Revalorisation Du GPL
Revalorisation Du GPL
Revalorisation Du GPL
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
REVALORISATION DU GPL
AU NIVEAU DE LA RAFFINERIE DE HASSI
MESSAOUD RHM2
Soutenu le 26/06/2018
2017-2018
Dédicaces
Je dédie ce mémoire à :
• Mes parents :
Ma mère, qui a œuvré pour ma réussite, de par son amour, son soutien, tous les
sacrifices consentis et ses précieux conseils, pour toute son assistance et sa
présence dans ma vie, reçois à travers ce travail aussi modeste soit-il, l'expression
de mes sentiments et de mon éternelle gratitude.
Mon père, qui peut être fier et trouver ici le résultat de longues années de
sacrifices et de privations pour m'aider à avancer dans la vie. Puisse Dieu faire
en sorte que ce travail porte son fruit ; Merci pour les valeurs nobles, l'éducation
et le soutient permanent venu de toi.
Mes frères et sœurs qui n'ont cessé d'être pour moi des exemples de persévérance,
de courage et de générosité.
Mes enseignants d’Université de Kasdi-Merbah qui doivent voir dans ce travail
la fierté d'un savoir bien acquis.
A tous la famille BOUHOUN ALI et HADJ SAID à tous mes amis et mes
collègues
i
Dédicaces
Je dédie ce mémoire à :
• Mes parents :
Ma mère, qui a œuvré pour ma réussite, de par son amour, son soutien, tous les
sacrifices consentis et ses précieux conseils, pour toute son assistance et sa
présence dans ma vie, reçois à travers ce travail aussi modeste soit-il, l'expression
de mes sentiments et de mon éternelle gratitude.
Mon père, qui peut être fier et trouver ici le résultat de longues années de
sacrifices et de privations pour m'aider à avancer dans la vie. Puisse Dieu faire
en sorte que ce travail porte son fruit ; Merci pour les valeurs nobles, l'éducation
et le soutient permanent venu de toi.
Mes frères et sœurs qui n'ont cessé d'être pour moi des exemples de persévérance,
de courage et de générosité.
Mes enseignants d’Université de Kasdi-Merbah qui doivent voir dans ce travail
la fierté d'un savoir bien acquis.
A tous la famille FETHIZA TEDJANI à tous mes amis et mes collègues
ii
Remerciements
En premier lieu, nous remercions notre DIEU, notre Créateur pour m’avoir
donné la force pour accomplir ce travail.
Nous tenons à notifier un remerciement spécial à tous nos professeurs du
département de Génie des Procédés qui ont contribué à notre formation de
master, en particulier, notre encadreur Mr SAKHRI
Qu’ils trouvent ici toute notre gratitude et reconnaissance pour leur aide, leur
encadrement dont nous avons bénéficié durant toute notre scolarité.
Aussi, nous remercions vivement les membres du jury qui ont accepté de bien
vouloir juger notre étude, particulièrement
Enfin nos remerciements vont à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin
pour l’aboutissement de ce travail.
iii
Liste des Figures
Chapitre I
Figure I. 1: Schema de process Topping RHM 2 ..................................................................... 10
Figure I. 2: Schéma de process reforming catalytique RHM 2 ................................................ 14
Figure I. 3:Schéma synoptique de la raffinerie ........................................................................ 16
Chapitre III
Figure III. 1:Schémas de stabilisation de la Gazoline .............................................................. 26
Figure III. 2:Structure opérationnelle du simulateur HYSYS .................................................. 29
Figure III. 3: Schémas de simulation ....................................................................................... 32
Figure III. 4:La nouvelle installation de production de GPL ................................................... 34
Figure III. 5: mesure de la hauteur manométrique ................................................................... 36
iv
Liste des tableaux
Chapitre I
Tableau I. 1: stockage des produits de la raffinerie .................................................................. 15
Tableau I. 2: Bilan général de la raffinerie Cas design (Tonne /an) ........................................ 17
Tableau I. 3: Fabrication des essences ..................................................................................... 17
Tableau I. 4:Charge brute traitée .............................................................................................. 18
Tableau I. 5: Produits intermédiaires ....................................................................................... 18
Tableau I. 6: Produits slopés .................................................................................................... 18
Tableau I. 7:Composition molaire du GPL .............................................................................. 19
Chapitre II
Tableau II. 1:Le fractionnement de pétrole brut à la raffinerie de Hassi Messaoud ................ 21
Tableau II. 2: Analyses chromatographiques de la gazoline .................................................... 23
Tableau II. 3:Cas d‟alimentation par brut CIS ......................................................................... 23
Tableau II. 4:Cas de reformat DA 801 ..................................................................................... 24
Chapitre III
Tableau III. 1:Résultats obtenus cas UTBS.............................................................................. 30
Tableau III. 2:Résultats obtenus charge DA 801 ..................................................................... 33
Tableau III. 3:Tableau comparatif ............................................................................................ 33
Chapitre IV
Tableau IV. 1:Évaluation du cout d‟investissement................................................................. 39
v
Liste des abréviations
GA : Pompe.
GB : Compresseur.
EA : Echangeur, Aéro-réfrigérant sec.
