Liste des Abréviation

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1 Liste des Abréviation AFNOR :Association Française de Normalisation. ASTM: Américaine Sosociety for Testing and Material. BRI : Brut Réduit Importé. BTS :Bas teneur de soufre. CFR : Cooperative fuel research D : Densité. DAO: Distillation trés visqueux. DIH: Diohexaseur. GPL : Gaz pétrole liquifié. HGO : Heavy Gaz Oil. HSRN : Heavy Strught Run Naphta. HTS : Haut teneur de soufre. IPA : Institut Pétrochimie Américaine. LGO : Light Gaz Oil. LNHT : Hydrotraitement. LSRN : Light Strught Run Naphta. MMt : Methyle cyclopentadienyle manganaise tricarbonyle. C 9 H 7 M n O 3. MON : Moter Nomber Octane. MTBE : methyle-tersiobutyle éther CH 3 OC(CH 3 ).

2 MVO :Lami -visqueux. NA : Norme Algérienne NF : Norme Française. NO : Octane Nember. PF : Point finale. PI : Point initial. PP : Planing et Programme. PTE :Tetra-ethyle du plomb. PTM :le tétra méthyle de plomb. RBN : Recherche Blinding Nember. RON : Recherche Octane Nember. RSV : Résidu Sous vide. SPO : Spendil Oil. TVR : Tension de Vapeur Reid

3 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs Introduction : Dans le but de formulations des essences (normale, super, sans plomb). des différentes composants appelées HSRN,LSRN,reformat, isomérat, ont été traitées par une procédure de distillation atmosphérique (figures II-2) Tous les pétroles bruts traités dans une raffinerie subissent une première séparation qui permet d obtenir des coupes pétrolières dont les volatilités se rapprochent de celles des produits commerciaux : coupes gaz, coupes Essences (légère et lourde), coupes produits intermédiaires, coupes de produits lourds. II-1-.Les coupes produits blancs Pour faire les mélanges d essence on a besoin des composants suivants : HSRN, LSRN, REFORMAT, ISOMERAT et le BUTANE. 1. HSRN ou naphta lourd produit de la distillation atmosphérique (unité 11). 2. le LSRN ou naphta léger produit de la distillation atmosphérique (unité 11). 3. le REFORMAT issu de l unité de reformage catalytique par traitement du HSRN en vue d augmenter son indice d octane (unité 12). 4. L SOMERAT produit de l unité d isomérisation par traitement de LSRN (unité 17). Figure II-1- Procédé des mélanges essences Zone

4 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II-2. Distillation atmosphérique Comprend les sections suivantes: distillation du pétrole brut compression de gaz Récupération du GPL et fractionnement du naphta Récupération du GPL et fractionnement du naphta (2 eme section). La distillation atmosphérique peut être expliquée par le chemin suivant A-Section de distillation du pétrole brut La section de la distillation du pétrole brut se compose du train de préchauffage du brut, du dessalage du brut, du four de chauffe du brut 11F-1 et de la colonne de distillation du pétrole brut 11C-1. Elle est conçue pour traiter BPD de pétrole brut pour obtenir des produits directs et des matières premières pour d'autres unités. B-Section de compression du gaz. Le processus de compression du gaz consiste à récupérer les gaz de la section de distillation atmosphérique et les comprimer pour être ensuite envoyés vers le système existant du gaz combustible. Elle se compose du compresseur de gaz d'arrivée 11G- 12, du refroidisseur de gaz comprimé 11E-18 et du ballon de récupération du gaz 11D-3. C-Section de fractionnement du naphta et récupération du GPL. La section traite une partie du naphta et du gaz de la section de distillation de brut. Elle se compose d'un splitter 11C-5, d un stabilisateur 11C-6 et d'un absorbeur 11C-7. Les produits récupérés sont GPL, Naphta léger, naphta lourd et gaz combustible en tant que sous-produits. 27

5 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs D-Récupération de GPL et fractionnement du naphta 2ème Section. La section traite une partie du naphta et du gaz de la section de distillation du brut. Elle se compose d'un 2eme stabilisateur 11C-8 et un 2ème Splitter 11C-9. Les produits sont GPL, Naphta léger et naphta lourd et du gaz combustible en tant que sous-produits.]7[ Section stab 01 GPL+ OFF GAZ LSRN 1 + HSRN 1 Section stab 02 GPL+ OFF GAZ LSRN 2 + HSRN 2 11C2 BHM BPSD Section préchauffage et chauffage 11C1 11C3 KERO LGO 11C4 HGO BRA Schéma présentatif de l unité TOPPING (U11) Figure II-2.Schéma descriptif de la distillation atmosphérique. II -3.Reforming catalytique (U12). Cette unité sert à produire du plat format à partir du HSRN de l unité 11. A cause du souffre, de l oxygène,de l azote et d autre composés indésirables qui sont des poisons pour le catalyseur du reforming qu une section Hydrobon est destinée à éliminer ces poisons par hydrogénation et en même temps la saturation des oléfines.elle est Composés de deux sections : 28

6 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs A-Section Hydrobon : C est une section d hydrotraitement du naphta lourd (HSRN) provenant de l unité11 afin d éliminer les éléments nuisibles tels que le soufre, l oxygène, l azote et d autre composés indésirables qui sont des poisons pour le catalyseur du reforming et de ce fait, d obtenir un naphta propre dénommée «Unifinat» destiné à la section reforming. La capacité de traitement est de 56 m3/hr. B- Section Reforming : C est une section de reformage catalytique à procédé semi régénératif, qui consiste à transformer à l aide d un catalyseur sélectif R86 à base de Platine et Rhénium sur le support d alumine Al 2 O 3 chargé dans les trois réacteurs 12C3, 12C4 et 12C5; et en présence d hydrogène l Unifinat à faible indice d octane en un produit de base (reformat) à haut indice d octane. La réaction qui se réalise dans le réacteur n 1 12C3 est principalement la déshydrogénation des Naphtènes, tandis que celles du réacteur n 2 12C4 sont l isomérisation et la cyclisation des paraffines, ces derniers suivent la déshydrogénation des naphtènes. Dans le réacteur n 3 12C5 se produisent les mêmes réactions que celles qui se produisent dans le réacteur n 2 (12C4) ainsi que l hydrocraquage des paraffines.]8[ Les produits de cette section sont : -Le reformat. -Les GPL (butane et propane) -L hydrogène. -Le fuel gaz. 29

7 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs FigureII Schéma synoptique de l unité de platforming 30

8 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II-4. Isomérisation de paraffines légères (U17) : L isomérisation des essences légères tire son intérêt de la faible sensibilité (RON-MON) des produits qu elle fournit, malgré un indice d octane recherche (RON), modeste en comparaison des produits issus des autres procédés (Reformage, alkylation..). La reaction d isomérisation permet de transformer les paraffines normales à 5 et 6 atomes de carbone, présentant de faibles indices d octane, en isoparaffines présentant des indices d octane plus élevés.]9[ Figure II-4.Schéma descriptif de l unité d isomérisation. 31

