Universit Hassan 1ercole Suprieure de TechnologieBerrechid

Gnie Industriel et nergies Renouvelables2emme anne DUT 2012 2013

Raliser par : ZIDANI Redwane

Encadrer par:

Mr EL OTMANI (la SAMIR) Mr Adil BALHAMRI (ESTB)

mes chers parents,

En tmoignage de ma gratitude, si grande quelle puisse tre, pour tous les sacrifices quils ont consentis pour mon bien tre et le soutien quils mont prodigu tout le long de mon ducation.Que dieu, le tout puissant, les prserve et les procure sant et longue vie.

mes frres et ma sur,

Pour leur encouragement et leur bont quils mont accord, jexprime ma profonde reconnaissance et mon grand respect.

tous mes amis de lEST,

Quils trouvent en ce travail, lhommage de ma gratitude, quaucun mot ne saurait lexprimer, pour leur attachement durant ces longues annes.

toute ma famille, mes amis et tous ceux que jaime.

Je ddie ce travail, expression de mon grand amour avec tous mes vux de bonheur et de prosprit.

A mon parrain et tous ceux qui taient prs de moi au court de ce stage, Surtout mes trs chers professeurs qui sont la source de mon inspiration quils trouvent dans ce travail les sincres tmoignages de ma profonde affectation et de ma haute considration. ZIDANI Redwane

Au terme de simple travail, je tien exprimer, en premier lieu, tous mes plus vifs remerciements Mr BALHAMRI Adil , pour avoir encadr mon projet , qui a veill pas a pas llaboration de ce travail, pour son aide, ses efforts prcieux pour pouvoir me mettre dans le bon chemin, et la motivation quil a su me donner tout au long de ce stage , pour sa disponibilit et surtout pour ses qualits humaines et scientifiques toujours en toute modestie, sa passion du mtier quil sait rendre contagieuse et la confiance quil a bien voulu maccorder tout au long de ce travail.

Ainsi que mes professeurs, pour leurs conseils aviss. Jai apprcie leur disponibilit et leur patience. De plus leurs comptences indniables dans le domaine de lindustrie.

Mes vifs remerciements sadressent galement lensemble du personnel de la SAMIR pour leur chaleureux accueil et leur soutien tout au long de la priode du stage, et quils trouvent, eux aussi, lexpression de ma profonde reconnaissance.

Un grand Merci a Mr EL OTMANI pour cette premire exprience qui sera trs importante pour ma carrire, les taches auxquelles vous mavez associe mont vraiment permis de consolider mes connaissances et den dvelopper des nouvelles.

Merci a tout le corps enseignant du dpartement Gnie Industriel et Energies Renouvelables lEcole Suprieure de Technologie de BERRECHID

Je tien galement remercier la direction de mavoir donn les moyens ncessaires pour accomplir ma mission dans de bonnes conditions.

Enfin merci a toutes personnes ayant apport leurs aides et collaborations pour la bonne russite de ce stage. Ce mmoire est crit dans le cadre dun stage de Fin de formation en vue dobtention du diplme de technicien suprieur en Gnie Industriel et Energies Renouvelables depuis lEcole Suprieure de Technologie de BERRECHID. Le thme abord est ltude de fonctionnement de la ligne 10 de distillation sous vide de la SAMIR Pour accomplir cela plusieurs tapes on t ncessaires cette tude : la dcouverte des ensembles des lments de lenvironnement du travail faire une prsentation de la ligne de production. dcouvrir le fonctionnement de chaque lment de la cit sur le terrain. Introduire les notions tudies et les mettre en liaison avec les fonctionnalits de la socit proposer une ide gnrale qui prsente les diffrentes taches effectue et les nouvelles comptences acquises Mise en place dun fichier daide

Mots clefsRaffinage, produits ptroliers, Industrie du raffinage, Production, distillation sous vide, soutirages, prchauffage de charge, vapeur, rendement, stripage,

Introduction gnrale 9Partie I : Prsentation de lenvironnement du travailChapitre 1 : Prsentation de la SAMIR.101. La SAMIR.112. Historique.113. Fish signaltique.124. Les missions de la SAMIR..135. Activits et produits.146. Les diffrentes units de la raffinerie...157. Lorganigramme directionnel.15Partie II : fonctionnement de lunit de distillation sous vide Chapitre 1: La distillation sous vide171. La distillation du ptrole171.1 La distillation simple.171.2 La distillation atmosphrique.182. Prchauffage de la charge ...193. La tour de distillation sous vide C101..203.1 Description203.2 Fonctionnement..204. Les soutirages21

5. La gnration de la vapeur basse246. Stripage des eaux acides.247. Rcupration nergtique..258. Lavage du gaz rsiduaire26 Chapitre 2: Analyse des problmes et calcul des rendements ...281. Analyse des problmes..281.1 Position du problme281.2 Etude de la corrosion.291.3 Choix de purgeur311.4 Problmes lis la tuyauterie321.5 Problmes lis au ballon sparateur..322. Calcule des rendements342.1 Notion du rendement352.2 Caractristiques de la charge...352.3 Caractristiques des coupes obtenues..362.4 Bilan de matire...372.5 Bilan nergtique.382.6 Interprtation des rsultats..393. Solutions pour amliorer le rendement de lunit40

Conclusion gnrale Bibliographie et web graphie

Aujourdhui les entreprises marocaines sont appeles moderniser rapidement leur techniques de production. Ceci va de leur intrt si elles veulent voluer et survivre dans le nouveau contexte conomique mondial et pouvoir affronter la comptitivit froce impose par la mondialisation.Cest dans ce contexte que jai men une tude critique et constructive sur le les techniques de production des produits ptroliers la SAMIRLa mission du raffinage est trs difficile, elle passe par plusieurs tapes, je me suis intress par ltape qui se ralise au sien de la direction de production dune manire gnrale et lunit de distillation sous vide dune manire prcise, cette dernire joue un rle trs important pour la socit.Ce rapport dgage la spcificit de la pratique par rapport aux principes thoriques des enseignements, sans occulter le lien qui les unit; il se prsente comme un compte rendu du droulement de mon stage, une description des activits que jai menes.Le prsent rapport dcrit la dmarche adopte, et qui a t structur de la faon suivante : Dans la premire partie et comme il est de prfrence jai commenc par un descriptif dtaill du contexte du stage et de ses objectifs, ensuite une prsentation gnrale des mthodes adoptes est donne; o jai prsent les fonctionnalits de lensemble dlments de la cit. La deuxime partie est rserve tout ce qui est lie la pratique et tches ralis pour calculer le rendement de lunit.