EC : Aéro-réfrigérant humide.
FA : Ballon.
DA : Colonne de stabilisation, de distillation et stripper.
FA : Dessaleur 205
TVR : Tension de Vapeur Reid.
K: Réacteur.
BA: Four.
vi
Sommaire
Sommaire
Dédicaces .................................................................................................................................... i
Remerciements .......................................................................................................................... iii
Liste des Figures: ...................................................................................................................... iv
Liste des Tableaux :.................................................................................................................... v
Liste des abréviations : .............................................................................................................. vi
Sommaire ................................................................................................................................. vii
Introduction générale .................................................................................................................. 1
CHAPITRE I : Présentation de la raffinerie
vii
Sommaire
viii
Sommaire
ix
Introduction générale
Introduction générale
La demande mondiale en produits pétroliers issus du raffinage de pétrole brut a connu une
évolution sévère sans précédente, que ce soit sur le plan quantitative ou qualitative. Les
préoccupations énergétiques de l'Algérie sont celles d'un pays en voie de développement
dont il faut satisfaire les besoins croissants en énergie localement. Ceci nécessite le
développement des infrastructures de production, transformation et de vente, au moment où
l'Algérie s'adapte à l'économie de marché, la gestion rationnelle de cette industrie est
devenue une nécessité évidente.
Les procédés industriels sont des systèmes complexes constitués de multitudes d‟opérations
unitaires généralement très diversifiées et interconnectées (séparateurs, échangeurs de
chaleurs, pompes, compresseurs, colonnes, réacteurs …). Leur comportement dépend de
celui de chacune de leurs unités et des interactions qui existent entre ces unités. A cause de
la complexité des phénomènes mis en jeu, l‟analyse de ce comportement pour les besoins de
conception ou de conduite de procédés présente beaucoup de difficultés.
Page 1
Introduction générale
Une analyse détaillée des produits qui en sont issus est d‟une importance technique et
économique primordiale, car elle va permettre au raffineur de fixer les paramètres de
fonctionnement de son installation (raffinerie), afin de répondre aux exigences des procédés
de traitement et aussi des conditions économiques, écologiques et de répondre plus
précisément à la demande en produit fini tels que le GPL. L‟expansion des découvertes et
l‟exploitation des gisements de pétrole brut en Algérie à partir de 1957 ont permis de voir
une stratégie de développement du domaine de raffinage depuis 1971 à 2016, la capacité de
raffinage en Algérie a augmenté de 2.3 millions à 27 millions de tonnes.
L‟Algérie dispose actuellement de six raffineries en cours d‟exploitation (Alger, Arzew,
Skikda (RA1K) et Topping condensat de Skikda, Hassi-Messaoud et Adrar.
A ce jours l‟Algérie pour répondre à la forte demande en produits pétroliers finis de, a
procédé à des programmes de Réhabilitation des installations existantes afin d‟augmenter en
capacité de traitement de 27 millions de tonnes à 30.695 millions de tonnes, comme montre
le tableau suivant :[6]
Le majeur problème rencontré aux niveaux des raffineries est le problème des pertes des
produits finis, qui a pour conséquences des pertes des produits finis à
Travers les torches, et parfois à la pollution de d‟autres produits comme le cas de kérosène.
Ces pertes sont du généralement aux paramètres de fonctionnement des colonnes de
séparation et stabilisation des produits tels que la gazoline et le condensat comme le cas de
GPL à travers le circuit du gaz de torche.
Il est connu pour les raffineurs que le taux de pertes globales pour une raffinerie classique
s‟élève à une valeur d‟environ de 2 % de la capacité totale de traitement.
Comme toutes les raffineries du monde, la raffinerie de Hassi Messaoud s‟intéresse
continuellement à l‟évaluation de ces pertes afin de pouvoir maîtriser leurs provenances et
Page 2
Introduction générale
donc essayer de les optimiser. C‟est dans ce contexte que les exploitants de la raffinerie de
Hassi Messaoud, nous ont confié la tâche d‟étudier la possibilité de récupération du GPL
dans la section de stabilisation de la Gazoline et de la section de stabilisation de Réformât.
Nous avons à cet effet structuré notre travail selon le plan suivant :
Présentation du procédé appliqué à la raffinerie de Hassi Messaoud.
Partie pratique où nous allons procéder à la simulation des paramètres defonctionnement
de la colonne de stabilisation de la gazoline et celle du Reformat par le logiciel de
simulation HYSYS, afin de récupérer le GPL de circuit du gaz ; torche et colonnes de
stabilisation de condensat.
D‟évaluer l‟investissement à faire pour récupération de GPL de ces deux colonnes de
stabilisation de gazoline et condensat.
Page 3
CHAPITER I :
PRESENTATION DE LA
RAFFINERIE
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Le raffinage a pour objet de séparer et d'améliorer la qualité des produits composant le pétrole
de façon à répondre à la demande en différents produits commerciaux. Ces produits peuvent
aller des gaz jusqu'aux asphaltes en passant par les cokes.
