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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université d’El Oued Faculté des sciences et de la Technologie Département des sciences et de la Technologie Soutenu le 24/06/2014 Présenté par :  Soltane abdelhak  Laib brahim DEVANT LE JURY Président Guerram abdelmadjid Professeur Université d’El Oued Examinateur Chaabiah Nacer M.A.B Université d’El Oued Directeur de mémoire Lati moukhtar M.A.B Université d'Ouargla Co -rapporteur Abdelgani serouti M.C.A Université d’El Oued Simulation et optimisation de topping par une colonne pré-distillation Résumé I Résumé Les installations de raffinages qui travail avec un ballon de flash tel que la raffinerie d'Alger, ont un problème dans l'étouffement de la colonne de distillation atmosphérique à cause de trois paramètres qui sont la température, la pression et le débit Notre travail consite à éliminer cette étouffement en changant le ballon flash par un pre distillateur et d'étudier l’effet de changement sur ces parametres par la simulateur ASPEN HYSYS 7.2 . Les résultats obtenus dans une installation avec le pré distillation est meilleur que dans une installation avec le ballon flash. Mots clés : distillation atmosphérique, ballon flash, colonne pré distillation, températures, pression, débit. ملخص ٍتعاو ٍمصاف انتكسَس مه اضطساباث ًعه مستىي انعمىد ٍاألساس ،نهتقطُس مصفاة انجزائس ،مثال و َعىد ذنك نثالث عىامم ٍوه انحسازة وانضغط وانتدفق و نهقضاء ًعه هرا انمشكم قمىا بتغُُس عمىد فالش بعمىد ،ما قبم انتقطُس ودزسىا تأثُس انتغُس ًعه انعىامم انثالثت انمسماة سابقا و هرا باستعمال بسوامج انمحاكاة ASPEN HYSYS 7.2 . ، أظهسث انىتائج انمتحصم عهُها إن إضافت عمىد ما قبم انتقطُس أفضم مه عمىد فالش . انكهماث انمفتاحُت: انتقطُس انجى ،ٌ عمىد فالش، عمىد ما قبم انتقطُس ، انحسازة ، انضغط ، انتدفق. Remerciement Rien ne va de soit, rien n’est donné, tout est construit. Au terme de ce travail, nous tenons à remercier vivement notre encadreur Mr Moukhtar Lati et Abdelgani Soroti, pour nous avoir défini et orienté le sujet, pour son collaboration, son suivi, a serviabilité et ses conseils, sans lui le présent travail n’aurait pu être effectué. De nombreuses personnes ont participé à notre formation Scientifique, depuis la première année préparatoire jusqu’à la deuxième année master. Enfin, nous remercions tous ceux qui ont contribué à la réussite de ce projet, et que tous aux qui nous ont involontairement oublié trouvent ici l’expression de notre gratitude. Dédicace Je dédie ce modeste travail A Mon père qui est partie à l’autre monde Ma mère qui m’a encouragé de prés et de loin et qui m’a aidé pour terminer ce travail Mes frères : Abdeldjabbar, Souhaib Mes sœurs Mes amis :Aoun Laib, , youcef Hariz Bekkar, Sadam Mhaoua, ,Taher Gedeiri , Mohamed Saleh Laib, Mohamed Rida Gedeiri, Abdalah Faridg, Moussa Laib ,YounesSrotti,Amar Belhadef, Taher Gedeiri , Rimi Brahim, , Dridi Imad , amar mekhiber ,halim boukocha ,mbarek nemssi . . Mon Binôme : Brahim Soltane Abdelhak Dédicace Je dédie ce modeste travail B Mes parents qui m’ont encouragé de prés et de loin et qui m’ont aidé pour terminer ce travail Mes frères : Aoun ;Mouhamed. Moussa;Abdelrahman ;mehrez,yousef sdik Mes sœurs Mes amis :, Taher Gedeiri , Rimi Brahim, Mohamed Rida Gedeiri, Abdalah Faredg, Dridi Imad , amar mekhiber ,halim boukocha ,mbarek nemssi . Mon binôme : Abdelhak Laib Brahim. Sommaire II T Ta ab bl le e d de es s m ma at ti iè èr re es s Résumé I Remerciement Dédicace Sommaire II Liste des Figures III Liste des Tableaux VI INTRODUCTION GENERALE 1 CHAPITRE I I Le pétrole brut 2 I.1 Introduction 2 I.2 Définition 3 I.3 Composition du pétrole brut 3 I.3.1 Les hydrocarbures paraffiniques « Alcanes » 3 I.3.2 Hydrocarbures naphténiques « Cycoalanes » 4 I.3.3 Hydrocarbures aromatiques 4 I.3.4 Hydrocarbures insaturés (oléfines) 4 I.3.5 Composés oxygénés 4 I.3.6 Composés azotés 4 I.3.7 Substances résineuses et asphaltiques 5 I.3.8 Substances minérales 5 I.4 Caractéristiques du pétrole brut 5 I.5 Le raffinage 7 I.5.1 Le raffinage dans le monde 7 I.6 Présentation de la raffinerie d’Algérie 8 I.6.1 Historique 8 I.6.2 Les différentes unités de la raffinerie d’Alger 8 I.6.2.1 Raffinerie d’Alger 8 I.6.2.2 Raffinerie de Skikda 9 I.6.2.3 Raffinerie d’Arzeiw 9 Sommaire II I.6.2.4 Raffinerie de Hassi-Messaoud N°1 10 I.6.2.5 Raffinerie de Hassi-Messaoud N°2 10 I.6.2.6 Raffinerie d’In- Aménas 10 I.6.2.7 Raffinerie d’Adrar 10 CHAPITRE II II Description du procédé 13 II.1 Introduction 13 II.2 Définition 13 II.3 Distillation des mélanges complexes 13 II.4 Types de distillation de mélanges complexes 14 II.4.1 Distillation progressive simple 14 II.4.2 Distillation ASTM (American Society for Testing Materials) 15 II.4.3 Distillation parfait (TBP) 15 II.4.4 Distillation à l'échelle industrielle 15 II.5 Fonction TOPPING 16 II.5.1 Description