Comparaison de procédés sur la base de bilans CO 2

Documents pareils
Changements proposés au Règlement de l Office national de l énergie sur les rapports relatifs aux exportations et importations 1

Solutions de mesure pour le raffinage

Matériels de Formation du GCE Inventaires Nationaux de Gaz à Effet de Serre. Secteur de l'energie Combustion de Combustibles

Phénomènes dangereux et modélisation des effets

Épreuve collaborative

Réduction des consommations d hydrocarbures par pré-traitement physique

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

Réalisation. Diffusion

ENJEUX ENERGETIQUES. Le Monde et la France. L énergie dans les territoires

Réduction de la pollution d un moteur diesel

CORRIGE. CHAP 04-ACT PB/DOC Electrolyse de l eau 1/12 1. ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UNE NAVETTE SPATIALE

C3. Produire de l électricité

Energie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème /2015

hydrogène au service des énergies renouvelables

L énergie sous toutes ses formes : définitions

CIRCULAIRE N 2983 DU 18/01/2010

*"&# +',-./! -! " #$$%&'$## '( '$## ) *! " '%+,&,( '-. #/,(0 )0 ) 1 0 5%6'7'0 5%6'7-0 5%6'760 5%6'7+0 5%6'7%0 5%6'7(0

Présentation générale des principales sources d énergies fossiles.

L énergie en France et en Allemagne : comparaisons

Bilan des émissions de gaz à effet de serre

AVERTISSEMENT. Contact SCD INPL: LIENS

Bilan des émissions de gaz à effet de serre de la société Fromageries BEL SA

Potentiel de valorisation d un déchet en filière métallurgique

Rencontre des savoirs. L énergie électrique est-elle bien adaptée à une mobilité durable?

Prescriptions Techniques

Retour d expérience, portage de code Promes dans le cadre de l appel à projets CAPS-GENCI

Performances énergétiques de capteurs solaires hybrides PV-T pour la production d eau chaude sanitaire.

COURS DE THERMODYNAMIQUE

LA SOCIÉTÉ CANADIAN TIRE VIABILITÉ DE L ENTREPRISE EMPREINTE ÉCOLOGIQUE DE L ENTREPRISE ET DE LA CHAÎNE D APPROVISIONNEMENT 2007 (1)

Monitoring THPE. Soutien au projet. Présentation du projet

BILAN GAZ A EFFET DE SERRE THALES S.A. Réf : DENV/CG/sbs/12/171//COU Page 1

Le nouveau système de surveillance continue des émissions atmosphériques

LA CONSOMMATION D ENERGIE EN ALLEMAGNE ET EN FRANCE : UNE COMPARAISON INSTRUCTIVE

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Protection de l'environnement

Comment? chez le particulier ou en collectivité

Qu'est-ce que la biométhanisation?

FICHE TECHNIQUE. - Autorisation délivrée par le Wali ou le président de l APC pour l implantation des capacités de stockage GPL/C de la station.

U N I O N D E S P R O F E S S E U R S D E P H Y S I Q U E E T D E C H I M I E 719 Les voitures électriques

Ecoval : Solution économique et écologique pour le traitement de déchets

La fin (annoncée) des énergies fossiles

ProSimPlus HNO3 Résumé des nouvelles fonctionnalités, décembre 2008

Stockage et distribution de Liquides inflammables

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

Se protéger contre la contamination par les micro-organismes. Gazole, gazole non routier et fioul domestique Cuves de stockage et réservoirs

EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)

DECiDE, un outil pour évaluer les émissions de gaz à effet de serre (GES) et les consommations énergétiques des exploitations agricoles wallonnes

STATISTIQUE DU COMMERCE E X T E R I E U R STATISTIQUES DU COMM- MERCE EXTERIEUR

Comment agir sur le bilan environnemental d une bouteille PET?

DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION

Stockage inter saisonnier de l'énergie solaire par procédé thermochimique

Oléagineux, Corps Gras, Lipides. Volume 9, Numéro 5, 296-8, Septembre - Octobre 2002, La filière

SCIENCES TECHNOLOGIES

PROPOSITION TECHNIQUE ET FINANCIERE

SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES D AVENIR

Présentation de la société

Origine du courant électrique Constitution d un atome

Comment réduire les émissions de CO 2? Les réponses de l'ifp

LES CRÉDITS CARBONE, MEILLEURS AVANT JANVIER 2015 COHABITATION DU MARCHÉ VOLONTAIRE ET DU MARCHÉ RÉGLEMENTÉ DU CARBONE

EES : Engineering Equation Solver Fiche récapitulative - Marie-Sophie Cabot

L INDUSTRIE PÉTROLIÈRE FRANÇAISE EN 2014 ET PERSPECTIVES 2015 CONFÉRENCE DE PRESSE DU 10 MARS 2015

Formulaire standardisé pour un chauffe-eau solaire

Formulaire standardisé pour un chauffe-eau solaire

Rendre son installation de chauffage performante grâce à la PEB

1 RÉPUBLIQUE FRANÇAISE MINISTÈRE DE L EMPLOI, DE LA COHÉSION SOCIALE ET DU LOGEMENT ARRÊTÉ

K W = [H 3 O + ] [OH - ] = = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide

Véhicules Propres pour l amélioration de la qualité de l air Les Stratégies de progrès

Bilan GES Entreprise. Bilan d émissions de Gaz à effet de serre

la Contribution Climat Energie

LE CHAUFFAGE À LA BIOMASSE:

Les Énergies Capter et Stocker le Carbone «C.C.S»

Biogaz et méthanisation

Argumentaires Contre

CONCEPT H 2 ZERO ENERGY ZERO EMISSION

Propriétés thermodynamiques du mélange. Eau-Ammoniac-Hélium

L ÉNERGIE EN MAYENNE. Citoyens Responsables associatifs Élus locaux Usagers. Acteurs. de la transition énergétique. en Mayenne

Quel avenir pour l énergie énergie nucléaire?