La nouvelle raffinerie de HASSI MESSAOUD RHM2 conçue en 1979, a été étudiée pour
traiter 1 070000 tonnes/an du brut de HASSI MESSAOUD pour satisfaire la demande en
gasoil de la région sud-est du pays, ainsi pour alimenter le parc d‟automobiles et de l‟aviation
en carburants.
Page 4
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
L‟unité est alimentée en pétrole brut provenant du centre de traitement sud C.I.S TRT ou
UTBS à une pression d‟environ 4 bars et une température ambiante, par le biais des pompes
de charge GA201 A/B, une en service et l‟autre en stand-by, elle le refoule à 21 bars vers les
deux échangeurs EA201, EA202 en parallèle en prenant les calories respectivement du
Naphta et Kérosène destinés au stockage. Les deux effluents se réunissent en une seule sous
une température de 80°C.le brut est avant cela mélangé à l‟eau de lavage et entre dans le
dessaleur FA205.
La pompe GA 212 A/B reprend le brut dessalé du FA205 et le refoule à travers un circuit
d‟échangeurs en série avant l‟entrée au four BA201. Les échangeurs sont parcourus par des
produits à refroidir et se présentent dans l‟ordre suivant :
2- EA 203 Gas-oil.
3- EA 205 Résidu.
A la sortie du EA 205, le brut est à 212°C et à une pression de 14 bars. Avant l‟entrée au four
BA201, le courant du brut se divise en 6 passes parallèles, à l‟intérieur desquelles le débit est
réglé pour chaque passe par l‟intermédiaire de six contrôleurs de débit HIC 201 A.B….F avec
une légère quantité en plus dans les deux passes extrêmes A et F.
C‟est un four de type tubulaire ayant 12 brûleurs, alimentés en fuel gaz provenant du FA990,
installé pour l‟apport de chaleur complémentaire à la charge de la colonne de fractionnement
en augmentant sa température de 212°C sortie du EA205 à 340°C qui est la température de
fractionnement.
I-2.3 Fractionnement
Page 5
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
dans cette zone de trois plateaux à clapets se produit une séparation de brut entre le résidu au
fond et une coupe qui s‟étale des légers à PF=375. Cette dernière alimente la partie supérieure
de la colonne de 26 plateaux où se passe un fractionnement proprement dit De cette partie de
la colonne on soutire :
Résidu.
Gas-oil.
Reflux circulant intermédiaire.
Kérosène.
Naphta.
Gaz légers (Gazoline).
I-2.4 Résidu
Du fond de la partie inférieure de la colonne DA201, le résidu est repris par la pompe GA207
A/B à une température d‟environ 340°C, elle le refoule à 7 bars à travers la calandre du
rebouilleur du stripper de kérosène DA202 B en l‟occurrence EA208 où il est refroidi de
340°C à 305°C, puis il subit un autre refroidissement par l‟intermédiaire de l‟échangeur
EA205 où il sert à chauffer le brut dirigé vers le four BA201. De ce dernier le résidu sort à
201°C, un dernier refroidissement se fait par l‟aéro-réfrigérant EC218 pour qu‟il se dirige vers
Slop à 72°C dans un débit indiqué par le FR221 qui vaut 35 m3/h lors d‟une charge de
170m3/h.
I-2.5 Gas-oil
Le gas-oil est soutiré à 324°C par la pompe GA206 A/B qui le refoule à 8.5 bars en deux
partie ou la 1er assure le rebouillage au four BA 202 et la 2eme est destinée au stockage, cette
première partie est ramenée vers le four de rebouillage BA202 dans un débit enregistré par le
FR237 de 49 m3/h puis ce gas-oil chauffé à 350°C retourne à la colonne de fractionnement
DA201 juste au-dessous du 26eme plateau de la partie de fractionnement.
Le gas-oil produit occupe la deuxième partie et se dirige vers l‟échangeur de chaleur EA203
pour céder ces calories au brut à préchauffer d‟où il sort à 186°C puis il est refroidi à 77°C par
l‟aéro-réfrigérant EA217.
Page 6
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Afin d‟être commercialisé sous l‟appellation Mélange, une quantité de Kérosène est ajoute au
gas-oil avant qu‟il soit stocké pour corriger ses caractéristiques physico-chimiques.
I-2.7 Kérosène
Le kérosène est soutiré de la tour DA201 au plateau n° 12 à une température d‟environ 207°C.
Il est ensuite strippé dans le stripper DA202B où le niveau est réglé par le LIC207 agissant
sur une vanne d‟arrivée au stripper. Ce stripper est équipé de 6 plateaux et le stripping est
réalisé par le brouilleur EA208 où circule le résidu à 305°C.
Les fractions légères vaporisées gagnent le sommet du stripper retournent au 10eme plateau
de la colonne de fractionnement DA201. Par contre, le liquide qui sort du fond, une partie sert
pour le rebouillage en retournant au stripper à 243°C, l‟autre partie repris par la pompe
GA205 A/B qui refoule le kérosène à 2.2 bars vers l‟échangeur EA202 pour préchauffer le
pétrole brut avant son dessalage. Puis il est refroidi par le réfrigérant EC216 pour être à 40°C.
Le débit de kérosène produit contrôlé par le FRC218 est 20 m3/h réparti en deux, une partie
pour constituer le mélange, l‟autre pour traiter d‟une façon spéciale pour avoir le kérosène
pour carburateur.