Prsentation de lenvironnement du travail. Chapitre I: Prsentation de la SAMIR

I. Prsentation de la SAMIR

1.1 La SAMIRLa Socit Anonyme Marocaine dIndustrie de Raffinage (SAMIR), leader dans le domaine de raffinage de ptrole, vritable acteur du secteur nergtique national et fournisseur stratgique du pays en produits ptroliers Vritable ple industriel et acteur dterminant du secteur nergtique marocain, la SAMIR est le fournisseur stratgique du Maroc en produits ptroliers. Avec ses deux sites Mohammedia et Sidi-Kacem, elle dispose dune capacit de raffinage de 150.000 baril/jour et dune capacit de stockage de 2 millions m. La SAMIR approvisionne 80 85% des besoins du Maroc en produits ptroliers.elle est prsente aussi dans les domaines des GPL, la logistique d'approvisionnement, la distribution, l'ingnierie, la formation, et l'infrastructure, grce sa participation dans le capital des socits Salam gaz 50% , Somas 38% , TSPP 100% , PSI Engineering S.A 35%, ACAFE 100% , et Africbitumes 50%.Vu limportance et la rputation de la SAMIR au niveau du march national et international, il savre primordial de connatre lhistorique, lorganigramme, les diffrentes units, les principales sources de ptrole de cette socit.1.2 Historique En 1959 tait la cration de la SAMIR(Socit Anonyme Marocaine et Italienne de Raffinage) par l'Etat Marocain, reprsent par le Bureau des Etudes et des Participations Industrielles (BEPI) et l'Office Italien des Hydrocarbures (Ente Nazionale Idrocarbur ENI) en joint venture avec la compagnie AGIP. Ainsi la construction de la premire unit de distillation de ptrole brut Mohammedia d'une capacit de 1,25 million de tonnes par an.Marocanisation de la socit en 1973 qui devient une entreprise entirement tatique ; l'Etat rachte les parts dtenues par les Italiens.

La mise en bourse du capital la socit tait un fait marquant de lhistoire de lentreprise ca tait en 1996, et par consquent en 1997 le groupe Corral ralise une Privatisation et transfert de 67,27% du capital de la SAMIR Parmi les vnements marquant de la socit en trouve aussi la fusion-absorption de la SCP (Socit chrifienne des ptroles) par la Samir en 1999.En septembre 2005 la SAMIR a connu le dmarrage officiel des travaux de modernisation de la raffinerie de Mohammedia, avec un cot global de plus de 1 milliard de dollars.En 2008, cration de la socit TSPP, filiale 100% de la SAMIR, ayant pour mission le transport et stockage des produits ptroliers.1.3 Fish signaltiqueRAISON SOCIALESOCIETE ANONYME MAROCAINE DINDUSTRIE DE RAFFINAGE

FORME JURIDIQUESOCIETE ANONYME

DATE DE CONSTITUTION1959

CAPITAL SOCIAL1189966500,00 MAD

ACTIONNARIATCORRAL 66.72% PUBLIC A TRAVERS LA BOURSE 33.28%

Chiffre d'affaire la moiti 200821.000.000.000 MAD selon le communiqu de presse de 09 octobre 2008

EFFECTIF1187 en octobre 2008

REGISTRE DE COMMERCEB.P.91, MOHAMMEDIA

NUMERO DE PATENTE39404860

IDENTIFICATION FISCALE3100228

AFFILIATION A LA CNSS1417395

TELEPHONE(05)23-31-93-00; (05) 23-31-94-00

FAX(05)23-31-69-56; (05)23-31-71-88

ADRESSEBP.89, ROUTE COTIERE 111, MOHAMMEDIA, MAROC

Tableau 1.1: Fish signaltique de la SAMIR 1.4 Les missions de la SAMIR

1.4.1 Mission EconomiqueLa SAMIR contribue activement au dveloppement conomique du pays. Elle cre des richesses, assure la scurit d'approvisionnement du Maroc en produits ptroliers et sous-traite auprs d'un rseau dense de PME-PMI. Cela dune part dautre part la SAMIR a des clients de classe mondiale qui sajoute ceux nationale.

Figure 1.4: Clients de SAMIR

1.4.2 Mission SocialeLa SAMIR procure des emplois, dispense des formations, uvre au bien-tre de ses salaris et apporte son soutien des actions humanitaires, sportives et culturelles.1.4.3 Mission EnvironnementaleLa protection de l'environnement est une des proccupations majeures de la SAMIR. Elle veille ce que ses procds et ses produits aient le minimum d'impact ngatif sur le milieu naturel, et intgre la dimension environnementale parmi les critres qui guident ses choix en matire d'investissement.1.5 Activits et produits : Le raffinage est la principale activit de la raffinerie de Mohammedia , a elle seule ,dispose dune capacit de plus de 6 millions de tonnes, dans le domaine de lexploration de production la SAMIR a investi 50 millions de DHMS en 2002-2003,au niveau du trading , elle rceptionne cinq ptroliers de brut par mois et exporte 25 % de sa production .A cela sajoute une activit secondaire, celle de la fabrication de bouteilles de gaz a lusine de sidi Kassem.La Samir labore 14 produits partir du ptrole brut import dArabie-saoudite, dIRAK, dIran, de la Russie.Dune capacit de 6250000 tonnes, la raffinerie de Mohammedia se compose dunits principales et dunits annexes destines lamlioration de la qualit des produits .les principales units de la raffinerie sontune units de fabrication des grands produits, un complexe de fabrication des huiles, bitumes et paraffines, et une installations offset comprenant; un parc de stockage de ptrole brut, des produits finis et semis finis, deux centrales thermiques pour produire les diffrentes utilits: vapeur, eau dminralise; air comprim, quipements de traitement des eaux rsiduaires, etc.