9 Chapitre I Rappels bibliographiques I-1. Le complexe de la raffinerie d Arzew I-1-1. Description du complexe : [1] La raffinerie d Arzew par sa diversité de production se classe au premier rang des complexes édifiés sur le territoire national. Elle a été implantée dans le cadre quinquennal par la société JapanGasolineCompany (JGC) et s est étendue par une extension de ces unités de production de bitumes en 1975 ; ainsi elle a été suivie par une autre extension de ses unités de lubrifiants en Depuis 1987, La raffinerie d Arzew est gérée par la société NAFTEC. La raffinerie d Arzew s étend sur une superficie de 150 hectares, au niveau de la zone industrielle. Le démarrage des unités a été réalisé à partir de juillet 1972, et la mise en service était pour mars En 1978, suite aux besoins importants de lubrifiants, la réalisation d un ensemble intégré de production d huiles de base fut lancée. La raffinerie est devisée en deux unités de production : Production 1 qui englobe les zones: 03, 04, 06,07 et 10 ; Production 2 englobe la zone : 05, 19 et I-1-2. Situation géographique [1] La raffinerie d Arzew est implantée dans la zone industrielle à 2 km d Arzew ; elle est située sur le plateau de la localité d El Mohgan au carrefour de la route nationale N 11 (Oran Arzew) et la route Nationale N 13 (Arzew Sidi-Bel-Abbès) et à environ 40 km d Oran. 3

10 Chapitre I Rappels bibliographiques Figure I-1-2 : La carte géographique de la raffinerie d Arzew RAI/Z I-1-3. Capacités de production [1] La raffinerie dispose d une capacité de traitement de 2,5 millions de tonnes/an de pétrole brut saharien (HASSI-MESSAOUD) et de tonnes/an de brut réduit importé (BRI) pour satisfaire les besoins de consommations internes en carburants, lubrifiants, bitumes et aussi exporter les produits excédentaires (Naphta, Kérosène, Fiouls). La production de la raffinerie est très diversifiée, elle se compose comme suit: 4

11 Quantité x1000 (tonnes/an) Chapitre I Rappels bibliographiques La gamme GPL CARBURANTS LUBRIFIANTS BITUMES Le produit Propane Butane Essence super Essence normale Naphta Kérosène Gasoil Fuel HTS Fuel BTS Huiles de base Huiles finies Paraffines Graisses Bitumes routiers Bitumes oxydés Tableau I-1-3 : les différentes gammes des produits de RA1Z Propane Butane Produits Essence Normale Essence Super Naphta export Fioul BTS Fioul HTS Kérosène Gasole Lubrifiants Graisses Paraffine Figure I-1-3 : Capacité de production des différents produits pétroliers 5

12 Chapitre I Rappels bibliographiques I L organisation de personnel de la raffinerie d Arzew Les différentes structures constituantes l organigramme de la raffinerie apparaissent dans la figure I-3 ci dessous. Figure I-1-4 : Organigramme de personnel de la raffinerie d Arzew 6

13 Chapitre I Rappels bibliographiques I-1-5. Les principales zones du complexe suivantes : Le complexe est constitué de plusieurs zones ayant comme activités spécifiques Parking (Zone 1) Station de veille (Zone 2) L'utilités des zones 3 et 19 Les utilités constituent une zone importante au sein de la raffinerie d Arzew, elles assurent la production de la vapeur, l électricité, air et de l eau distillée. La zone 3 comprend les unités suivantes : Unité 31/Unité 1100 :production de vapeur HP, BP, MP au moyen des chaudières alimentées en eau distillée. Unité 32/Unité 1600 : production d eau distillée à l aide d évaporateur. Unité 33/Unité 1300 : distribution d eau de refroidissement. Unité 34/Unité 1200 : production d électricité. Unité 35/Unité 1400 : réception et distribution de fuel gaz. Unité 36/Unité 1500 : production d air service et instrument. Unité 37 : réseau d incendie. Unité 280 : production gaz inerte Unité 1800 : traitement des effluents. Les carburants (Zone 4) Le brut algérien provenant de Hassi Messaoud est utilisé comme charge principale dans la zone 4, elle est constituée de 03 unités suivantes : Unité 11: distillation atmosphérique dite (topping). A partir de la distillation atmosphérique on obtient les coupes suivantes : 7

14 Chapitre I Rappels bibliographiques GPL LSRH (Naphta léger). HSRN (Naphta lourd). Kérosène. Gasoil lourd (LGO). Gasoil léger (HGO). BRA (brut réduit atmosphérique) : utilisé comme charge alimentant les zones 5 et 7 pour la fabrication des lubrifiants. Unité 12 : platforming ou reformage catalytique avec 03 réacteurs. Le naphta lourd (HSRN) provenant de l unité de distillation atmosphérique contient des impuretés ; l unité est destinée donc à transformer et à éliminer les composantes indésirables ainsi pour augmenter l indice d octane. Deux procédés sont utilisés : l hydro-forming et le plat-forming. Unité 13 : Cette unité consiste à la séparation et la récupération du propane et du butane des gaz de tête de l unité 11 qui sont reçus comme charge dans cette unité. Unité 17 : L isomérisation des essences légères tire son intérêt de la faible sensibilité (RON-MON) des produits qu elle fournit, malgré un indice d octane recherche (RON), modeste en comparaison des produits issus des autres procédés (Reformage, alkylation..). La reaction d isomérisation permet de transformer les paraffines normales à 5 et 6 atomes de carbone, présentant de faibles indices d octane, en isoparaffines présentant des indices d octane plus élevés. Les lubrifiants (Zone 07 & 05) Ces deux zones ont pour but d obtenir des huiles de base considérées comme matière première pour la fabrication des lubrifiants à partir du (BRA).Ce dernier est un composé pétrolier lourd et visqueux recueilli au fond du topping. 8

15 Chapitre I Rappels bibliographiques Dans ces deux zones on distingue 5 unités : Unité 21/100 (distillation sous vide) : destinée à séparer les coupes nécessaires à la production des huiles de base. Unité 22/200 (desasphaltage au propane) : pour éliminer l asphalte. Unité 23/300 (extraction au furfural) : destinée à extraire les aromatiques afin d améliorer l indice de viscosité des huiles de base. Unité 24/400 (déparaffinage au MEC Toluène) : destinée à améliorer le point d écoulement et d éliminer les paraffines. Unité 25 /500 (Hydrofinishing) : pour éliminer les impuretés et pour avoir une huile de base ayant une couleur appropriée et thermiquement stable. Unité 600 : hydrofinishing de paraffines. Zone 06 / unité 3000 Unité 51 / 3100 : unité de mélange et conditionnementdes huiles finies. Unité 52/ 3200 :unité de traitement et conditionnement des paraffines. Zone 9 :Cette zone est destinéeau stockage du brut et des résidus. Zone 10 : Cette zone est destinée à la fabrication des bitumes de pétrole brut réduit importé, elle comprend deux unités : Unité 14 (distillation sous vide - Fabrication du bitume routier) : Le procédé consiste à surchauffer (le brut résidu importé ) BRI pour faciliter sa pénétration dans la colonne de distillation sous vide. Les coupes latérales soutirées sont : LVGO MVGO HVGO Résidu sous vide. 9