A la sortie du réfrigérant EC216, 8 m3/h du kérosène contrôlé par le FRC227 sont repris par
la pompe GA219 A/B pour être traités dans le précipitation FA214 qui marche avec une
tension électrique de 16 000 volts, une tension qui permet d‟éliminer toutes traces d‟eau, par
conséquent, le point de congélation du kérosène qui doit être de -60C°. La température de la
charge est d‟environ 63°C, la pression dans le FA214 est de l‟ordre de4.2 bars.
Page 7
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
I-2.9 Naphta
Le Naphta soutiré du plateau N°6 est traité de la même façon que le kérosène. Il est strippé
dans le stripper DA202 A, appareil identique à DA202 B où son arrivée est réglée par le
régulateur de niveau LIC209. Les vapeurs de tête retournent à DA201 au 5eme plateau, le
stripping est réalisé par le rebouilleur EA207 qui porte à ses tubes le RCI. Ce RCI assure
l‟augmentation de température du Naphta qui est soutiré à 162°C à 172°C. Le Naphta strippé
est repris par la pompe GA204 A/B qui refoule à 7.1 bars vers l‟échangeur EA201 pour
donner ses calories au brut avant le dessaleur refroidi ensuite par l‟intermédiaire du réfrigérant
EC215 jusqu‟à 57°C avant d‟être stocké. Son débit contrôlé par le FRC217 est 32,4 m3/h sur
170 m3/h.
- eau huileuse qui s‟accumule dans l‟appendice du ballon, est évacuée vers égouts.
- hydrocarbures légers incondensables sortent du haut de ballon vers torches ou vers le circuit
du fuel gaz. La pression est réglée par le PRC224 agit sur une vanne qui se trouve à la sortie
de ces gaz.
- hydrocarbures liquides, leur niveau règle par le LRC211 agissant sur la vanne qui se trouve
à leur entrée à l‟échangeur EA210. Ces hydrocarbures sont repris par deux pompes GA203
A/B et GA202 A/B la première (GA203 A/B) les refoule à 1.9 bars vers la tête de DA201 sur
le plateau N°1 dans un débit de 117 m3/h contrôlé par le FRC209. La deuxième (GA202 A/B)
les refoule à 9 bars avec un débit donné par FR211 de 40 vers l‟échangeur EA210 pour être à
80°C, température d‟alimentation de DA203, colonne de stabilisation de la gazoline.
Page 8
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Les gaz de ce ballon sont utilisés comme fuel gaz ou torchés s‟il s‟agit d‟une sur pression, par
contre, la fraction hydrocarbure liquide sert comme reflux de tête de DA203 par GA209 A/B
à 56°C et 9 bars, en reflux total.
Une conduite fait évacuer les hydrocarbures liquides s‟accumulant au fond de la colonne
DA203 se divise sur deux directions :
Page 9
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Page 10
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
I-3.1Prétraitement du naphta
A son refoulement, le Naphta à 41°C est mélangé avec le gaz riche en hydrogène provenant
de la section 800 – Reforming Catalytique – puis passe à travers une série des échangeurs de
chaleur en série : EA 301 C.B.A en faisant l‟échange de chaleur avec l‟effluent du réacteur
K301.
Afin d‟atteindre la température nécessaire pour le procédé un four BA 301 est installé pour
porter la charge de 331 °C (sortie échangeurs) à 300 °C. La charge hydro raffinée sortant du
bas du réacteur se refroidie en passant tout d‟abord par les échangeurs EA301 A.B.C puis par
EA 304 pour être à 102°C. On note que la pression au K301 est d‟environ 22 bars avec une
différence de température négligeable entre l‟entrée et la sortie. Le refroidissement se suit
jusqu‟à 45°C par le biais du aéro-réfrigérant à air humidifié EC302, puis le Naphta passe au
ballon séparateur FA 301 où l‟incondensable sortent de la tête à 20 bars et 45°C vers le circuit
du fuel gaz pour alimenter les brûleurs des fours ou vers torches, par contre, le produit cumulé
au fond sort avec un débit contrôlé par le FRC 312 qui vaut 15 m3/h, passe à travers la
calandre de EA 304 pour être à 100°C, température d‟alimentation du stripper DA 301
composé de 28 plateaux à clapets travaillant sous une pression d‟environ 8 bars ,
l‟alimentation se fait sur le 9eme plateau comptant du haut vers le bas. Les gaz de tête de ce
stripper sont condensés par EC 303 passent ensuite au ballon de reflux FA302 muni d‟un
appendice pour évacuer les eaux huileuses vers les égouts, une sortie haut pour laisser sortir
les gaz vers les torches ou utilisés comme fuel gaz, une sortie bas d‟où la pompe GA 302 A/B
reprend les hydrocarbures liquides et les refoule vers la tête de DA 301.
Le produit du fond du stripper DA301 est la charge du reforming hydro raffinée, une partie
est prise par la pompe GA 303 A/B utilisée pour le rebouillage.
Page 11
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Le Naphta est mélangé avec le gaz riche en hydrogène provenant du compresseur GB 801
A/B produit par l‟unité même ayant une pression d‟environ 27 bars.