1.6 Les diffrentes units de la raffinerie La SAMIRse compose de plusieurs units dotes dune infrastructure trs dvelopp, elle se compose des units suivantes: 3 Toppings (unit de distillation atmosphrique). 1Merox Krosne (dsulfuration du krosne) 1 HDS hydrodsulfuration GO. 2 HTD prparation de la charge Plat forming. 2 Platforming (amlioration de la qualit des essences en indice doctane). 2 Mrox GPL dsulfuration GPL. 2 Mrox dsulfuration des essences. 2 Sparation C3 et C4 (propane/butane). DSV distillation sous-vide (unit10 complexe des huiles). 1 unit extraction au furfural. hydro finissage des huiles de base. unit de dparaffinage. Oxydation des bitumes. 2 zones de centrales CTE... Production dutilit.1.7 Lorganigramme directionnel

Figure 1.7: Organigramme de la SAMIR Fonctionnement de lunit de distillation sous vide Chapitre I: La distillation sous vide

Chapitre II:

Calcul des rendements et analyse des problmes

1. La distillation sous vide

1.1 La distillation du ptrole

1.1.1 La distillation simpleElle consiste chauffer une solution homogne compose d'au moins deux entits chimiques dont les tempratures d'bullition sont assez loignes afin de les sparer.En effet le constituant le plus volatil du mlange s'vapore en premier sous l'effet de la chaleur; il s'chappe ensuite dans le rfrigrant qui permet sa condensation. Le liquide ainsi obtenu pourra tre recueilli dans une prouvette gradue : on l'appelle le distillat.A l'inverse, le constituant rest dans le ballon est le moins volatil.La distillation permet la purification despces liquides mais elle est aussi utilise pour isoler un produit au fur et mesure de sa formation, pour dplacer un quilibre chimique ou liminer un solvant.Les constituants du ptrole sont des hydrocarbures : Ils sont constitus de molcules organiques constitus datomes de carbone et dhydrogne uniquement (pas de composs oxygns).Le problme qui se pose cest comment sparer les diffrents constituants du ptrole brut ? Figure I.1: la distillation simple

1.2 La distillation atmosphriqueComme son nom l'indique, cette distillation s'effectue sous une pression atmosphrique c'est dire dun Bar. Elle se produit dans une tour de distillation atteignant entre 50 et 60 mtres de haut pour 7 mtres de diamtre et comporte environ 50 plateaux de fractionnement. Une telle installation permet le traitement de jusqu' 30 000 tonnes de ptrole par jour. Pour se faire, on introduit dans la colonne du ptrole brut une temprature de 380C. Grce cette distillation, on rcupre les produits suivants :A moins de 40C : les gaz et les essences qui seront ensuite spars grce la distillation sous pression leve. Entre 40 et 180C : le naphta. Entre 180 et 230C : les krosnes et les ptroles lampants. Entre 230 et 360C : le gazole atmosphrique.A plus de 360C : les produits lourds qui vont quitter la colonne par le bas pour subir une distillation sous pression rduite.1.3 La distillation sous videLobjectif de lunit de distillation sous vide est de fractionner le rsidu atmosphrique pour en produire la charge de lunit dhydrocraquage et de lunit dhydrotraitement. Cette unit permet de raliser la sparation du rsidu atmosphrique en quatre coupes nommes LVGO, MVGO, HVGO et rsidu sous vide. Le LVGO, la coupe la plus lgre, est le gasoil rsiduaire contenu dans le rsidu atmosphrique. Le MVGO et le HVGO sont respectivement le deuxime et le troisime soutirage de la colonne sous vide qui sont combins lintrieur de lunit sous vide avant dtre achemins vers lunit dhydrocraquage1.4 Prchauffage de la chargeLa charge de rsidu atmosphrique venant du stockage, transite par le rservoir G101 est reprise par la pompe P101 A ou B. Elle est rchauffe dans les changeurs E101, E102, E103, E104, E105, E106 et E107 successivement par les reflux circulant suprieur, le rsidu sous vide, le distillat B, le reflux circulant inferieure, le rsidu sous vide, le distillat C et de nouveau, le rsidu sous vide. La charge ainsi prchauffe entre dans le four H101 (du type cabine a tubes horizontaux) par 3 passes en parallle, quipes de contrle de dbit. Une injection de vapeur moyenne pression est ralise dans chaque passe en zone de radiation, pour augmenter la vitesse de circulation et rduire ainsi le temps de contact, prjudiciable la surchauffe de peau de tube, gnratrice de formation de coke.

La charge porte la temprature dsire entre dans la tour C101 au dessus du plateau 6.

