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Médard EKRA – Ingénieur procédés Raffinage et génie chimique …. ekrakm@gmai

Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 1 CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES HYDROCARBURES Introduction I- LES GRANDES FAMILLES D’HYDROCARBURES 1) Les hydrocarbures saturés 2) Les hydrocarbures insaturés II- LES IMPURETES DANS LE PETROLE BRUT 1) Les composés sulfurés 2) Les autres composés Conclusion CHAPITRE 2 : DISTILLATIONS TBP, DAT ET DSV Introduction I- DISTILLATION TRUE BOILING POINT (TBP) II- DISTILLATION ATMOSPHERIQUE (DAT) 1) But et principe de la distillation atmosphérique 2) Schéma de l’unité et conditions opératoires 2.1- Dessalage du pétrole brut - Fonctionnement - Paramètres de suivi 2.2- Echangeurs de chaleur - paramètres de suivi des échangeurs - équation fondamentale et bilan énergétique - étude de la transmission de chaleur 2.3- Four atmosphérique - Bilan énergétique - Paramètres de suivi 2.4- Colonne de distillation atmosphérique - Fonctionnement et dimensionnement - Bilan matière ou massique de la colonne III- DISTILLATION SOUS VIDE (DSV) 1) But de la distillation sous vide 2) Schéma de l’unité et conditions opératoires 3) Principe du vide Conclusion Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 2 CHAPITRE 3 : TRAITEMENTS DES COUPES PÉTROLIÈRES ET CONVERSIONS Introduction I- TRAITEMENTS DES COUPES PETROLIERES 1) Hydrotraitement 2) Procédés d’adoucissement II- LES CONVERSIONS DE QUELQUES BASES 1) Alkylation 2) Isomérisation 3) Reformage catalytique 4) Craquage catalytique 5) Hydrocraquage 6) Viscoréduction CHAPITRE 4 : SPECIFICATIONS TECHNIQUES DES PRODUITS PÉTROLIERS Introduction I- Essais normalisés liés à la volatilité II- Essai normalisés liés à la combustion III- Essais normalisés liés à l’écoulement, à la lubrification et au stockage IV- Essais normalisés liés à la tenue au froid V- Essais normalisés liés à la corrosivités et à la pollution VI- Essais normalisés liés à la composition chimique et aux stabilités Conclusion CHAPITRE 5 : TRAITEMENT DES EAUX Introduction I- Les catégories d’eaux des raffineries 1.1- Les eaux propres 1.2- Les eaux huileuses 1.3- Les eaux de procédés II- Principaux traitement des eaux usées III- Spécification des eaux rejetées Conclusion Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 3 AVANT PROPOS Le raffinage du pétrole désigne l’ensemble des traitements et transformations visant à tirer du pétrole brut le maximum de produit à haute valeur commerciale. Selon l’objectif visé, en général, ces procédés sont réunis dans une raffinerie qui est l’endroit où l’on traite le pétrole brut pour en extraire les fractions commercialisables. Très souvent, sa qualité dépend en grande partie de son origine : sa couleur, sa viscosité, sa teneur en soufre, son point d’écoulement, sa teneur en sels minéraux. Aussi, la structure de chaque raffinerie doit tenir compte de tous ces facteurs. En effet, la structure de la raffinerie à construire diffère par : - L’objectif visé et l’endroit où elle se trouve ; - La nature des bruts traités (par exemple brut BTS ou HTS, brut naphténique ou aromatique) ; - Les besoins potentiels locaux Certaines raffineries sont simples et d’autres complexes. Les raffineries simples sont constituées seulement de quelques unités de traitements tandis que les raffineries complexes en possèdent bien plus. Généralement dans des régions (Europe, Amérique du Nord…) où les besoins en carburants sont élevés, la structure des raffineries est complexe. Par contre dans les pays en développement (Afrique…), cette structure est assez simple. Le raffinage du pétrole peut être résumé par cette chaine ci- dessous : En effet, le pétrole brut est d’abord fractionné dans les unités de distillations afin d’avoir des coupes pétrolières. Des bases sont obtenues, par la suite grâce à des traitements que subissent les coupes pétrolières. Enfin, l’on aboutit aux produits finis par le mélange des bases. En somme, le raffinage du pétrole est une étape très importante dans l’aventure industrielle qui a commencé avec le colonel DRAKE en 1859 en forant le premier puits de pétrole à Titusville. PETROLE BRUT COUPES PETROLIERES Séparation par Distillation Traitement de Raffinage Mélanges des Bases BASES PRODUITS FINIS Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 4 -C-C-C-C- n-butane CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES HYDROCARBURES Introduction Chaque réservoir de pétrole dans le monde fournit une huile qui a ses caractéristiques propres c'est-à-dire que deux champs pétroliers fournissent du pétrole ayant des caractéristiques différentes. Les hydrocarbures sont des composés chimiques constitués uniquement d’atome de carbone et d’hydrogène dont l’importance économique et politique n’a cessés d’augmenter depuis ces 20 dernières années. Ils sont utilisés essentiellement comme source d’énergie (carburant, combustible) et également les matières premières dans l’industrie pétrochimique. L’abondance de famille d’hydrocarbure résulte de la faculté du carbone à s’associer facilement avec d’autres éléments. Le carbone est tétravalent c'est-à-dire qu’il établit 4 liaisons et les chaines carbonés peuvent êtres linéaires, ramifiés ou cycliques. I- FAMILLES D’HYDROCARBURES Toutes classification est faite en fonction d’un critère exprimant le mieux la réalité liée aux utilisations et aux propriétés. Selon la manière dont les atomes de carbone sont liés les uns aux autres, on distingue 02 grandes familles d’hydrocarbures qui sont : les hydrocarbures saturés et les hydrocarbures insaturés. 