Du dernier échangeur EA 801, le mélange sort à 373°C passe vers le four BA 801 pour porter
sa température à 512°C, puis il entre du haut du premier réacteur K801 avec une pression de
26,3 bars.
Donc, après qu‟il est réchauffe à 512°C par BA 802, il entre au deuxième réacteur K 802 d‟où
il sort à 504°C, la pression à ce cas-là est d‟environ 25 bars.
Puis un dernier four BA 803 est effectivement un dernier réacteur K 803 où la pression est 23
bars et la température de sortie est 505 °C.
Les trois fours, en l‟occurrence BA 801, BA 802, BA 803 ont le même rôle, c‟est d‟avoir la
nullité de la différence des températures d‟entrée aux réacteurs K801, K802, K803.
L‟effluent du dernier réacteur est refroidi en traversant l‟échangeur EA801 jusqu‟à 401°C
faisant l‟échange de chaleur avec la charge d‟alimentation. A sa sortie de cet échangeur, une
partie sert pour le rebouillage du fond de la colonne de stabilisation du reformat DA801, puis
rejoindre la ligne de départ et passe à travers les échangeurs EA803 A, EA803 B.
Page 12
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Finalement à 178°C, l‟effluent est condensé par EC804 avant d‟entrer au ballon séparateur
FA801 où la température est 45°C, la pression est 20 bars. Ce séparateur assure la séparation
en le reformat et le gaz riche en hydrogène, appelé „gaz de recyclage‟.
Ce gaz sort de la tête du ballon séparateur FA801 aspiré par le compresseur GB801 A/B à
19,5 bars et refoulé à 27 bars vers l‟entrée du Naphta à EA301 pour la section 300 et l‟entrée
du Naphta désulfuré à EA803 B. Le compresseur GB 801 A/B est du type alternatif à piston
avec 2 cylindres, ayant une bouteille d‟aspiration assure l‟alimentation permanente en gaz.
Les gaz de tête de la colonne de stabilisation DA801 sont condensés par EC806 qui assure le
refroidissement de 68°C à 52°C, puis ils passent sous forme de condensât et une fraction
incondensable vers le ballon de reflux FA802d‟une pression de 15 bars. Les incondensables
sont utilisés comme fuel gaz en passant vers FA990, ou torchés lors d‟une surpression.
Les condensât sont repris par la pompe GA802 A/B à 50°C, refoulés vers la tête de colonne,
avec undébit de 3,6 m3/h contrôlé par le FRC813 travaillant avec le régulateur de niveau
LRC809 du ballon FA802.
Le reformat stabilisé au fond, une partie sort à 211°C sert pour le rebouillage en passant par
EA802 pour être à 216°C.
La deuxième partie, reformat stabilisé produit est refroidi 85°C par les deux échangeurs de
chauffage de la charge EA805 A-B puis à 41°C par le réfrigérant EC807 avant d‟être stocké
avec un débit horaire de 11,8 m3 contrôlé par FRC812.
Page 13
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
I-5Unité 900
I-5.1 Stockage :
Page 14
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
La raffinerie possède un laboratoire de contrôle ou sont effectués sur les différent produits
intermédiaires ou finis un certain nombre de test classiques qui ont un double but :
I-5.2 Utilités
En absence de l‟unité de traitement des eaux (hors service) , la raffinerie est alimentée en eaux
traitées utilisées pour le refroidissement des machines tournantes à partir de la base IRARA.
L‟eau de lavage du dessalage du brut se fait par une eau albienne, l‟injection est faite juste
avant les pompes de charge. Concernant l‟air instrument et service, à cause des pannes des
compresseurs d‟air GB 941 A.B, la raffinerie est alimentée à partir de l‟unité de traitement
sud ou de l‟unité GPL-2. Le compresseur GB 941C disponible utilisée en cas de défaillance.
Page 15
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Page 16
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Commerciaux Combustible
Gaz + légères 40000 57500 5000
Gazoline 96500 81000
Naphta 206400 84500
Reformat 100000 31500
Essence normale 42000
Essence super 42000
Kérosène 221700 40500
Gas-oil 230800 412000
Résidu 274600 274600
Total 1070000 568000 57500 5000 40100
Page 17
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Produits intermédiaires :
Produits slopés:
Kérosène 0
Gasoil 0
Reformat 1273,433
Résidu 276881,263
Page 18
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Le GPL (gaz de pétrole liquéfié) est un mélange gazeux constitue essentiellement de propane,
et de butane, est un produit gazeux à la température ambiante et pression atmosphérique.
Il est liquéfié à faible pression (4 à 5 bars) et une température très basse, C3à-46°c et C4 à-
07°c pour faciliter son transport, stockage et sa commercialisation, il se gazéifie au moment
de son utilisation.
La composition molaire du gaz du pétrole liquéfié est variable selon leur source.
Dans les raffineries, soit au cours de distillation du pétrole brut ou lors du Cracking ou
de Reforming des produits en vue de la production des essences.
Au cours des séparations du gaz naturel qui a pour but de séparer et de récupérer les
condensât et le GPL.