Schma I.1: prchauffage des rsidus atmosphriques

1.5 La tour de distillation sous vide C101

1.5.1 Description La tour C101 est constitue de 32 plateaux clapets de fractionnement. Elle permet dextraire du rsidu atmosphrique les coupes suivantes: Au plateau 30 (soutirage total), le gasoil, Au plateau 21, le distillat A, Au plateau 15, le distillat B, Au plateau 10 (soutirage total), le distillat C, En fond de colonne, le rsidu sous vide. Figure I.2: Aperu de la zone de distillation sous vide

1.5.2 Fonctionnement 1.5.2.1 Le vide Sortant du four H101, la charge entre dans la zone dexpansion de C101. De la vapeur surchauffe est injecte en fond de colonne afin de rduire la pression partielle des hydrocarbures et den faciliter le fractionnement.Le vide est maintenu a une valeur de 60 mm de mercure absolu en tte de tour.Ceci est obtenue par un systme de 2 injecteurs.Les vapeurs de tte sont aspires et condenses travers les 3 condenseurs et diriges vers le ballon D101.Le vide est maintenu la valeur dsire par action dun PC en tte du C101 agissant sur la communication entre les deux jecteurs et leur saturation.Dans le D101, leau et les hydrocarbures condenss sont spars: La partie hydrocarbures est reprise par la pompe P111 et expdie vers les sloops. La partie eau tant dirige vers le stripeur deau. Le ciel du D101 -o se trouve les incondensables (hydrocarbures en quilibre, hydrogn)- est en liaison avec le ballon dcanteur D103 avant H101, les incondensables seront donc brls au four Aperu de la zone de distillation

Schma 1.2: systme du vide

1.5.2.2 Les reflux Lquilibrage du bilan thermique de la tour est ralis par deux flux circulants: Reflux circulant suprieur: Soutir au plateau 28 par la pompe P109 A ou B, le gasoil traverse lchangeur E101 (dans lequel il rchauffe la charge) puis larorfrigerant A101 (temprature de sortie A101 = 45/50C). Une partie est rinjecte au plateau 30, lautre partie est injecte en tte de colonne par la liaison reflux de tte (soutirage gasoil-reflux circulant) Reflux circulant inferieur:Soutir au plateau 19 par la pompe P108 A ou B, il traverse lchangeur E104 (rchauffant la charge) (T de sortie E104 est 225C). Il est alors rinject au dessus du plateau20 sous contrle de dbit.

Reflux interne La coupe slope wax soutire au plateau inferieur (a soutirage total) est reprise par la pompe P103 et rinjecte sous contrle de dbit au dessus des 6 plateaux de fond de colonne.1.6 Les soutirages

1.6.1 gasoil Le gasoil extrait au plateau a soutirage total suprieur et repris par la pompe P101, refroidi dans A102 avant dtre expdi au stockage.Une partie du liquide soutir est refroidi et sert comme reflux froid en tte (plateau 32).1.6.2 Le distillat ALe distillat A est prlev au plateau 21 et entre en tte du stripeur C102 sous contrle dune vanne rgulatrice de niveau (TC du soutirage 263C). Stripp la vapeur surchauffe, le distillat A est soutir en fond du C102 par la pompe P107 A ou B, traverse le gnrateur de vapeur E111, puis le rfrigrant E116 avant dtre envoy au stockage.Les vapeurs de tte du C102, regagnent la tour sous vide au dessus du plateau 22. 1.6.3 Le distillat BLe distillat B est prlev au plateau 15 et entre en tte du stripeur C103 sous contrle dune vanne rgulatrice de niveau (TC soutirage 300C).Stripp a la vapeur surchauffe, le distillat B est vacu du fond de C103 par la pompe P106 A ou B a travers lE103 avant dtre dirig vers le stockage aprs ajustement de la temprature de coulage dsire a travers lE115. 1.6.4 Le distillat C Le distillat C est prlev au plateau soutirage totale intermdiaire vers le stripeur C104, sous contrle dune vanne rgulatrice de niveau(TC soutirage 335C).

Apres stripage a la vapeur surchauffe, le distillat C est soutir du C104 par la pompe P105 ou P106 B, traverse lechangeurE106 (rchauffage de la charge) puis le gnrateur de vapeur E110 et enfin le rfrigrant E114 ou sa temprature de coulage est ajuste.Une partie de la coupe C est rinjecte (avant stripping) ou plateau 10 en reflux par la pompe P104 A ou B.1.6.5 Sloop wax ou distillat lourdLe distillat lourd est soutir sur le plateau a soutirage total inferieur par la pompe P103 A ou B.La plus grande partie est rinjecte sous contrle de dbit comme reflux interne au dessus des 6 plateaux de fond. Le solde, sous contrle de niveau du plateau soutirage totale est refroidi dans lE113 et envoy au stockage.(Une autre destination que le stockage, il peut tres un recyclage ventuel du four H101 a la temprature de soutirage par la pompe P112).Ces deux destination possible ne concernent, rappelons le, quune faible quantit: 24 T/J sur KUWAIT 30 T/J sur KIRKUK

1.6.6 Rsidu sous vide Le rsidu sous vide est soutir en fond de colonne C101 (TC soutirage 360C) par la pompe P102 A ou B.Il traverse les changeurs E107, E105 et E102 dans lesquels et prchauffe la charge.il change ensuite a travers le gnrateur de vapeur E109, puis ajuste sa temprature de coulage (TC 120C) dans E112.A la sortie de lE107 (TC 315C), une partie au rsidu sous vide est recycle dans le fond du C101.

Schma 1.3: fractionnement des rsidus atmosphriques

Schma 1.4: fractionnement des rsidus sous vide et du sloop wax

1.7 Gnration de la vapeur basseLeau de chaudire, traverse lE108 cote faisceau (dans lequel, il rcupre de la chaleur du distillat B) puis rejoint le ballon D102.Apres vaporisation a travers les E109, E110 et E111 en parallle (cote faisceau), la vapeur retourne au ballon D102, ce dernier alimente alors les tubes de surchauffe situs en zone de convection. Dans ces tubes la vapeur 4 bars est surchauff 380C. Cest cette vapeur qui servira de stripping en C101, C102, C103 et C104.1.8 Stripage des eaux acidesNous avons vu que dans le D101, leau et les hydrocarbures sont spars (voir 1.2.2.1 Le vide).La phase aqueuse est reprise par la pompe P113 A ou B et est dirige vers le ballon D106. Apres reprise par la pompe P114 A ou B, leau est surchauffe a travers lE117 (cot faisceau) puis est transfre le stripeur atmosphrique C105. Celui-ci est constitu de 2 lits de garnissage (selles INTALOX).Le stripage est effectu la vapeur basse en fond de colonne. Leau strippe est extraite en fond par la pompe P116 A ou B et transfre en dehors de lunit aprs ajustement de sa temprature dans lE118. les vapeurs de tte du stripeur sont condenses a travers lE119 et rejoignent le ballon D107.Le condensat sert de reflux en C105 par la pompe P116 A ou B. Par dbordement, les hydrocarbures sont pigs dans un compartiment du D107, compartiment en liaison directe avec celui des hydrocarbures du D106.Ces deux laissons sont vacues vers le compartiment gasoil baromtrique du D101. Le gaz acide (en grande partie les incondensables) rejoint alors (depuis la tte du D107) le D103 qui est le ballon sparateur gaz a larrive du four H101.

