurs apports inestimables dans la réalisation de ce travail. Que notre encadreur pédagogique, Monsieur DIARRASSOUBA Mocktar, trouve ici l’expression de notre profonde reconnaissance pour avoir encadré ce travail. Ses compétences scientifiques ainsi que ses orientations nous ont été d’une grande aide et ont contribué au bon avancement de ce projet. Sincères remerciements au Dr David AKAKI, Directeur du département Génie Chimique et Agro- Alimentaire ainsi qu’à tous nos formateurs. Nous souhaiterions terminer ces remerciements en pensant à toute notre famille et à nos amis. Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83AT0001) de l’unité de reformage catalytique III KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier, Mémoire de Fin de Cycle Ingénieur Génie Chimique option Pétrole Avant-propos Depuis Septembre 1996, l’Institut National Polytechnique Félix Houphouët Boigny (INP-HB) est le fruit de la fusion de quatre grandes écoles que sont : Ecole Nationale Supérieure des Travaux Publics (ENSTP) ; Institut National Supérieur de l’Enseignement Technique (INSET) ; Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie (ENSA) et Institut Agricole de Bouaké (IAB). Cet établissement public national basé à Yamoussoukro, compte en son sein six écoles reparties sur trois (3) sites, à savoir : - INP-HB Sud qui comprend : • l’Ecole Supérieure des Travaux Publics (ESTP), • l’Ecole Supérieure des Mines et Géologie (ESMG). - INP-HB Centre qui a en son sein : • l’Ecole Supérieure d’Industrie (ESI), • l’Ecole Supérieure de Commerce et d’Administration des Entreprises (ESCAE). - INP-HB Nord qui se compose de : • l’Ecole Supérieure d’Agronomie (ESA) • l’Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres (EFCPC). L’Ecole Supérieure d’Industrie, l’école à laquelle nous appartenons, forme des techniciens supérieurs et des ingénieurs. Notre formation au sein de ladite école s’est déroulée sur trois ans et est couronnée par le Diplôme d’ingénieur de conception. L’admission est précédée d’une soutenance de mémoire après trois mois de stage dans une entreprise pour se familiariser avec l’environnement du monde industriel et approfondir nos connaissances pratiques. C’est ainsi que nous avons effectué du 25 Mars au 24 Juin 2013 notre stage de fin de cycle à la Société Ivoirienne de Raffinage (SIR) précisément à la structure Laboratoire/Analyseur. Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83AT0001) de l’unité de reformage catalytique IV KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier, Mémoire de Fin de Cycle Ingénieur Génie Chimique option Pétrole Sigles et abréviations Sigle Définition °C degré Celsius A ampère ARA Association des Raffineurs Africains BAC Baccalauréat BIPM Bureau International des Poids et Mesures BNP Bureau de Normalisation du Pétrole BP Basse Pression BVQI Bureau Véritas Quality Internationnal C1 Hydrocarbures à 1 carbone cd candela CGPM Conférence Générale des Poids et Mesures COFRAC Comité Français Accréditation CPG Chromatographie en Phase Gazeuse DDO Distillate Diesel Oil DHC Distillate HydroCracker, hydrocraqueur de distillat ECD Electron capture detector, detecteur à absorption électronique EFCPC Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres EMT Ecart Moyen Toléré ENSA Ecole Nationale Supérieure d'Agronomie ENSTP Ecole Nationale Supérieure des Travaux Publiques ESA Ecole Supérieure d'Agronomie ESCAE Ecole Supérieure de Commerce et d'Administration des Entreprises ESI Ecole Supérieure d'Industrie ESMG Ecole Supérieure des Mines et Géologies ESTP Ecole Supérieure des Travaux Publiques FG Fuel Gaz, gaz combustible FID flame Ionization Detector, Detecteur à ionisation de flamme FO Fuel Oil, fioul Fiabilisation de l’analyseur H2 du gaz de recycle (83AT0001) de l’unité de reformage catalytique V KONE Kouwelton Patrick Franck Olivier, Mémoire de Fin de Cycle Ingénieur Génie Chimique option Pétrole FPD Flame photometric Detector GC-MS Gas Chromatography-Mass Spectrometry GSPM Groupement des Sapeurs-Pompiers Militaires H-1 par heure HP Haute Pression HSK Hydroskimming HVO Heavy Vacuum Oil, huile lourde de distillation sous vide IAB Institut Agricole de Bouaké IFP Institut Français du Pétrole INPHB Institut National Polytechnique felix Houphouet Boigny INSET Institut National Supérieur de l'Enseignement Technique ISO International Organisation for standardization, organisation internationnale de normalisation J Joule K Kelvin kg kilogramme m mètre mL millilitre mm millimètre mol mole MPa Mega Pascal N Newton Pa Pascal PH potentiel Hydrogène PID photoionization detector PV Procès-Verbal S seconde SI Système International SIR Société Ivoirienne de Raffinage SMB Société Multinationale de Bitume SNCC Système Numérique de contrôle centralisé TCD Thermal Conductivity Detector TID Thermionic uploads/Management/ rapport-de-stage-de-kone.pdf