Par liquéfaction du gaz naturel, les gaz C1 et C2 dont la température de liquéfaction
est de – 169°c.
Les gaz C3 et C4 représentant le GPL sont utilisés dans la fabrication des matières plastique
combustible domestique, carburant GPL,…etc.
Page 19
CHAPITER I : PRESENTATION DE LA RAFFINERIE
Page 20
CHAPITER II :
ANALYSE ET RESULTAT
CHAPITER II : ANALYSE ET RESULTAT
L‟objectif de notre étude est de trouver une possibilité de récupération du GPL (produit
léger)à travers les sections de stabilisation de la Gazoline et stabilisation de Réformât, par
l‟utilisation des outils de simulation dont le Hysys qui est un logiciel puissant de simulation
des procédés de raffinage, de la pétrochimie et de traitement du gaz.
Ces Produits légers comme le cas de GPL peuvent être récupérée en phase liquide à travers
les ballons de reflux FA202 et FA802 des deux colonnes de stabilisation de la gazoline et le
réformât. Le design initial de RHM2 prévoit la production d‟une quantité de GPL qui doit être
envoyé vers le centre de traitement sud le CIS, cette quantité a pour origine la section de
stabilisation du reformat, vu que la quantité produite est minime, cette option n‟a pas été
utilisée que pour raison de rentabilité économique.
Pour cette raison nous a été demandé dans le cadre de notre stage, de vérifier le potentiel de
RHM2 en GPL en simulant la section de stabilisation de la gazoline dans l‟unité Topping et la
section de stabilisation de reformat dans l‟unité Reforming ainsi que la faisabilité d‟acheminer
le GPL vers le CIS.
Page 21
CHAPITER II : ANALYSE ET RESULTAT
Page 22
CHAPITER II : ANALYSE ET RESULTAT
Page 23
CHAPITER II : ANALYSE ET RESULTAT
D‟après ces résultats d‟analyse, on peut dire qu‟il y a la présence d‟une quantité considérable
de GPL à faire récupérer à partir de l‟optimisation de la section de stabilisation de gazoline et
du reformat.
Page 24
CHAPITER III
SIMULATION ET CALCUL
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
III-1Stabilisation de la gazoline :
Les gaz de ce ballon sont utilisés comme fuel gaz ou torchés s‟il s‟agit d‟une pression, par
contre, la fraction hydrocarbure liquide sert comme reflux de tête de DA203 par GA209 A/B
à 39°C et 9 bars.
Le débit de ce reflux réglé par le FRC212 contrôlant le niveau dans le FA202 par le LRC est
7.5 m3/h.
Une conduite fait évacuer les hydrocarbures liquides s‟accumulant au fond de la colonne
DA203 se divise sur deux directions :
Vers le rebouilleur EA209 pour porter la température du produit de fond de 117 à 120
°C.
Vers l‟échangeur EA210 pour se refroidir en cédant les calories à la charge, un autre
refroidissement assuré par le réfrigérant EC214 avant d‟être stocké à 50°C. Le débit de
la gazoline produite réglé par le FR219 est 36,4 m3/h sur 170 m3/h.
Page 25
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Un modèle n‟est pas une représentation exacte de la réalité physique, mais il est seulement
apte à restituer les caractéristiques les plus importantes du système analysé.
Il existe plusieurs types de modèle d‟un système physique : allant du modèle dereprésentation
qui ne s‟appuie que sur des relations mathématiques traduisant les grandes caractéristiques de
son fonctionnement, jusqu‟au modèle de connaissance complexe issu de l‟écriture des lois
physiques régissant les phénomènes mis en jeu. Le choix du type de modèle dépend
principalement des objectifs poursuivis.
Page 26
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Dans ce qui suit, on définit les principaux concepts de base et vocabulaires associés, qui sont
utilisés pendant les étapes de construction d‟un modèle dans le simulateur HYSYS.
Page 27
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Cette partie décrit brièvement les caractéristiques importantes qui font de HYSYS une plate-
forme de simulation et de développement très puissant.
Page 28
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Densité : 0.7980
Débit d‟alimentation : 25m3/h.
Température d‟alimentation entrée DA203 cas d‟hiver : 93°C.
Pression entrée DA203 :8,3bar.
Page 29
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Résultats obtenus :
DA203 stock
Température (°c) 93 31.91 124.4
Pression (bars) 8.3 5 5.3
Débit molaire -Kmole / h) 198.1 39.94 158.2
Débit volumique (m³ /h) 25 4.04 20.96
Densité 0.4381 0.6221 0.3941
Poids moléculaire 82.17 58.45 88.16
TVR 0.990 4.71 0.660
Nombre d‟Octane 68 68
Fraction molaire :
Page 30
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Densité :0.7920
Débit d‟alimentation : 25 m3 /h.
Température d‟alimentation entrée DA203 cas d‟été : 63 °C.
Pression entrée DA203 : 8.3 bar.
Température au ballon de reflux FA202 : 31.4 °C.
Pression au ballon de reflux FA202 : 5 bars.