Schma 1.5: Stripage des eaux de distillation sous vide

1.9 Rcupration nergtiqueLe train dchange a t dimensionn selon le cas de marche 50% Arabian light 50% Arabian medium. Etant donn la limitation de la temprature de la charge lentre du four impose par le soutirage des HVGO, la rcupration de la chaleur pour les cas de marche charge chaude est effectue par la production de la vapeur basse pression et par le prchauffage de lair de combustion.La vapeur basse pression est produite en changeant la chaleur avec le mlange de MVGO/HVGO. Pour amliorer cette production le MVGO est pris directement partir du refoulement de la pompe de soutirage de MVGO, ceci dans lobjectif de mieux exploiter le niveau thermique de ce flux. La vapeur basse pression est aussi produite dans tous les cas de marche en changeant de la chaleur avec le rsidu sous vide.

Le flux en provenance du gnrateur de vapeur MVGO/HVGO passe travers un pr chauffeur dair pour augmenter sa temprature aux environ de 140C, ceci permettra de rduire la quantit de combustible au niveau du four sous vide.1.10 Lavage du gaz rsiduaire Les gaz de tte gnrs principalement par le craquage thermique, contiennent dimportante quantit d H2S. Pour saligner aux exigences environnementales limitant les missions de gaz SO2 1750 mg/m3 dans les fums secs, les gaz de tte sont laves dans une colonne dabsorption avant dtre incinrs dans le four sous vide. Les gaz de tte sont misent en contacte contre avec une solution riche en ammoniac en provenance de lunit de traitement des eaux acides. Lunit est aussi conue pour fonctionner dans le cas ou lunit de traitement des eaux acides est en arrt. Pour viter les problmes due au moussage par condensation des hydrocarbures un rgulateur de temprature maintien la temprature du liquide de lavage suprieur celle du gaz de 2C. Le liquide riche en H2S est combin lintrieur de lunit avec les eaux acides en provenance du ballon accumulateur avant dtre envoy lunit de traitement des eaux acides.

Figure I.6: lunit du lavage des hydrocarbures

2. Analyse des problmes et calcul des rendements

2.1 Analyse des problmes

2.1.1 Position du problmeLes dgradations prpondrantes des changeurs vapeur ont pour origine des processus de corrosion, qui endommage srieusement les tubes, la connaissance de ces processus est essentielle pour assurer en fonctionnement la bonne marche de linstallation.La corrosion dsigne les processus dinteractions physico-chimiques intervenant entre un mtal et son environnement et conduisant une dgradation de la fonction du mtal, du milieu environnant ou du systme technique dont ils font partie. En dautres termes, cest dire que la rsistance la corrosion nest pas une proprit intrinsque dun matriau mais quelle dpend essentiellement du milieu environnant. La matrise des problmes de corrosion passera donc tant par un choix judicieux des matriaux que par un contrle rigoureux de la composition chimique des milieuxAu niveau de la ligne 10 de production des huiles , simpose des srieux problmes au niveau des quipements qui assurent la fonction de chauffage de lair servant au schage des tourteaux, ainsi que tous les quipements aliments par la vapeur provenant de la raffinerie, ce problme se manifeste sous la forme dune corrosion qui attaque et affaiblie la tenue mcanique des tubes, chose qui constitue actuellement lun des soucis majeurs de lentreprise.2.1.2 Etude de la corrosionLorsque la dtrioration dun mtal a lieu par raction chimique ou lectrochimique avec son environnement, il sagit de corrosion, pouvant tre de diffrentes formes; uniformes, localises, etc...Les proprits des matriaux sont alors altres. 2.1.2.1 Les diffrents types de corrosion

Corrosion gnralise

Ce type dattaque peut tre uniforme ou galvanique suivant quil fait intervenir un seul mtal ou un couple de mtaux diffrents.

Corrosion uniformeCest une corrosion gnralise qui rsulte de la prsence de micropiles lintrieur du mme mtal et se traduit par une perte rgulire de lpaisseur. Cette forme dattaque est responsable de la perte la plus leve en matriaux mais elle est loin dtre la plus dangereuse.

Corrosion galvaniqueCest une forme de corrosion gnralise, accentue au voisinage des joints mtalliques. Elle implique lexistence de deux mtaux diffrents relis entre eux. La corrosion galvanique peut tre vite ou tout au moins diminue en prenant les prcautions suivantes: slectionner les mtaux qui sont aussi proches que possible dans la srie galvanique. Appliquer un revtement anodique, En cas de peinture, elle doit tre applique sur les deux mtaux, Ajouter des inhibiteurs de corrosion, Utiliser une protection cathodique par anode sacrificielle

Corrosion localiseCest la forme la plus insidieuse car elle ne peut tre value par le calcul de son taux. En effet, pour une perte de poids minime, la corrosion localise peut tre catastrophique. Corrosion par crevasseCest une forme de corrosion localise qui est due une diffrence de concentration dans llectrolyte. Ce type de corrosion est provoqu par la stagnation des fluides dans les cavits ou crevasses, lintervalle entre les parois dun joint par recouvrement, les surfaces recouvertes de dpts, etc. Corrosion par piqresElle correspond une attaque limite des zones de trs petites surfaces (environ 1mm2) mais pouvant tre assez profondes. Ce type de corrosion devient catastrophique si la profondeur des piqres devient gale lpaisseur du tube.