16 Chapitre I Rappels bibliographiques Unité 15 (Fabrication du bitume oxydé) : Le mélange 85% du résidu sous vide et 15% de HVGO alimente la colonne d oxydation pour obtenir les bitumes Zone 11, 12,13 Elles sont destinées à stocker le brut provenant de «HASSI-MESSAOUD». Administration générale (Zone 14) Laboratoire (Zone 15). LES ZONE DE STOCKAGE : Zone 16 : destiner au stockage du NAPHTA et de l eau brut pour incendie. Zone 17 : destiner au stockage du kérosène. Zone 18 : destiner au stockage du fuel pour mélange ainsi que le stockage du slop. Zone 20 : destiner pour la réception et l approvisionnement des produits chimiques et les pièces de rechanges. Zone futur (Zone 21) Stockages carburants (Zone 22 et 23) Zone 24 : Pour stockage du gas-oil. Zone 25 : Pour stockage du fuel. Zone 26 : Pour stockage du gaz de pétrole liquéfié (LPG). Zone 27 : Stations de traitement des eaux usées PPI/API et unité Zone 28 : Zone d expédition : essences, gas-oil, kérosène et propane butane. Zone 29 : Pour le stockage du BRI 10

17 Chapitre I Rappels bibliographiques I-1-6. Les équipements de protection individuelle (EPI) Les souliers de sécurité : Conformes aux normes de sécurité protègent les pieds contre tout risque d accident qui peuvent engendrer les chutes D outiles et de matériaux,les clous, les pièces. Casques de sécurité : Les casques de sécurité à pour rôle de protéger la tête de toute blessure par objet ou une chute accidentelle d un outil à partir d un étage. Lunettes de sécurité : Le port des lunettes a pour rôle de protéger les yeux contre toute pénétration des corps étrangers. Les gants : Les gants sont un moyen de protection et évitent toute bléssure au mains qui peut mener à un handicap. 11

18 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2. Généralité sur les essences Introduction L'essence est le carburant le plus vendu dans le monde. Il se compose de fractions légères tirées de la distillation du brut à des températures (35 C à 180 C ). La plus grande part de ces fractions subira encore d'autres traitements, puis seront mélangées pour donner de l'essence pour moteur. A partir de ce distillat, on produit également de l'essence pour avions (carburant d'un indice d'octane particulièrement élevé pour avions légers), ainsi que des essences spéciales pour l'industrie chimique. Pour utiliser l essence comme carburant, ces fractions de la distillation subiront encore divers traitements d'amélioration de qualité. Dans la chambre de combustion du moteur, le mélange air-essence est soumis à une forte compression et à l'auto-allumage. Les essences alimentent les moteurs d'automobile à allumage commandé par étincelle dits, de façon impropre, à explosion. À cette catégorie se rattachent le GPL et des produits à usages spéciaux, qui alimentent les motocycles, les avions munis de moteur à piston et les voitures de compétition. Les essences sont utilisées en quantité massive dans le monde entier, avec des consommations annuelles de l'ordrede 385 millions de tonnes (Mt) aux États-Unis, 113 Mt en Europe dont 12 Mt en France. Les États-Unis consomment deux fois plus d'essences en masse que de gazole. En revanche, en France, où les véhicules Diesel sont très largement diffusés, la situation est complètement inversée puisque la consommation de gazole est supérieure à 30 Mt et le rapport essences/gazole est maintenant inférieur à 0,40. 12

19 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-1. Définition de l essence : L essence est un liquide inflammable, issu de la distillation du pétrole, utilisé comme carburant dans les moteurs à combustion interne. C'est un mélange d hydrocarbures, auxquels peuvent être ajouté des additifs. On y trouve en moyenne : 20 % à 30 % d alcanes, hydrocarbures saturés de formule C n H 2n+2 ; 5 % de cycloalcanes, hydrocarbures saturés cycliques ; 30 % à 45 % d alcènes, hydrocarbures insaturés ; 30 % à 45 % d hydrocarbures aromatiques, de la famille du benzène. I-2-2. Les types d essences: [2] Les différents types d'essences présentent généralement des caractéristiques physiques proches les unes des autres, mais diffèrent par leur composition chimique et leur teneur en additifs. Les différents types d essences présents sur le marché international sont : L essence ordinaire : dont le RON ne dépasse pas 93-94, ne se vend pratiquement qu en Allemagne et dans les pays sous-développés : Le supercarburant classique : caractérisé par des valeurs minimales de RONet de MON, respectivement de 97 et 86. Il contient de faibles quantités d alkyles de plomb (0.15 g/l), ce qui permet d atteindre commodément et au coût les valeurs requises d indices d octane. Le sans plomb : apparu en 1985 en Europe, le sans plomb est depuis l essence de référence. Il est obligatoire pour les véhicules essence équipés d un pot catalytique. A l inverse, il n est pas nécessaire d avoir un véhicule catalysé pour utiliser une essence sans plomb. Désormais, l addition de plomb dans les essences est interdite en vue de réduire la pollution et pour permettre un fonctionnement satisfaisant des pots catalytiques. 13

20 Chapitre I Rappels bibliographiques Le super 98 : (SP 98 pour sans plomb), parfois appelé «super plus», présente des RON et MON supérieurs ou égaux, respectivement, à 98 et 88. Ces deux valeurs ne correspondent pas à des spécifications officielles, mais à des objectifs de qualité que se fixent les raffineurs en accord avec les constructeurs automobiles. Le SP 98 n est aujourd hui largement diffusé que dans quelques pays d Europe comme la France, l Allemagne et les Pays-Bas. L Eurosuper : est conforme à la norme en 228 (comité européen de normalisation) ; il doit présenter un RON minimal de 95 et un MON minimal de 85. Ca sera, dans les prochaines années, le type d essence le plus répandu en Europe. I-2-3. Caractéristiques des essences L obtention de performances satisfaisantes d un véhicule dépend évidemment de facteurs technologiques, mais aussi de critères de qualité du carburant dont on distingue d une part les propriétés physiques qui conditionnent l alimentation correcte du véhicule et d autre part les propriétés chimiques liées essentiellement aux indices d octane, permettant d obtenir un rendement optimal du moteur sans risque de combustion anormale. I-2-3- a. La masse volumique: [3] La masse volumique d un corps, à une température donnée est le rapport de sa masse à son volume, exprimée en (kg /l ou g /cm 3 ) mesurée à l aide d un aréomètre. Elle varie avec la température suivant la relation : t 15 k( t 15) Avec t : température en ( C) 14