du procédé TOPPING 17 II.6 la distillation atmosphérique 19 II.6.1 Description de la colonne de distillation 20 II.6.1.1 Zone de flash ou d'expansion 20 II.6.1.2 Zone de rectification 20 II.6.1.3 Zone de d'épuisement 20 II.7 Types d'installation de distillation initiale du pétrole 22 II.7.1 Unité de distillation atmosphérique avec une seule colonne 22 II.7.2 Unité de distillation atmosphérique avec pré-distillation 23 II.7.3 Unité de distillation atmosphérique avec un ballon de flash 24 CHAPITRE III III Introduction 26 III.1 Méthodologie 26 III.1.1 préparation le brut 26 III.1.2 Données de départ 26 III.1.3 Modélisation 30 III.1.3.1 Méthode de détermination de travaille par HYSYS 30 Sommaire II III.1.3.2 III. Simulations par logiciel HYSYS 30 III.1.3.2.1 Première Méthode 32 III.1.3.2.2 Deuxième Méthode 33 III.2 Présentation et analyse de résultats 34 III.2.1 Présentation de résultat pour ballon flache et pré distillation 36 III.2.1.1 Présentation de résultat la courbe TBP ballon flash et pré distillation 38 III.2.1.2 Comparaison des paramètres des compositions de production de deux procèdes 39 C CO ON NC CL LU US SI IO ON N G GE EN NE ER RA AL LE E 42 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ANNEXE Liste des Figures III Figure Titre Page I.1 Les raffineries en Algérie 12 II.1 Schéma dessalage et distillation atmosphérique du brut 17 II.2 Installation de distillation atmosphérique dans une seule colonne 23 II.3 Installation de distillation atmosphérique avec pré flash 24 II.4 Installation de distillation atmosphérique avec un ballon de flash 25 III.1 Fenêtre du logiciel HYSYS 30 III.2 L’espace de la corrélation HYSYS 31 III.3 Schéma de distillation atmosphérique avec un ballon de flash 32 III.4 Schéma de distillation atmosphérique avec pré-distillation 33 III.5 Courbe TBP pour pétrole brut 34 III.6 Courbe la densité pour le pétrole brut 34 III.7 Courbe de la viscosité 1et 2 de pétrole brut 35 III.8 Courbe de la Poids Moléculaire pour pétrole brut 35 III.9 Caractéristique la Températures pour le de deux procédés 36 III.10 Caractéristique la pression pour le de deux procédés 37 III.11 Débits molaires pour les deux procédés 37 III.12 Courbe TBP ballon flash et pré distillation pour la phase vapeur 38 III.13 Courbe TBP ballon flash et pré distillation pour la phase liquide 38 III.14 Températures des fractions de deux procédés 39 III.15 Pressions des fractions de deux procédés 40 III.16 Débits des fractions de deux procédés 40 Liste des Tableaux VI leau Tab Titre Page I.1 Des exemples des paraffinée 4 III.1 Les conditions d' alimentation 26 III.2 Fraction molaire de la composition 26 III.3 Distillation TBP du pétrole brut 27 III.4 Caractéristiques de gravité 27 III.5 Caractéristiques de la viscosité 27 III.6 Propriété de brut 28 III.7 Vapeur Streams information 28 III.8 Valeurs initiales estimées 28 9 III. Spécification de la colonne distillation 28 III.10 point du coup à partir 100 f° 29 III.11 Paramètre la colonne pré distillation 29 III.12 Caractéristique de ballon flash 36 III.13 Caractéristique de colonne pré distillation 36 III.14 Paramétré du composant le brut flash pour ballon flash 39 III. 15 Paramètre et la composant le brut flash pour colonne pré distillation 39 Introduction Générale 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE Le pétrole, en étant la première source d’énergie mondiale, fournissant prés de la moitié de la demande totale d’énergie primaire, a fait que notre civilisation industrielle moderne en est dépendante, et cette dépendance se constate d’après son approvisionnement à grande échelle. Le raffinage a pour objectif de transformer par des opérations physico- chimiques des pétroles bruts d’origines diverses en carburants, combustibles, lubrifiants, bitumes, et de plus en plus en produits de base pour la pétrochimie. Pour se faire les raffineurs recourent à quatre types de traitements : la séparation, la conversion, l’amélioration, le mélange. Ces traitements varient en fonction de brut à traiter et des caractéristiques des produits qui sont liées au besoin spécifique du marché. L’émergence de nouveaux pôles industriels et l'accroissement du parc automobile ne font qu’augmenter la demande en produits énergétiques. Le problème dans les installations de raffinages qui travail avec un ballon flash tel que la raffinerie d'Alger, est l'étouffement de la colonne de distillation ce qui cause:  L’augmentation des températures au niveau des plateaux de soutirage notamment les plateaux de solvant lourd.  Augmentation de la pression de la zone de flash.  Dégradation de la qualité de fractionnement des vapeurs de tête.  Une diminution de débit des produits. Notre travail consite à éliminer cette étouffement en changant le ballon flash par un pre distillateur et uploads/Science et Technologie/ m-t-048-1.pdf