Corrosion inter granulaireCest une attaque localise aux joints de grains dun mtal, conduisant une perte de rsistance et de ductilit. Corrosion slectiveCest un type de corrosion trs dangereux. Elle consiste en la dissolution slective dun lment dalliage, les autres lments restent non attaqus. Le mtal devient poreux et perd sa rsistance. Industriellement, ce phnomne concerne surtout les alliages contenant du zinc tel que le bronze ou le laiton ou le zinc subit une attaque slective en milieu acide. Corrosion rosionElle est associe au mouvement du fluide. Le processus dattaque rsulte dune usure mcanique et dune dissolution lectrochimique du mtal. Les quipements les plus concerns sont les coudes, les courbes, les vannes, les pompes, les tubes dchangeurs de chaleur, etc. Corrosion cavitationCette forme de corrosion est dapparence semblable la piquration sauf que les usures sont trs rapproches et forment un certain motif de surface use. Elle rsulte dune attaque mcanique et lectrochimique de mme manire que la corrosion rosion.

Figure II.1: Les problmes de corrosion

2.1.3 Choix de purgeur

2.1.3.1 Fonctions des purgeurs:Il est important de procder frquemment la purge du rseau de vapeur pour mieux optimiser lopration du systme vapeur-charges. Le purgeur de vapeur assurant cette opration doit avoir trois fonctions principales:

Evacuer les charges: les charges doivent tre vacues rapidement et entirement, gardant ainsi les quipements et la tuyauterie libres des charges et maximisant le transfert de chaleur. Evacuer lair et les autres incondensables: la prsence dair et dautre gaz dans le rseau dduit le transfert de chaleur et diminue globalement la temprature dchange, de plus, loxygne O2 et le gaz carbonique CO2 deviennent corrosifs en prsence de charges. Eviter les pertes de vapeur: le purgeur doit minimiser les fuites de vapeur tout en vacuant les charges, lair et les incondensables.

Purge de lair:Au dmarrage, les purgeurs doivent tre capables dvacuer tout lair accumul dans le rseau de vapeur durant larrt pour viter une baisse de rendement nergtique. En effet, la prsence dair enferm dans le rseau et dans lenceinte des quipements rduit lespace offert la vapeur, augmente le temps ncessaire de monte en temprature et diminue le rendement de transfert thermique des installations. Linstallation des fentes dvacuation de lair peut tre ncessaire pour des quipements de grosse taille ou de forme irrgulire. Cependant, dans la majorit des cas, lvacuation de lair est faite travers les purgeurs. Pour cette application, certains purgeurs sont mieux adapts que dautres. Etant donn quils souvrent entirement au dmarrage, les purgeurs thermostatiques sont les mieux adapts assurer cette fonction, suivis par les purgeurs flotteurs munis dun systme dvacuation de lair. Enfin, certains purgeurs thermodynamiques avec des orifices correctement dimensionns peuvent aussi vacuer des quantits apprciables dair. Les autres types de purgeurs tels que le purgeur flotteur invers ouvert et le purgeur plaque perfore nvacuent que de faibles quantits dair.

Lvacuation des charges:En plus de lvacuation de lair, le purgeur doit assurer lvacuation efficace des charges. Si le rseau vapeur rpond juste aux besoins de lunit, et si le maintien du niveau de production est important, les charges doivent tre vacues immdiatement sans le moindre refroidissement. Lengorgement du systme vapeur est la cause principale de arrts des units industrielles ayant un rseau de vapeur sous dimensionn. Laccumulation des charges est aussi prjudiciable pour les changeurs thermiques annulaires et tubulaires.2.1.3.2 Les diffrents types de purgeurs:

Les purgeurs thermostatiques: Ce type de purgeur, muni dune sonde thermostatique, opre sur une diffrence de temprature entre les charges et la vapeur. La vapeur, ayant une temprature suprieure a celle des charges et un coefficient de transfert de chaleur plus lev provoque ainsi un effet immdiat sur la sonde. En prsence des charges, la sonde se refroidit et agit sur un clapet qui souvre et les laisse chapper .la fermeture du clapet intervient ds que la vapeur vive entre en contact avec la sonde, vitant ainsi la perte de vapeur. Les purgeurs mcaniques: Le principe de fonctionnement de ce type de purgeur est bas sur la diffrence de densit entre la vapeur et les charges. Un flotteur ou une cloche monte en prsence de la vapeur et descend en prsence des charges. Ce mouvement mcanique provoque louverture dune soupape en prsence des charges et sa fermeture en prsence de la vapeur. Les purgeurs thermodynamiques: Cette troisime catgorie de purgeurs nest pas facile identifier du fait quelle regroupe diffrents types de dispositifs qui ont peu de choses en commun. Leur principe de fonctionnement est bas sur la diffrence de ltat physique des charges et de la vapeur. Dans cette catgorie, on retrouve le purgeur thermodynamique impulsion et tuyre tage.Le tableau suivant dcrit les paramtres de fonctionnement de chaque type de purgeur en fonction du type.

Catgorie de purgeurParamtre de fonctionnementType de purgeur

Purgeur thermostatiqueTemprature du fluide dans le purgeur Purgeur dilatation de liquide ou de solide Purgeur tension de vapeur

Purgeur flotteur ou mcanique Niveau de charges ou diffrence de densit entre charges et vapeur Purgeur flotteur ferm libre avec vent thermostatique Purgeur seau ou flotteur ouvert Purgeur flotteur invers ou ouvert avec vent thermostatique Purgeur flotteur ferm levier.