21 Chapitre I Rappels bibliographiques et 15 : masse volumique respectivement à t ( C) et (15 C). t k : Coefficient qui dépend de la température. La masse volumique des essences est comprise entre et kg /l. La densité d un produit représente le rapport de la masse d un certain volume d échantillon à une température donnée et de la masse du même volume d un corps de référence (généralement l eau) à une température standard (4 C). La densité est donc un nombre dimensionnel, elle est identique à la masse volumique à 15 C. I-2-3-b. La volatilité:[2] La volatilité des essences doit être soigneusement contrôlée afin d obtenir à la fois un fonctionnement satisfaisant du moteur et une réduction d émission d hydrocarbures par évaporation. Elle est définie par la pression de la vapeur, la courbe de distillation ainsi que par le rapport (V/L). I-2-3- c. Courbe de distillation: [3] La courbe de distillation représente l évolution de la fraction distillée en volume, à pression atmosphérique, en fonction de la température, dans un appareillage approprié (norme ASTM D86 et ISO 3405). Cette technique s appelle fréquemment distillation ASTM. On trace l évolution de la température en fonction de la quantité distillée, en relevant plus particulièrement : Point initiale (PI) : température repérée au moment où apparaît la première goutte de distillat. Fractions évaporées en pourcentage (volume) à 70 C, 100 C, 180 C,de signées respectivement par E70, E100, E

22 Chapitre I Rappels bibliographiques Point final (PF) : température pour laquelle on recueille la dernière goutte de distillat. Figure I-2-3- c : dispositif et courbe de la distillation ASTM [4] 16

23 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-3- d. Tension de vapeur REID (pression de vapeur):[5] La tension de vapeur Reid (TVR) des essences constitue une caractéristique déterminante de qualité. Elle correspond à la pression relative développée par les vapeurs issues d un échantillon de carburant disposé dans une enceinte fermée à une température de 37.8 C. Elle est en général comprise entre 0.35 et 1 bar. En effet, la volatilité du carburant doit être suffisante pour assurer, par temps froid, le démarrage rapide et la mise en action satisfaisante du véhicule. Inversement, lors du fonctionnement à chaud, il convient de limiter la volatilité afin d éviter des phénomènes d évaporation intensive et minimiser les rejets d hydrocarbures légers dans l atmosphère. Figure I-2-3-d : dispositif de mesure de pression de vapeur REID [4] 17

24 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-3-e.Le rapport (V/L): [6] Le rapport V/L est un critère de volatilité peu usité en Europe, mais qui connait une certaine vogue au Japon et aux États-Unis ou il fait d ailleurs l objet d un essai normalisé (ASTM D 2533). A température et pression fixées, le rapport V/L représente le volume de vapeur formé par unité de volume de liquide, pris initialement à 0 C La volatilité du carburant s exprime alors par le niveaux de température pour lesquels le rapport V/L est égal à certaines valeurs particulières, par exemple V/L= 12, V/L=20, V/L=36. Il existe des corrélationsentre les températures correspondantes à ces taux de vaporisation et les paramètres classiques de volatilité (PVR, courbe de distillation). Citons, par exemple, les relations : T (V/L)12 = 88,5-0,19 E70 42,5 PVR T (V/L)20 = 90,6 0,25 E70-39,2 PVR T (V/L)36 = 94,7 0,36 E70 32,3 PVR T (V/L)x : température ( C) pour laquelle V/L = x ; E70 : pourcentage évaporé à 70 C ; PVR : pression de vapeur Reid en bar. 18

25 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-3-f. Indice d octane :[2] Nombre d octane (ou indice d octane) c est la caractéristique essentielle des carburants utilisés dans les moteurs à allumage commandé, elle détermine les qualités de combustion du carburant et ses conditions optimales d utilisation, elle est mesurée dans un moteur de référence proposé des 1930 par la coopérative fuel research aux Etats-Unis et connus sous le nom de moteur CFR Un carburant présente un indice d octane x s il se comporte, dans des conditions expérimentales bien définies comme un mélange de x % en volume d isooctane et de (100-x) % de n-heptane. Il existe deux procédures normalisées de détermination des indices d octane : la méthode «Recherche» et la méthode «Moteur». Les indices correspondants désignés par les symboles RON et MON Le MON des essences est toujours plus faible que le RON, la différence est appelée sensibilité, elle constitue en effet une indication de la (sensibilité) du carburant à une modification des conditions expérimentales et plus particulièrement à un accroissement de température tel qu il est réalisé dans la procédure MON. La plupart des essences et supercarburants classiques se rangent dans un domaine de RON compris entre 90 et 100, tandis que MON se situe entre 80 et 90. Les deux indices présentent chacun une utilité, ce qui explique qu ils soient, l un ou l autre, pris en compte dans l élaboration des spécifications des essences. 19

26 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-4. Additifs pour essences:[6] Pour adopter les essences aux nouvelles spécifications, on a fait appel à une nouvelle classe de procédés conduisant à la production des additifs à partir des oléfines et des alcools. I-2-4- a. Les alkyles de plomb: [7] Le plomb tétra éthyle (PTE) [Pb (C 2 H 5 ) 4 ] est utilisé comme additif dans les essences depuis les années 1920 pour deux raisons. Car, il assure une meilleure lubrification à température élevée et surtout a un rôle d antidétonant, en évitant que le mélange air- essence n explose trop tôt. Quelques années plus tard, il apparaît le tétra méthyle de plomb [PTM] [Pb (CH 3 ) 4 ],mais ce produit était plus coûteux et à peine plus efficace que le (PTE). La demande en indice d octane a fortement augmenté, et l additif de plomb est devenu de plus en plus nécessaire. Cependant il présente l inconvénient d être un poison pour les pots catalytiques d échappement utilisés pour réduire les émissions de polluants gazeux.la toxicité des alkyles de plomb constitue un argument majeur pour réduire, ou supprimer leur adjonction dans les essences. 20

27 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-4- b. Les composés oxygénés: [8] Parmi ces composés oxygénés utilisés dans la formulation des carburants, les éthers apparaissent actuellement comme étant les composés privilégiés permettant de répondre aux besoins croissants induits par la politique de suppression du plomb dans les carburants ainsi que par l évolution de leur qualité (haut indice d octane). I-2-4 -b- 1. Les éthers:[9] Les éthers (tertioalkyls éthers) sont principalement obtenus par réaction d une iso-oléfine tertiaire sur un mono-alcool aliphatique. Le MTBE (Méthyle-tertiobutyléther ou 2- méthoxy, 2-méthyl propane) est un éther utilisé comme base pour la formulation de supercarburants. A la température ambiante, le MTBE est un liquide volatil, inflammable, sans couleur qui se dissout facilement dans l'eau. Il est produit par synthèse à partir d isobutylène et de méthanol, en présence d une résine échangeur d ions comme catalyseur. Il possède un indice d octane élevé (118) et une faible volatilité (?). Sa teneur dans l essence peut atteindre 15%au maximum. Le MTBE a été employé dans l'essence des états unis depuis 1979 pour remplacer le fil comme renforcer d'octane. Depuis 1992, il a été employé à des concentrations plus élevées dans l'essence, principalement pour remplir les conditions d'oxygénation et pour des raisons économiques 21