1) Les hydrocarbures saturés Dans cette famille d’hydrocarbure, les liaisons carbone-carbone sont des liaisons simples c'est-à- dire ne présentent ni double, ni triple liaison et ni cycle benzénique. Ces hydrocarbures saturés n’ont plus la possibilité de fixer d’autres atomes d’hydrogène sur le squelette constituant la molécule : ce sont des hydrocarbures stables et sont les plus rependus dans le pétrole brut. Ce sont : les paraffines et les naphtènes. 1.1- Les paraffines Communément appelés « alcanes », ce sont des hydrocarbures saturés ayant pour formule générale CnH2n+2 avec n≥1. On distingue :  les paraffines normales ou n-paraffines possédant des atomes de carbones formés en chaines droite et leur nomenclature se termine par le suffixe « ane ». Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 5 -C-C-C- C Cyclopentane C5H10 Cyclohexane C6H12  les isoparaffines ou paraffines ramifiées possédant des atomes de carbones Les structures branchées apparaissent pour les paraffines à partir des chaines à 04 atomes de carbones. Les isoparaffines et les n-paraffines ont des caractéristiques suivantes :  Densité faible  tenue au froid : mauvaise (n-paraffines) et généralement assez bonne (isoparaffines)  bonne stabilité et résistance à l’oxydation  Rapport C/H faible  Combustion n-paraffines (mauvaise pour moteur essence et très bonne pour moteur diesel) / Combustion isoparaffines (bonne pour moteur essence et mauvaise pour moteur diesel). 1.2- Les naphtènes Ce sont des hydrocarbures cycliques saturés. Leur nomenclature est identique à celle des normales paraffines mais précédée du préfixe ‘’ cyclo ’’. Ils sont aussi largement représentés dans le pétrole brut et se caractérisent par la présence de molécule cyclique comportant les plus souvent 5 ou 6 atomes de carbones. Notons que les carbones sont dans ces exemples associés en anneau et toutes les valences sont saturées. De ce faite, ils sont peu réactifs. Comparés aux paraffines, les hydrocarbures naphténiques possèdent les propriétés suivantes :  Température d’ébullition un peu plus élevée  Densité moyenne  tenue au froid généralement bonne  Rapport C/H moyen  Combustion moyenne pour moteur essence et moteur diesel. Isobutane Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 6 2) Les hydrocarbures insaturés Dans ces hydrocarbures, on a une ou plusieurs liaisons multiples (liaisons π). C’est la mise en commun de deux doublets ou trois doublets d’électrons. Ces hydrocarbures ne sont pas saturés parce qu’ils ont la possibilité de fixés d’autres éléments car il y’a un déficit d’atome d’hydrogène : ce sont des hydrocarbures très instables Raison de l’instabilité : Par addition d’hydrogène, ils peuvent être transformés en hydrocarbures saturés. Par hydratation, certains peuvent se transformer en alcool puis une oxydation vive ou ménagée peut les conduis en aldéhydes et ensuite en acide carboxylique (très corrosif) On distingue : les oléfines, les acétyléniques et les aromatiques. 2.1- Les Oléfines et dioléfines Ce sont les hydrocarbures à double liaisons entre les deux atomes de carbones. Cette double liaison peut se trouver dans une chaine droite (oléfine normale), dans une chaine ramifiée (iso- oléfine), dans un cycle (cyclo-oléfine) ou encore sous formes de 2 doubles liaisons (dioléfines). De formule brute CnH2n, ils ont des caractéristiques suivantes :  Densité faible  Très mauvaise stabilité et résistance à l’oxydation  Rapport C/H moyen  Combustion assez bonne pour moteur essence et mauvaise pour moteur diesel) NB : Les oléfines se retrouvent très rarement dans le pétrole brut mais peuvent être présents dans les recettes des procédés de raffinage particulièrement dans les fractions provenant des procédés de conversions des fractions lourdes. 2.2- Les acétyléniques Ils sont caractérisés par la présence d’une triple liaison carbone-carbone (-C C-). Leur formule générale est CnH2n-2, et ont des caractéristiques voisines de celles des oléfines. Leur nomenclature se termine par le suffixe « yne ». C=C-C-C C-C=C-C-C-C oléfine C=C-C=C C-C=C-C=C-C dioléfine Médard EKRA – Ingénieur procédés **Raffinage et génie chimique** …. ekrakm@gmail.com 7 CH3 CH3 Toluène CH3 CH3 Orthoxylène Paraxylène 2.3- Les aromatiques Ces hydrocarbures sont beaucoup représentés dans les pétroles bruts. Ils hydrocarbures renfermant des cycles benzéniques. Ils sont très stables du fait de leur structure cyclique. Les aromatiques sont des hydrocarbures uploads/Sante/ raffinagebts-licencepro-161005092640.pdf