Purgeur thermodynamiqueDynamique des fluides ou diffrence dnergie entre vapeur et charges Purgeur disque Purgeur impulsion Purgeur chicane ou tuyre

Tableau 2.2: Types de purgeurs2.1.4 Problmes lis la tuyauterieLe dimensionnement prcis de la tuyauterie des charges est difficile. Sous les conditions normales, les charges chaudes vont subir une dpression quand ils traversent les purgeurs. Cette dpression saccompagne dune revaporisation partielle de ces charges. La tuyauterie doit donc tre prvue pour le transport simultan des charges et de la vapeur qui en rsulte. Bien que le dbit massique de cette vapeur soit relativement rduit, son dbit volumique est cependant lev. De plus les vitesses dcoulement de la vapeur sont beaucoup plus leves que celles des charges. Il est vident que le calcul dun tel coulement diphasique complexe doit tre fait pour diffrentes conditions de temprature et de pression afin daboutir une conception parfaite de la tuyauterie. Un compromis simple devra tre dfini pour couvrir toutes les situations.

Au dmarrage de lusine, la tuyauterie est froide. La vapeur se condense rapidement et le rseau doit assurer le transport de deux trois fois le dbit normal des charges. Cependant en raison de la temprature basse du rseau, trs peu de vapeur de revaporisation est produite. A mesure que le rseau de vapeur schauffe, le dbit des charges diminue pour se stabiliser une valeur normale. Dautre part, llvation de la temprature des charges va saccompagner de la revaporisation partielle de ces charges la sortie des purgeurs.2.1.5 Problmes lis au ballon sparateurLe problme de la vapeur de dtente a pour origine les charges haute temprature. Quand leur pression chute dans la tuyauterie ou dans la bche de rcupration, la temprature des charges doit diminuer pour sajuster la nouvelle pression. Lexcs de chaleur du cette chute de temprature, servira une revaporisation partielle des Charges. Cette vapeur de dtente se condensera son tour une fois vacue pour former les nuages familiers de vapeurs blanches.2.2 Calcule des rendements

2.2.1 Notion du rendementGnralement la chaleur produite nest jamais totalement transfre ou rcupre par le fluide quon dsir chauffer, car dans la nature physique, il existe toujours des pertes de diffrentes formes. Do la notion du rendement qui nest que le rapport entre lnergie utile et celle introduite par unit de temps.

Plusieurs paramtres influencent la valeur de ce rendement, dont la temprature et la pression dentre, voir mme la variation de la demande en consommation.

Une tude dtaille de tous ces paramtres savre ncessaire. Pour cela une mthode primitive gnrale sera effectue comparant initialement la production et la consommation. Puis une autre beaucoup plus prcise traitant quasiment toutes les pertes excitantes.En parallle, une tude des variations des diffrents paramtres mesurs devrait tres ralise, dans le but de visualiser des fluctuations du fonctionnement de lunit et de chercher lexistence dventuelles fuites et anomalies.

Bref le rendement est le rapport entre lnergie produite et lnergie introduite.

2.2.2 Caractristiques de la charge: Rsidu atmosphrique KUWAIT:

Poids spcifique. 0, 969Soufre % poids................................. 4,06Viscosit Cts a 38C... 1325Viscosit Cts a 99C.................................... 48,6Point dcoulement C 16Carbone Conradson % poids ................................. 9, 5

Rsidu atmosphrique KIRKUK:

Poids spcifique.. 0.954Soufre % poids................... 3.6Viscosit Cts a 38C........... 560Viscosit Cts a 99C.................................... 23Point dcoulement C.. 21Carbone Conradson % poids .............................................................................................................................. 8.6

2.2.3 Caractristiques des coupes obtenues:Dans la zone de distillation sous vide de Mohammedia, les coupes obtenues ont les caractristiques suivantes:KuwaitPoids spcifiqueViscosit cts a 38C/99CPoint dcoulement

Gas-oil0.87914.8/3.315C

Coupe A0.91237/5.2524C

Coupe B0.92785/8.531 C

Coupe C0.944250/15.637 C

Slop wax0.953480/2339C

KirkukPoids spcifiqueViscosit cts a 38C/99CPoint dcoulement

Gas-oil0.87917.5/3.719C

Coupe A0.90435/5.331C

Coupe B0.92282/8.838 C

Coupe C0.941240/15.845 C

Slop wax0.946400/2147C

Tableau 2.3: caractristiques des coupes Ces coupes sont classes en 2 catgories:Les cristallins: dont les composs paraffiniques cristallisent dans un systme de cristaux de grosses tailles en les refroidissant, se sont les distillats lgers A et B.Les micro- cristallins dont les composs paraffiniques ne donnent pas ou peu au refroidissement du systme cristallin, cest le cas du distillat C.Malgr le vide et linjection de vapeur, la distillation ne permet pas de fractionner toutes les coupes de distillation lubrifiants.Il reste en fond de tour sous vide un rsidu (RSV) dont les composs potentiels lubrifiants sont extraits par dissolution dans le propane. Figure II.5: Aperu de la zone de distillation sous vide

2.2.4 Bilan de matire

ChargeKuwaitKirkuk

T/J productionRendement % sur chargeT/J productionRendement % sur charge

2575_2575_

Gas-oil

Distillat A

Distillat B

Distillat C

Slop wax

RSV443

227

284

265

24

132517.20

8.80

11.00

10.30

0.90

51.50

548

227

334

263

30

116521.30

8.80

13

10.20

1.2

45.3

Total

Perte au baromtrique 2568

7

25752567

8

2575

2.2.5 Bilan nergtique : Calcul de la quantit de chaleur change

Cot vapeur:

Lapplication numrique donne:

Cot Air:La quantit de chaleur suffisante pour rchauffer lair est:

Sachant que:

: Chaleur moyenne spcifique de lair atmosphrique,

=1,01 kJ/kgC

t1: temprature dentre de lair ambiant t1 = 20Ct2: temprature de sortie de lair chauff (entre 110 et 140C) t2 = 130C (temprature moyenne)