28 Chapitre I Rappels bibliographiques Le méthyle-tertiobutyl-éther (MTBE) est actuellement le plus utilisé des éthers que l'on peut employer comme additifs de l'essence. L'éthyle-tertiobutyl-éther (ETBE), le tertioamylméthyléther (TAME), le tertioamyléthyléther (TAEE) et le diisopropyléther (DIPE), entre autres, peuvent être ajoutés ou substitués au MTBE afin d'améliorer l'oxygénation et l'indice d'octane, aussi peut-on en trouver à côté du MTBE Ces dernières années, et suite à des pollutions de nappes phréatiques, le MTBE bien que peu volatil se biodégrade assez lentement dans la nature, son utilisation a été fortement attaquée par les écologistes. I-2-5. Spécifications des essences: [10] Chaquepays ou groupe de pays a des spécifications sur les carburants automobiles. Ces spécifications varient d un pays à l autre sur divers aspects allant du nombre d octane, points de distillation, TVR, et même de composition. Les modifications les plus importantes introduites pour l essence sont : Elimination du plomb. Réduction de la teneur en benzène. Réduction de la teneur en aromatiques. Réduction de la teneur en oléfines. Réduction de la TVR. La réglementation environnementale a exigé des spécifications sur la qualité des carburants très strictes et obligatoires à partir de l an 2000 et l an 2005 successivement (Tableau I-2-5) 22

29 Chapitre I Rappels bibliographiques limites Caractéristiques 01/01/200 01/01/2005 Densité (kg/l) Entre et RON 95 Min 95 Min MON 85 Min 85 Min Teneur en plomb Max Max Volatilité à 70 C été (%vol) Entre 15 et 42 Entre 15 et 42 Volatilité à 70 C hiver (%vol) Entre 20 et 47 Entre 20 et 47 Volatilité à 100 C été (%vol) Entre 46 et 65 Entre 46 et 65 Volatilité à 100 C hiver (%vol) Entre 42 et 70 Entre 42 et 70 Volatilité à 125 C été (%vol) 60 Min 60 Min Volatilité à 125 C hiver (%vol) 63 Min 63 Min Volatilité à 150 C(%vol) 75 Min 75 Min Volatilité à 180 C(%vol) 85 Min 85 Min Point final ( C) 215 Max 215 Max Résidu (%vol) 2 Max 2 Max TVR été (k pa) 60 Max 60 Max TVR hiver (k pa) Entre 60 et 90 Entre 60 et 90 Teneur en soufre (% poids) Max Max Corrosion à la lame de cuivre (3 h à 50 C) 1a 1a Teneur en Oléfines 18 Max 18 Max hydrocarbures Aromatiques 42 Max 35 Max (%vol) Composés oxygénés (%vol) Benzène 1 Max 1 Max Méthanol 3 Max 3 Max Ethanol 5 Max 5 Max Ethers C Max A déterminer Autres 10 Max 10 Max Teneur en oxygène (% poids) 2.7 Max 2.7 Max Tableau I-2-5 : Spécifications des carburants automobiles (essences) 23

30 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-5- a. Spécifications des essences pour le marché intérieur : La configuration du parc automobile algérien a conduit à la mise en place sur le marché de trois types d essences : deux grades d essences avec plomb (normale et super) et un grade d essence sans plomb. Caractéristiques Méthode Essence normale Essence super Densité à 15 C NA Distillation ( C) NA (% vol) 70 max 70 max 50 (% vol) 140 max 140 max 95 (% vol) 195 max 195 max PF ( C) 205 max 205 max Résidu 2 max 2 max Tension de vapeur REID (bar) NA /05 au 19/ max max 07/05 au 19/ max max Nombre d octane NA min 96 min Teneur en plomb (g/l) NA max 0.40 max Teneur en soufre (% poids) NA max 0.15 max Corrosion à la lame de cuivre NA 566 1b max 1b max Tableau I-2-5- a : Spécifications des essences plombées sur le marché intérieur. 24

31 Chapitre I Rappels bibliographiques La décision de formuler les essences sans plomb à été prise par RA1Z au début des années 90 afin de s'aligner sur la technologie du raffinage et s'adapter à la demande en produits des marchés extérieurs, et aux nouveaux véhicules en circulation. Actuellement la base principale pour la fabrication des essences au niveau des raffineries RA1Z est le réformât qui contient 70 % d'aromatiques et jusqu'à 5% de benzène Mais le problème qu'a rencontré RA1Z est la difficulté de satisfaire le marché intérieur en essence sans plomb, et l'impossibilité de produire de l'essence conforme aux spécifications EURO 2005 (1% benzène, et 35% aromatiques) pour le marché extérieur. Caractéristiques Limites Min Max Masse volumique (kg/m 3 ) Distillation ( C) 10 (% vol) (% vol) (% vol) - - PF ( C) Résidu - 2 Tension de vapeur REID (bar) 01/11 au 31/ /04 au 30/10-65 RON 95 - MON 85 - Teneur en plomb (g/l) Teneur en benzène (% vol) - 5 Teneur en soufre (% poids) Tableau I-2-5- à : Spécifications des essences sans plomb sur le marché intérieur 25

32 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-5- b. Spécifications des essences pour le marché extérieur: En récapitulant, on constate que les spécifications des essences en Algérie n ont pas beaucoup évolués si ce n est pas la tendance à la diminution de la teneur en plomb (à 0.4 g/l puis à 0.15). Elles ne sont pas conformes aux spécifications internationales et notamment en ce qui concerne le respect des teneurs en plomb, aromatiques, benzène, 12 Limites Méthode Masse volumique (kg/m 3 ) NF Distillation ( C) (% vol) (% vol) (% vol) 180 NF M (% vol) 210 PF ( C) 215 Résidu 2 Tension de vapeur REID (k pa) 20/06 au 09 / /04 au 31/ NF M /11 au 09/ Indice d octane recherche RON 95 max NF T Teneur en plomb (g/l) NF M Teneur en aromatiques (% vol) 35 max NF M Teneur en benzène (% vol) 1 max NF M Teneur en soufre (% poids) max NF M Tableau I-2-5- b: Spécifications des essences Européennes (EURO 2005) 26

33 Chapitre I Rappels bibliographiques I-2-5- c. Spécifications environnementales: [11] Dans la perspective de protéger l environnement sous tous ses aspects, l élimination du plomb dans l essence est le point de départ viable techniquement et économiquement.pour cela, plusieurs voies ont été prises ; l intégration de nouveaux additifs et de nouvelles spécifications est une stratégie appliquée par les différents pays développés pour avoir des essences reformulées à moindre incidence sur la santé et l environnement. Le programme Auto-Oil de la commission des communautés européennes (CCE)a pour but l introduction des carburants dans une nouvelle gamme de spécifications plus sévères et obligatoires (Tableau I-2-5- c). Caractéristiques Indice d octane recherche RON Indice d octane moteur MON Tension de vapeur (REID) * (k pa) Limites 95 min 85 min 60 ** max Distillation (% vol) à 100 C à 150 C à 180 C Point final Résidu Oléfines (% vol) Aromatiques (% vol) Benzène Oxygène (% masse) Soufre (% poids) 75 min 85 min 215 max 2 max 18 *** max 35 max 1 max 2.7 max max Tableau I-2-5- c: Spécifications environnementales 27

