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Thème: Unité de vapocraquage REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MI

Thème: Unité de vapocraquage REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université du 20 Août 1955-Skikda Faculté de Technologie Prépare par: - LAHCIENE TAHAR - LEKHOUIMES NABIL - BESSERIANI BILAL - SADOUD MOHEMMED SALEH 2019-2020 Professeur: Zah.Djetoui Partie 1 Définition de vapocraquage . Définition  Le vapocraquage dont les premières installations datent de 1920 environ aux États-Unis s’est rapidement imposé comme le procédé essentiel générateur d’éthylène, propylène, butadiène et autres intermédiaires pétrochimiques de première génération. Les principales étapes de l’évolution du procédé sont les suivantes : - vers 1920 : Fabrication d’éthylène par craquage d’éthane issu du gaz naturel (Union Carbide and Carbon Co) - 1942 : Première unité de vapocraquage de gazole (British Celanese) - Capacité environ 6000 t/an d’éthylène - - 1950 : Construction d’unités de capacité allant jusqu’à 50000 t d’éthylène. - 1950-1960: Apparition d’installations produisant couramment 300 000 t/an d’éthylène à partir de naphta pétrochimique.  Aujourd'hui les unités nouvelles ont des capacités de production de l'ordre de 600000 à 700000 t/an voire davantage. PRINCIPE DU VAPOCRAQUAGE: 1-Conditions de craquage: Le vapocraquage exige, en effet, des conditions particulièrement sévères : - température de craquage : de l’ordre de 800 à 850°C - temps de craquage : 0,1 à 0,5 seconde - pression faible légèrement supérieure à la pression atmosphérique - dilution de la charge par de grandes quantités de vapeur d’eau : de l’ordre de 0,6 tonne par tonne de charge dans le cas des naphtas. . 2 - Rendements obtenus – charges de vapocraquage : a - Rendements types sur naphta: Le schéma ci-dessous précise la gamme des rendements types obtenus à partir de craquage de naphta: On obtient une panoplie de produits allant de l’hydrogène et du méthane au fuel très aromatique : - l’hydrogène peut, après séparation, être utilisé dans des installations d’hydrogénations sélectives des effluents craqués (coupe C2, coupe C3, coupe C4, coupe essence) - le méthane est un excellent combustible pour les fours de vapocraquage - la coupe C2 représente l’effluent le plus important et contient surtout de l’éthylène (80 % environ) - la coupe C3 est très riche en propylène (90 % environ) - la coupe C4 est constituée à peu près pour moitié de butadiène 1-3. Elle contient également en proportions notables de l’isobutène et du butène 1. - la coupe essence (C5 à C10) est très riche en hydrocarbures aromatiques et en dioléfines. La partie C6 de cette essence est notamment riche en benzène que l’on peut chercher à séparer - le fuel très aromatique est un produit lourd de médiocre qualité en terme de combustible mais recherché éventuellement pour sa faible teneur en soufre. Cette grille de rendement indique par aileurs que près de 80 % masse de l’effluent réactionnel est constitué de composés gazeux dans les conditions ambiantes (H2, C1, C2, C3, C4). b - Rendements types suivant la charge : Selon la nature des charges, les rendements sont très différents. Le tableau ci- dessous donne lesb rendements typiques obtenus lors du vapocraquage d’éthane, de G.P.L., de naphta, de gazole et de distillat sous vide: c - Répartition mondiale des charges : Le tableau ci-dessous montre la répartition estimée des charges de vapocraquage dans le monde en 2000 (en % poids) : Partie 2 UNITE DE VAPOCRAQUAGE: Définition Le vapocraqueur est une installation industrielle complexe dans laquelle les techniques utilisées et les conditions opératoires pratiquées sont très variées. On distingue ainsi habituellement : - la zone chaude comprenant : les fours de pyrolyse ou de craquage, les chaudières de trempe et la couronne de trempe, les colonnes du train chaud - la zone de compression comprenant : le compresseur des gaz craqués, les colonnes de purification et de séparation, les sécheurs - la zone froide comprenant : la boîte froide, le méthanateur, les colonnes de fractionnement du train froid, les convertisseurs C2 et C3, le réacteur d'hydrostabilisation des essences. 1 - ZONE CHAUDE : Partant du stockage où la charge naphta est disponible à température ambiante, on réalise successivement : - la mise en pression de la charge par une pompe puis son réchauffage par récupération de chaleur sur les effluents de l'unité dans plusieurs échangeurs de chaleur. - la répartition de la charge dans différents fours au sein desquels s'opèrent les réactions de craquage thermique en présence de vapeur de dilution injectée dans le flux hydrocarboné et dont la quantité est fonction de la nature de la charge traitée - la trempe brutale des effluents du four pour arrêter les réactions chimiques et éviter la formation de coke. Cette opération est réalisée en deux étapes. Une trempe indirecte est d'abord pratiquée dans des échangeurs particuliers appelés TLE ou TLX (transfert line exchangers) ou chaudières de trempe. Puis une trempe directe est assurée par injection d'huile de quench au niveau de la couronne de trempe - la séparation des fractions lourdes des effluents four obtenues en fond de la tour de fractionnement primaire, la fraction essence et plus légers ainsi que la vapeur procédé passant en tête. - la condensation de la fraction essence lourde ainsi que de la vapeur de procédé au sein de la tour de trempe à l'eau. En tête, sortent les gaz craqués légers C6-C5. 2 - ZONE DE COMPRESSION : a - Composition type des gaz craqués: A la sortie de la tour de trempe à l'eau les problèmes posés sont des problèmes de séparation des différents produits et d'élimination d'impuretés gênantes vis-à-vis des spécifications des intermédiaires pétrochimiques commerciaux. Les schémas de séparation des produits du vapocraqueur exigent le plus souvent une pression de l'ordre de 30-35 bars. Il en résulte une importante dépense énergétique de compression des gaz craqués. B - Sécheurs de gaz craqués: Compte tenu de l'augmentation de pression et de la baisse de température qui atteint 15°C après échange de chaleur à la sortie du dernier étage de compression, une grande partie de la vapeur d'eau présente dans les gaz craqués a été condensée et évacuée dans les ballons séparateurs. 3 - ZONE FROIDE : a - Boîte froide: A la sortie des sécheurs, le flux ne contenant plus d'eau, ce dernier va pouvoir être refroidi sans risque d'apparition d'hydrates. b - Train de séparation froid: Ce dernier consiste en un ensemble de colonnes de distillation ayant pour objectif d'isoler les différentes coupes ainsi que les différents produits fabriqués par le vapocraqueur. Thank you for watching . uploads/Science et Technologie/ exposes-vapocraquage.pdf