Résultats obtenus :
Page 31
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Page 32
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Résultats obtenus :
Gazoline Réformât
Produits charge vers
GPL
DA203 Stock
Température (°c) 160 95.68 245.3
Pression (bars) 16 15 17
Débit molaire (Kmole / h) 82.39 10.05 72.35
Débit volumique (m³ /h) 12.5 1.075 11.43
Densité 0.3312 0.4847 0.2523
Poids moléculaire 104.7 63.23 110.5
TVR 0.7644 0.558 0.7652
Nombre d‟Octane 89.8 88.8
Fraction molaire :
C3 0.0197 0.1615 0.000
iC4 0.0439 0.3240 0.0050
nC4
0.0335 0.1881 0.0120
iC5
nC5
0.0595 0.1206 0.0510
C6 0.0390 0.0672 0.0351
C7 0.1088 0.0803 0.1128
C8 0.1897 0.0540 0.2085
C9
0.1849 0.0042 0.2100
C10
0.2074 0.000 0.2362
0.1136 0.000 0.1294
La simulation de la colonne DA801 nous permet de quantifier le GPL récupéré de la section
de stabilisation de Réformât à un débit de 25.8m3/jour ce qui donne une production annuelle
de 5567.856 tonne.
III-4Tableau comparatif :
Page 33
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Page 34
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
Fluide…………………………………………………………….GPL
Débit maximum………………………………………………...7.7m3/h
Pression d‟aspiration………………………………………..….6 bar.
Pression de refoulement………………………………………..21 bar
Tension de vapeur de GPL à P, T de service (bar) :………… 4.71 bar
Densité : ………………………………………………..………0.558
Débit actuel…………………………………………..……… 7m3/h
Pression différentielle ΔP…………………………..……….. 15 bars.
Performances (tr/mn)…..………………………….…………... 2915 tr/mn.
Rendement (%) ………………………………………..…….…..85
Qc =Qm .Kq.
H =ΔP*10,2/d =15*10,2/0,558
H =274,19 m.
V =2*H*g
V=2*274,19*9,81
Page 35
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
V=73.34m/s.
Pkw =274,19*7.7*0,558/367
Ppompe =Pkw/ɳ
Ppompe =1.83/0.85.
Ppompe =2.15KW.
Page 36
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
𝐏𝐨 − 𝐏𝐯
NPSH = 𝛗𝐠
+H-∆H
H : Hauteur géométrique
ΔH : perte de charge
Le NPSH disponible est une valeur en mètre de colonne de fluide lié à la hauteur du produit à
l‟aspiration de la pompe.
III-7-3 Cavitation :
Est un terme employé pour décrire le phénomène qui se produit dans une pompe quand le
NPSH est insuffisamment disponible. La pression du liquide est réduite à une valeur égale ou
inférieure à sa pression de vapeur là où les petites bulles ou poches de vapeur commencent à
se former.
III-7-4Calcul NPSHdisp:
NPSHrequis = 3.5 m.
Page 37
CHAPITER III : SIMULATION ET CALCUL
TVRGPL = P*10.2/0.558
P = 4.71*0.558/10.2
P =0.257 m.
NPSHdisp > NPSHrequis : donc la nouvelle pompe GA 209C/D fonctionne sans cavitation.
Page 38
CHAPITER IV :
ETUDE ECONOMIQUE
CHAPITER IV : ETUDE ECONOMIQUE
N.B : la réalisation de la modification proposée prend environ 10 jours de travail avec une
cadence de travail normale (08 heures de travail /jours).
I : Investissement = 10699856.75DA.
Selon les résultats obtenus, en remarque que le temps d‟amortissement de notre projet est
environ de2 jours de GPL à récupérer.
Page 39
CHAPITER IV : ETUDE ECONOMIQUE
IV-4 Conclusion
Le résultat de notre étude montre la possibilité de récupérer le GPL à travers les colonnes de
stabilisation de la gazoline et de reformat, avec une quantité récupéré de 43151 tonnes par an
pour un minimum d‟investissement qui représente que 2 jours de production de la quantité
récupéré, d‟où l‟efficacité de cette modification mineur à réaliser qui consiste à l‟installation
de deux pompes GA 209C/D, avec un gain majeur qui rentre dans le cadre de valorisation des
produits pétroliers finis.
Page 40
CONCLUSION GENERALE
Conclusion générale
Une étude de revalorisation d‟un produit dans une unité est toujours un intérêt capital pour le
fonctionnement optimal de l‟installation. Les produits obtenus dans des conditions de marche
sévères de l‟usine sont toujours le résultat de plusieurs études scientifiques, mais aussi d‟un
savoir-faire des ingénieurs. Remettre en valeur un produit n‟est pas seulement économique,
mais surtout une garantie et une certification pour le maintien d‟un équilibre dynamique de
l‟ensemble des paramètres de l‟unité et surtout la revalorisation des produits pétroliers finis en
termes de spécifications. En parallèle un produit revalorisé est souvent une marchandise de
qualité, quantifiée, appréciée et évaluée donc une contribution directe et justifiée au
développement. On résulte ces 4 approches:
- Coté environnement.
On recommande :
Page 41
REFERENCES
Références :
[1] Pétrole, Raffinage et Génie Chimique. Pierre WUITHIER, Edition Technip 1972.