= dbit massique de lair entrant

On a le dbit volumique de lair a lentre est = 13,89 m3/s

Et: = 1,204 kg/m3

= 60204,816 kg/hr

A.N:

Et par suite: Sachant que: 1kJ=0,2389 kcal

2.2.6 Interprtation des rsultatsOn constate que les rsultats trouv sont assez satisfaisantes, mais ca nempche nullement de les amliorer, a causes des pertes diverses caus par les problmes de corrosion, et du mauvais dimensionnement et choix de types du matriel, rsultent les pertes suivants: Pertes par humidit Pertes par hydrogne Pertes par purges Pertes par radiation Pertes non mesurablesAinsi le rendement de lunit est dtermin en fonction de ces pertes.2.3 Solutions pour amliorer le rendement de lunitDune part pour dfinir les problmes et proposer des solutions on a choisi dappliquer les mthodes ISHIKAWA et KAIZEN.On va dresser le diagramme dISHIKAWA afin didentifier lensemble des causes de pertes et du mauvais fonctionnement des systmes. ISHIKAWA

Machine Mthodes -Dgradation du calorifuge -Manque dentretien -Fuites au niveau -Absence dun plan de maintenance Des tubes et ballons prventive Chut de rendement -Corrosion -Humidit - sous-traitance des travaux -Dpt de tartre de maintenance palliative -Encrassement Milieu Main duvre Shema II.1: diagramme ISHIKAWA

Pour faire face a quelques problemes mantion prcedement ( corrosion et fuite) les solutions suiventes seront dune spciale etulit: Les procds de prvention de la corrosion pendant la phase de fonctionnement des changeurs peuvent amliorer de faon significative les performances delunit , mais galement permettent daugmenter le temps de service entre deux arrts de maintenance. Il existe un nombre important dinformations concernant lefficacit des divers traitements chimiques de leau, que lon peut utiliser pour liminer les lments prsents dans leau qui sont susceptibles de se transformer en lments corrosifs. KAIZEN

DfinitionKAIZEN est un mot japonais provenant de deux concepts :- KAI = introduction du changement- ZEN = pour le meilleurIl consiste raliser des amliorations par petits pas, sans quil soit ncessaire de recourir de lourds investissements. Pilot par la fabrication, avec la contribution des fonctions supports, le KAIZEN sappuie sur l'observation du terrain pour conduire des amliorations concrtes pouvant tre mises en uvre dans un dlai court.

KAIZEN et productivit

Le KAIZEN recherche d'abord la performance en termes de productivit.

Au travers de chantiers d'analyse de postes de travail raliss en groupe, les activits Kaizen visent de faon mthodique identifier et supprimer les gaspillages, c'est--dire les oprations sans valeur ajoute et consommatrices de temps que sont par exemple les attentes, les mouvements et les dplacements inutiles.

Le ramnagement des postes de travail l'issue dun chantier Kaizen conduit en gnral amliorer de faon significative plusieurs des indicateurs de la performance.

KAIZEN et ergonomie

Productivit et qualit ne peuvent sobtenir sans prendre en compte lergonomie des postes de travail.

Le KAIZEN vise aussi lamlioration de lergonomie, par la suppression ou lamlioration des mauvaises postures, des efforts pnibles et des facteurs de risques en termes de scurit (chutes, heurts, coupures, projections, brlures, bruit).

Dans tous les cas, mme si un chantier KAIZEN est lanc avec un objectif de productivit, il ne doit pas se faire au dtriment des conditions de travail. A lissue dun chantier,

lensemble des postes modifis fait lobjet dune valuation afin de sassurer de lamlioration ou au minimum du maintien des conditions de travail du poste.

Schema II.2: Schema explicatife de la methode KAIZEN

Voici un example dapplication de KAIZEN

Resultat KAIZEN

La SAMIR

Conclusion gnrale

Pour conclure je tiens tmoigner de limportance de ce stage qui ma donn loccasion de mettre en exergue des concepts et des principes de base acquis durant nos tudes lESTB, lamlioration de mes connaissances techniques et danalyse et de voir de plus prs le fonctionnement dun systme de distillation de ptrole .

Au terme de ce travail, je peux dire que cette exprience de stage ma t en tout point bnfique car elle ma permis de mettre en application et consolider un certain capital thorique dj acquis tout au long des annes passes, et le fait de travailler sur le terrain ma permis davoir une vision dtaille sur les diffrents processus de production .

En effet, dans la premire partie du stage, jai dcouvert la raffinerie en prcis lunit de production, et les diffrents processus de distillation sous vide du ptrole, ainsi que lobjectif de mon stage. Ensuite, dans la deuxime partie, jai pu approfondir mes connaissances dans certains domaines que je ne connaissais pas encore. Par exemple, jai dcouvert et je me suis familiaris avec les processus dchange thermique, et les tapes de traitement des eaux.

Finalement, la troisime partie a t consacre aux solutions que jai pu proposer.

Jai aussi observ une quipe performante, qui a su nous accueillir et nous permettre une intgration trs rapide dans le monde professionnel.

Ce stage ma galement permis dtre en contact avec autrui et de communiquer, ctait une meilleure initiation la pratique des activits professionnelles.

Figure II.3: la zone de distillation sous vide

Bibliographie & web graphie

Mmoires:

Mr BENHACHEM Ahmed , ACAFE 2010/2011 Raffinage du ptrole a la SAMIR

BAZTAMI Fatima Zahra et BETAOUI Meriem Circulation de vapeur Topping 3

NASSEREDDINE Amine rgulation de la charge CIM quipements

ALAMI Sadik bilan performances de la zone de distillation atmosphrique

ZEROUALI Drissia hydrocraquage des rsidus sous vide

Sites web

www.Samir.ma

www. Wikipdia.fr

www.Tekfen.com

10