34 Chapitre I Rappels bibliographiques (**) : Pour les états membres connaissant des conditions climatiques polaires, la TVR ne dépasse pas 70 K Pa au cours de la période estivale. (***) : L essence ordinaire sans plomb peut être commercialisée avec une teneur en oléfine maximale de 21. L ensemble des risques et des atteintes à l environnement engendré par la consommation des produits pétroliers, le réchauffement climatique, implique que la dimension environnementale, mais aussi sociale et humaine soient prises en compte dans l élaboration des politiques énergétiques ayant pour but de diminuer ces risques et d en retarder les effets. Le programme européen Auto-Oil a été conçu pour réduire la pollution urbaine d origine automobile. Les mesures prises, dont les premières sont entrées en vigueur le 1er janvier 2000, devraient conduire d ici à 2010 à une réduction des émissions polluantes par rapport à leurs niveaux de 1990 de 15 à 85 % selon les polluants concernés. I-2-6. Avantages de l essence sans plomb : [10] L avantage le plus important associé à l introduction de l essence sans plomb réside dans lefait qu il permet d introduire des pots d échappement catalytiques, seul procédé efficace pour réduire la nocivité des gaz d échappement des véhicules.cette raison pourrait à elleseule justifier l introduction de l essence sans plomb et l élimination des carburantsplombés pour éviter toute erreur d utilisation. De plus, la réduction des émissions décomposées du plomb dans l atmosphère et l infiltration consécutive du plomb dans le sol limitent la pollution globale par le plomb supporté par les personnes et l environnement. Les avantages pour l automobiliste du passage à l essence sans plomb sont bien connus et peuvent inclure des coûts moindres en matière d entretien (intervalles 28

35 Chapitre I Rappels bibliographiques prolongés entreles vidanges d huile, bougies d allumage plus propres, capacité à accroître les économies de carburant en réduisant les probabilités de ratés d allumage). Bien que l on constate des écarts importants entre les différentes études réalisées, les économies sont tangibles. 29

36 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II. Introduction : Dans le but de formulations (synthèse) des essences (normale, super, sans plomb), des différentes composants appelées HSRN, LSRN, reformat, isomérat, ont été traitées par une procédure de distillation atmosphérique (figures II-2) Tous les pétroles bruts traités dans une raffinerie subissent une première séparation qui permet d obtenir des coupes pétrolières dont les volatilités se rapprochent de celles des produits commerciaux : coupes gaz, coupes Essences (légère et lourde), coupes produits intermédiaires, coupes de produits lourds. II-1. Les coupes produits blancs :] 12[ Pour faire les mélanges d essence, on a besoin des composants suivants : HSRN, LSRN, REFORMAT, ISOMERAT et le BUTANE. 1. HSRN ou naphta lourd produit de la distillation atmosphérique (unité 11). 2. le LSRN ou naphta léger produit de la distillation atmosphérique (unité 11). 3. le REFORMAT issu de l unité de reformage catalytique par traitement du HSRN en vue d augmenter son indice d octane (unité 12). 4. L SOMERAT produit de l unité d isomérisation par traitement de LSRN (unité 17). Figure II-1.Procédé des mélanges essences Zone

37 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II-2. Distillation atmosphérique :] 13[ Comprend les sections suivantes: distillation du pétrole brut compression de gaz Récupération du GPL et fractionnement du naphta Récupération du GPL et fractionnement du naphta (2 eme section). La distillation atmosphérique peut être expliquée par le chemin suivant II-2. A-Section de distillation du pétrole brut : La section de la distillation du pétrole brut se compose du train de préchauffage du brut, du dessalage du brut, du four de chauffe du brut 11F-1 et de la colonne de distillation du pétrole brut 11C-1. Elle est conçue pour traiter BPD de pétrole brut pour obtenir des produits directs et des matières premières pour d'autres unités. II-2. B-Section de compression du gaz : Le processus de compression du gaz consiste à récupérer les gaz de la section de distillation atmosphérique et les comprimer pour être ensuite envoyés vers le système existant du gaz combustible. Elle se compose du compresseur de gaz d'arrivée 11G- 12, du refroidisseur de gaz comprimé 11E-18 et du ballon de récupération du gaz 11D-3. II-2. C-Section de fractionnement du naphta et récupération du GPL : La section traite une partie du naphta et du gaz de la section de distillation de brut. Elle se compose d'un splitter 11C-5, d un stabilisateur 11C-6 et d'un absorbeur 11C-7. Les produits récupérés sont GPL, Naphta léger, naphta lourd et gaz combustible en tant que sous-produits. II-2.D-Récupération de GPL et fractionnement du naphta 2ème Section : La section traite une partie du naphta et du gaz de la section de distillation du brut. Elle se compose d'un 2eme stabilisateur 11C-8 et un 2ème Splitter 11C-9. 31

38 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs Les produits sont GPL, Naphta léger et naphta lourd et du gaz combustible en tant que sous-produits. Section stab 01 GPL+ OFF GAZ LSRN 1 + HSRN 1 Section stab 02 GPL+ OFF GAZ LSRN 2 + HSRN 2 11C2 BHM BPSD Section préchauffage et chauffage 11C1 11C3 KERO LGO 11C4 HGO BRA Schéma présentatif de l unité TOPPING (U11) Figure II-2.Schéma descriptif de la distillation atmosphérique. II -3.Reforming catalytique (U12) :] 14[ Cette unité sert à produire du plat format à partir du HSRN de l unité 11. A cause du souffre, de l oxygène,de l azote et d autres composés indésirables qui sont des poisons pour le catalyseur du reforming qu une section Hydrobon est destinée à éliminer ces poisons par hydrogénation et en même temps la saturation des oléfines. Elle est Composée de deux sections : II-3. A-Section Hydr-obon: C est une section d hydrotraitement du naphta lourd (HSRN) provenant de l unité11 afin d éliminer les éléments nuisibles tels que le soufre, l oxygène, l azote et d autre composés indésirables qui sont des poisons pour le catalyseur du reforming et 32

39 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs de ce fait, on obtiendra un naphta propre dénommée «Unifinat» destiné à la section reforming. La capacité de traitement est de 56 m3/ heure. II-3.B- Section Reforming : C est une section de reformage catalytique à procédé semi régénératif, qui consiste à transformer à l aide d un catalyseur sélectif R86 à base de Platine et Rhénium sur le support d alumine Al 2 O 3 chargé dans les trois réacteurs (12C3), (2C4) et (12C5) et en présence d hydrogène ; entraîne l Unifinat à faible indice d octane égale à 40 en un produit de base qui est le (reformat) possédant un indice d octane meilleur ; de valeur comprise entre (95-96). La réaction qui se réalise dans le réacteur n 1 de réacteur (12C3) est principalement la déshydrogénation des Naphtènes, tandis que celles du réacteur n 2 (12C4) sont l isomérisation et la cyclisation des paraffines, ces derniers suivent la déshydrogénation des naphtènes. Dans le réacteur n 3 (12C5) se produisent les mêmes réactions que celles qui se produisent dans le réacteur n 2 (12C4) ainsi que l hydrocraquage des paraffines. Les produits de cette section sont : -Le reformat. -Les GPL (butane et propane) -L hydrogène. -Le fuel gaz. 33