[2] Le raffinage du pétrole Tome 2 : Procédés de séparation, J.P. WAQUIER, Edition
Technip 1998.
Page 42
:ملخص
تعتمد الجزائر فً تكرٌر البترول التً ٌتم فٌها فصل مكونات البترول عن بعضها على طرٌقة التقطٌر التجزٌئً فً برج التقطٌر؛وجهاز التقطٌر
التجزٌئً ٌستخدم لفصل مادتٌن سائلتٌن مختلفتٌن فً درجتً غلٌان مختلفتٌن عن بعضهما البعض حٌث أن المواد األقل درجة غلٌان تصعد إلى
غاز البترول الممٌع هو منتج من تكرٌر النفط الخام أو.أعلى عمود التجزئة قبل األخرى وبذلك ٌمكن فصل مكونات الخلٌط عن بعضهما البعض
كما ٌمكن,ٌتم استخراجه مباشرة من حقول الغاز وٌتم تمٌٌعه لتسهٌل نقله إلى مركبات الفصل والمعالجة للحصول على البروبان والبوتان التجاري
استخدامه كبدٌل للوقود التقلٌدي كالبنزٌن؛ ونظرا لالحتٌاطً الكبٌر ومحاربة التلوثقامت الجزائر منذ الثمانٌنات بسٌاسة التنمٌة واالستفادة من غاز
البترول الممٌع وغذ تطلبت هذه السٌاسة تنوٌع تغدٌة المصافً بعدة أتواع من البترول الخام؛ وكما هو الحال مع مصفاة حاسً مسعود لدٌنا كمٌات
كبٌرة من المنتجات الخفٌفة مقارنة بما كان علٌه الحال عند تصمٌم المصفاة و السترداد هذا الفائض قمنا بمحاكاة القدرة السترجاع أكبر عدد ممكن
ً وبالتحدٌد على عمودي استقرار الغازولٌن والرٌفورما وكانت نتٌجة المحاكاة مرضٌة مع زٌادة فsysyh باستعمال برنامج المحاكاةC4وC3
لنقل غاز البترول209 AG D/C طن سنوٌا من غاز البترول؛ مع القٌام بتعدٌل صغٌر أال وهو إضافة مضختٌن43151 اإلنتاج تقدر ب
. دج10699856.75 وتقدر تكلفة هذا المشروع بSIC المسترجع إلى مركب
Abstract
In refining oil where its components are separated from one another, Algeria relies on fractionation distillation in
the distillation tower.
A distiller is used to separate two different liquids in two defferent boiling degrees.The liquid with the least
boiling degree rises up in the fractionation tower. Thus, the mixture‟s components are separable. LPG is a
refinery product of crude oil or it can be directly mined from gaz fields and diluted to facilitate its transfer to
separation components to get both commercial propane and butane. It can also used as an alternative to
conventional fuel as gasoline. Given its big reserve and combating pollution in 80‟s, Algeria adopted
development and taking advantage of LPG. This plicy required a diversity in filters rutrition with several types
of crude oil as in the case of Hassi Messaoud refinery. It has large quantities of light products as they were in
refinery design. To import this surplus, we simualated the ability to recover the maximum of C3 and C4 using
the simulator “Hysys” specifically the stability colunn of gasoline and reformat. The result of simulation was
satisfactory with increased production of 43151 ton annually of LPG, with a small modification wich is to add
two pumps GA209 C/D to transfer LPG into the CIS. This project estimated 10699856.75 dzd.
Résumé
L‟Algérie repose sur le raffinage de pétrole, dans lequel les composants pétroliers sont séparés par une
réflexion fractionnée dans la tour de distillation, et le distillateur est utilisé pour séparer deux matériaux
différents dans deux catégories d‟ébullition différentes, le point d‟ébullition le plus bas les composants du
mélange peut être séparés les uns des autres.
Gaz de pétrole liquéfié est un produit de raffinage de pétrole brut ou extrait directement des champs de gaz est
diluéspour faciliter le transfert aux véhicules du chapitre et le traitement pour le propane et le butane
commercial, peut également être utilisé comme alternative au carburant classique tel que l‟essence, et en raison
des grandes réserves et la lutte contre la pollution a l‟Algérie depuis le développement des années quatre-vingt et
de la politique faire usage de gaz de pétrole liquéfié, et cette politique est nécessaire pour diversifier les
raffineries d‟alimentation dans plusieurs types de pétrole brut, comme est le cas avec la raffinerie de Hassi
Messaoud, nous avons de grandes quantités de produit légers par rapport à ce qui était le cas lorsque la raffinerie
est conçue pour récupérer et cette alpha Z nous avons simulé la possibilité de récupérer autant que possible C3 et
C4 utilisant Hysys logiciel de simulation spécifiquement sur la stabilité verticale de l‟essence et reformat a été le
résultat d‟une simulation satisfaisante avec une augmentation de la production est estimée à 43151 tonne par ans
de gaz de pétrole liquéfié, avec faire un petit amendement, mais il est ajoute deux pompes GA209 C/D pour le
transport de gaz de pétrole récupérer à un CIS composé a estimé le cout de ce projet 10699856.75 dzd.