40 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs Figure Schéma descriptif de l unité reforming catalytique (U12) 34

41 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II-4. Isomérisation de paraffines légères (U17) :] 15[ L isomérisation des essences légères tire son intérêt de la faible sensibilité (RON-MON) des produits qu elle fournit, malgré un indice d octane recherche (RON), modeste en comparaison des produits issus des autres procédés (Reformage, alkylation..). La reaction d isomérisation permet de transformer les paraffines normales à 5 et 6 atomes de carbone, présentant de faibles indices d octane, en isoparaffines présentant des indices d octane plus élevés. utilisées. II-4.A. Procédé d isomérisation : Les procédés d isomérisation sont relativement flexible vis à vis des charges Les charges C5/C6(LSRN) utilisées sont issues de la distillation directe du pétrole brut. En général, le point de coupe de distillation de la charge est maintenu autour de 70 C 80 C pour éviter la présence importante de benzène, de cyclohexane et autre hydrocarbure contenant plus de 7 atomes de carbone. En effet la présence de ces composés dans la charge de l unité d isomérisation entraîne des pertes en rendement ou en octane de l isomérat. II-4.B Caractéristiques du procédé d isomérisation des essences légères : Les réactions chimiques d isomérisation sont des réactions équilibrées et légèrement exothermiques. n-paraffines iso-paraffines (ip) + chaleur. Procédé de l isomérisation est composé de deux sections : II-4.B-1. Section hydrotraitement du naphta léger (LNHT) : - Section Alimentation et chauffage de la charge - Section Compression de gaz d H2 - Section mécanisme réactionnelle - Section Stripage. 35

42 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs La section hydrotraitement a pour rôle d éliminer les composants indésirable contenus dans la charge (soufre, azote, ) a fin de protéger le catalyseur d isomérisation (à base de platine). II-4.B-2. Section isomérisation (procédé PENEX-DIH) : - Section Séchage de la charge - Section Séchage de l hydrogène. - Section Mécanisme réactionnel. - Section Stabilisation - Section neutralisation et lavage des gaz acide - Section Deisohexanisation Le catalyseur d isomérisation I-82 devra isomérer les paraffines du naphta léger (C5/C6) et saturer les aromatiques pour un isomérat de 88 RON (88,5). Les effluents réactionnels sont stabilisés après d être refroidis à 96 C. La colonne de stabilisation 17C-51 fonctionnant à une pression de 17,58 KG/Cm2 est équipée de 30 plateaux. La fraction légère de la tête de colonne est envoyer au ballon receveur 17D-59 d où la phase condensée retourne comme reflux de tête au stabilisateur et la phase vapeur du ballon riche en gaz acide tel que le HCL est envoyée vers la colonne de neutralisation et lavage (Net gaz scrubber 17C-52) afin de traiter le HCL par la soude caustique (NAOH). Le fond de colonne de stabilisateur est envoyer ver le Disohexaniseur 17C-53 (DIH). Après passage du fond de colonne du stabilisateur a travers l échangeur 17E- 62 la charge entre au DIH a une température de 134 C. Le DIH comprend 80 plateaux et fonctionnent sous une pression de 3,5 Kg/Cm2g a pour but de séparer et recyclage les N-C6 et IC6 mono branchés non convertis à bas NO vers la section réactionnel a travers les sécheurs et ce dans le but d augmenter la production des iso à un NO plus élevé (88). 36

43 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs L isomerat riche en IC5 et IC6 (MCP, 2.2BMB et 2.3DMB) est envoyé au stockage comme composant de base dans la formulation de l essence sans plomb. 37

44 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs Figure II-4.Schéma descriptif de l unité d isomérisation17. 38

45 Chapitre II Les procédés des coupes produits blancs II-5. Conclusion Afin d augmenter l indice d octane, plusieurs procédés existent, parmi eux : Le procédé reforming catalytique qui transforme les paraffines de types (HSRN) au reformat d indice octane égale a95; Et le second procédé baser sur les isomerisations, qui consiste a obtenir un isomérat meilleur égale a 88 a partir des paraffines (LSRN). Ceci peut être expliqué pour l effet des substituants (radicaux méthyles) sur la chaine des paraffines. 39

46 Conclusion générale Conclusion Générale Le travail que nous avons réalisé au niveau de la raffinerie d Arzew (RA1/Z) s inscrit dans une perspective de contribution à l amélioration de la qualité de l essence. La problématique de la pollution atmosphérique par les rejets des gaz d échappements concerne tant bien les pays nantis que notre pays, vu le nombre de véhicules que ne fait que s accroître. Nous avons pu découvrir les différentes étapes de production de l essence à partir d un mélange de carburants. Par la suite nous avons eu l accès au sein du laboratoire dans le but d apprendre à effectuer les différentes analyses du contrôle de la qualité des selon les spécifications (ASTM) et les normes algériennes. Cette dernière a été mise en vente au niveau du marché national récemment (mars 2014). Les résultats d analyses effectuées sur l essence ont permis de prononcer que le produit fini obtenu répond aux exigences nationales. En effet la qualité de l essence dépend tout d abord de son indice d octane reflétant la puissance du moteur à essence des véhicules, elle dépend aussi de la TVR, de la densité, des teneurs en soufre, en plomb et de la distillation (ASTM) qui détermine la composition de l essence à partir du point initial et du point final. L Algérie se trouve actuellement confrontée au même types de pollution atmosphérique que les pays industrialisés, ce qui a stimulé les collectivités locales à mettre sur pied des programmes ambitieux afin de réduire la pollution atmosphérique par le plomb, vu les effets nuisibles de ce dernier sur la santé humaine et animale. Une nouvelle stratégie a été adoptée pour répondre à la demande du marché en essence par l intégration d une nouvelle essence appelée essence sans plomb. Cette stratégie se traduit par l installation de la nouvelle unité 17 qui produit (l isomérat) à partir du (LSRN). 65

47 Conclusion générale De plus, la substitution du plomb par un nouveau composé oxygéné tel que le (MTBE) entrant dans la formulation de l essence sans plomb en tant que composant reste une solution optimale pour améliorer l indice d octane. Le (MTBE) substituant du (Pb) dans l essence a répondu aux spécifications exigées par l union européenne et américaine. Cependant et pour éviter toute sorte de contamination par ce dernier des sources en eau, nous sommes focalisés à améliorer la qualité de l essence en effectuant une simulation de calcul du mélange de composants de l essence par intégration du (MMT) comme alternatif au (MTBE) dans le future. Le (MMT) est un additif écologique que ne présente presque aucun effet toxique sur la santé, ni un effet néfaste sur l environnement. Il est additionné à l essence sans plomb en faibles quantités. Son impact financier serait considérable en réduisant la facture du prix de revient de l essence sans plomb. 66

48 Figure I-1-2 : La carte géographique de la raffinerie d Arzew RAI/Z... 4 Figure I-1-3 : Capacité de production des différents produits pétroliers. 5 Figure I-1-4 : Organigramme de personnel de la raffinerie d Arzew 6 Figure I-2-3- c : dispositif et courbe de la distillation ASTM 16 Figure I-2-3-d : dispositif de mesure de pression de vapeur REID. 17 Figure II-1 : Procédé des mélanges essences Zone Figure II-2 : Schéma descriptif de la distillation atmosphérique 32 Figure II-3 : Schéma descriptif de l unité platforming Figure II-4 : Schéma descriptif de l unité d isomérisation 38 Figure III : mélange essence normale A.. 44 Figure III : Mélange essence normale B. 45 Figure III : Mélange essence super A. 45 Figure III : Mélange essence super B 46 Figure III : Mélange essence sans plomb A Figure III : Mélange essence sans plomb B 47

49 Introduction générale Introduction générale Dans le cadre de la stratégie globale du développement du pays ; l industrialisation joue un rôle prépondérant par la création des industries nécessaires et indispensables à une économie nationale indépendante. Les branches d industrie sont nombreuses et parmi elles, celles des hydrocarbures dont la matière de base est le pétrole et le gaz. Tous les pétroles bruts traités dans une raffinerie subissent une première séparation qui permet d obtenir des coupes pétrolières dont les volatilités se rapprochent de celles des produits commerciaux : coupes gaz, coupes Essences (légère et lourde), coupes produits intermédiaires, coupes de produits lourds. Le développement de l automobile et du moteur à essence à taux de compression de plus en plus élevé, a entraîné une demande croissante en carburant à haut indice d octane. Les propriétés anti-détonantes du carburant, et afin d améliorer la qualité des essences, l adjonction d additifs tels que les dérivés organométalliques et notamment les dérivés d alkyles de Plomb [tétra méthyle de plomb (PTM), tétra éthyle de Plomb(P.T.E)] est une des solutions, mais peu efficace. Les essences additionnées de cette matière s appellent essences plombées. En Algérie, l essence plombée représente la majorité de la consommation nationale en essence. La prise de conscience mondiale concernant l effet nocif du plomb tant sur l environnement (air + sol) que sur la santé humaine a conduit les gouvernements à engager des études visant l élimination du plomb de ces essences, en préservant une qualité d essence convenable. La politique Algérienne dans le secteur des hydrocarbures suit la même logique et projette l élimination complète du plomb des essences à l horizon 2007, et la société Naftal envisage la commercialisation uniquement de l essence sans plomb à partir de l année

50 Introduction générale La présente étude s inscrit dans ce cadre et est réalisée en collaboration avec la raffinerie d Arzew afin d apporter des éléments de réponse concernant la procédure à adopter afin de réaliser ce changement. Les objectives de cette étude, est d application de la norme ISO14000, est une norme environnementale qui exige l élimination totale de PTE injecté dans les essences, aussi de fabrication des essences sans plomb conformes à la norme, avec une quantité qui satisfait les besoins du marché national, et une orientation vers le choix le plus économique. Ce mémoire est divisé en trois chapitres : Le premier chapitre est consacré à la partie bibliographique. En premier temps, on a exposé la situation du complexe de la raffinerie d Arzew RAI/Z ; et en second temps, on a passé en revu les différentes généralités et caractéristiques des essences. Le deuxième chapitre traite la description des différents procédés pour l obtention des coupes produits blancs (HSRN, LSRN, ISOMERAT,.). Le troisième chapitre est consacré à la formulation (synthèse) et caractérisations (différentes analyses) des mélanges essences, suivi d une discussion des différents résultats obtenus. Nous terminerons notre mémoire par une conclusion générale qui porte quelques recommandations notamment des perspectives pour l avenir pour la protection de l environnement et la santé humaine. 2

51 La bibliographique [1] raffinage du pétrole, pétrole brut, produit pétroliers, schéma de fabrication ; J-P WAUQUIER [2]ENSM formation industrie IFP training (2006) élément de chimie produit Editiond IFP, paris [3] J-C GUIBET carburant et moteurs, Tome 1 [4] les biocarburants «répondre aux défisénergétiques et enviromentaux des transport» Daniel BALLERINI [5] PIERRE WRITHES (1972), raffinage et génie chimique Tome1, Edition technip, paris page [6] Utilisation de produit organiques oxygénés comme carburant et combustibles dans les moteurs, premier partie aspect technique de l utilisation sur moteur, J-C. GUBET (Edition technipe 27 rue Grenaux paris 15 [7] Remediation handbook (Edition ELLENE MOYER, Paul T. KOSTECKI) [8] Raffinage du pétrole Tome 5, exploitation et gestion de la raffinerie J-P. FAVANMEC (Edition technipe, paris 1988 imprimé en France [9] document interne de la raffinerie d Arzew «communicar-mars 2004» [10] Mémoire Développement des corrélations pour le calcul des propriétés du pétrole et de ses fractions [11] "Liquid Phase synthesis of Methyltert-Butyl Ether Catalyzed by Ion Exchange Resin" Subramaniam C., Bhatia S. [12] Manuel opératoire de la zone 28 de la raffinerie d Arzew RAI/1. ]13[ manuel opératoire, de la zone carburant / unité 11 ( distillation atmospherique). ]14[ manuel opératoire, de la zone carburant / unité 12 (Platforming ).

52 ] 15[ manuel opératoire, nouvelle unité isomérisation/ unité 17, RAI/Z(2013). ]16 [:Manuel opératoire de la zone 28 de la raffinerie d Arzew RAI/1. ]17 [: Document interne de service planning et programme. ]18 [: le manuel de laboratoire de la raffinerie RAI/Z.section des carburant. ]19 [: Registre des resultat des analyses de laboratoire de la zones 28/ les essences.

53 CHAPITRE 1

54 CHAPITRE 2

55 CHAPITRE 3

56 Introduction générale

57 Conclusion générale

58 RÉPUBLIQUE ALGERIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l Enseignement Supérieure et de la Recherche Scientifique Université des Sciences et Technologie d Oran Mohamed Boudiaf «USTO-MB» Faculté des sciences - Département de chimie industrielle Mémoire de fin d étude pour l obtention du diplôme de : MASTER 2 Domaine : Science et technologie «ST» Filière : Génie des procédés «GP» Option : Contrôle Qualité THÈME : Modélisation pool essence au sein de la raffinerie d Arzew RAI/Z Présenté par : M lle : LAGUEL Fatiha M r : KHALDI Chakib. Les membres de jurys : President: M r D. BENOUALI. USTO. Examinateur : M elle S. AMARA. USTO. Encadreur : M r M. MARREF. USTO. Année universitaire