Date 16/09/2013 Révision 00 Rem. Début

Première partie. Modélisation des problèmes en programmes linéaires notés PL

Portage de cadres. Quels profils sont concernés par le portage salarial?

République Algérienne Démocratique et Populaire. Ministère de l énergie et des Mines. Résultat du Secteur de l Energie et des Mines pour l'année 2005

Bilan des émissions de gaz à effet de serre

LE FILTRE A PARTICULES : SES PROBLEMATIQUES ET NOS SOLUTIONS

PROJET DE SOCIETE EGYPTIENNE DE RAFFINAGE ÉTUDE D IMPACT ENVIRONNEMENTAL ET SOCIAL RÉSUMÉ NON TECHNIQUE

CONSIGNES DE COMPORTEMENT EN CAS D URGENCE : COMMUNES DU HAUT PLATEAU

BUREAUX D ÉTUDES & ENTREPRISES DE GÉNIE CLIMATIQUE

Fiche de données de sécurité

Renouvelable et URE dans la transition énergétique

Etude de faisabilité

Impacts de l'informatique : ressources, énergie, déchets ; que nous révèlent les analyses de cycle de vie?

Le Plan Régional d Élimination des Déchets Dangereux. Comment mieux maîtriser production et gestion des déchets dangereux?

L ACV dans les projets de recherche :

Physique Chimie. Utiliser les langages scientifiques à l écrit et à l oral pour interpréter les formules chimiques

Prévention des intoxications Entretien des chaudières

Projet de raccordement au réseau de transport de gaz naturel EXPRESSION PRELIMINAIRE DE BESOIN SITE :..

Quand les métaux arrivent en ville. Enjeux et stratégies pour les matières premières critiques.

GUIDE DES FACTEURS D EMISSIONS

AQUACIAT2 HYBRID LA SOLUTION BI-ÉNERGIES COMPACTE PAC & CHAUDIÈRE GAZ. Puissances frigorifiques et calorifiques de 45 à 80 kw

Chapitre 5 : Noyaux, masse et énergie

Transcription:

SFT Groupe Energétique Thermodynamique Journée exergie 20 Mars 2008 Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées Comparaison de procédés sur la base de bilans CO 2 Analyse exergétique Analyse de Cycle de Vie Sous la direction de : T.Burkhardt M.N. PONS Par : Anas ARCHANE UCP, ENSTA J.N.JAUBERT 1

Plan Introduction Contexte et objectif de l étude - Exergie, Analyse exergétique Cas des raffineries - Procédé étudié - Calcul d exergie - Analyse de Cycle de Vie Conclusions et perspectives 2

Introduction Les risques de changement climatique Emissions des gaz à effet de serre Particulièrement CO 2 Répartition par secteur des emissions de CO2 dans le monde 10% 4% 2% 30% Production electrique Industrie Transport 23% Résidentiel Tertiaire 22% Agriculture Source :ENERDATA 3

Contexte et objectif de l étude Cas du raffinage Les émissions de CO 2 dans le cycle de vie des hydrocarbures Champ de pétrole Raffinerie Véhicule, industrie CO 2 CO CO 2 2 CO 2 Production Distillation Conversion désulfuration Carburant H 2 Production d H 2 CO 2 4

Contexte et objectif de l étude Maîtriser les émissions des gaz à effet de serre Optimiser l utilisation de la production d énergie Suivre un indicateur qui reflète les efforts mis en place et qui tiendra compte de la complexité des schémas de raffinage 5

Contexte et objectif de l étude Elaboration d une méthodologie pour tenir compte de l'impact environnemental d'un procédé lors de sa conception. Analyse exergétique du procédé Détermination de l exergie détruite dans le procédé Analyse de Cycle de Vie (ACV) du procédé Déterminer l impact environnemental (bilans CO 2 ) 6

Analyse exergétique Exergie: - Energie «noble» Energie = Exergie + Anergie (Szargut et al,1985) - La proportion d énergie du système qui peut être transformée en travail 7

Types d exergie: Exergie associée au transfert de travail Exergie associée au transfert de chaleur Ex = Q A (1-T 0 /T) Distribution de température uniforme A : surface d échange thermique. T 0 : température de l environnement. T : température à laquelle le transfert est effectué SZARGUT 8

Exergie associée au transfert de flux de matière Ex = Ex c + Ex p + Ex th Ex p : Exergie potentielle Ex c : Exergie cinétique Ex ph : Exergie physique Ex th = Ex ph + Ex ch Ex ch : Exergie chimique Ex th : Exergie thermique 9

Exergie cinétique Ex c = m. C o2 /2 Exergie potentielle Ex p = m. g E. Z o m : débit massique du fluide ; C o : vitesse du fluide par rapport à la surface de la terre ; Z o : hauteur par rapport au niveau de la mer ; g E : accélération gravitationnelle. 10

Exergie physique: Exergie thermique Ex ph = H H 0 T 0 (S S 0 ) Exergie chimique: ex ch = RT 0 lnp 0 /P 00 P 00 : Pression partielle du composé à l état de référence ex ch = - G 0 - i x i ex chi, in + i x i ex chi, out Avec x i : fraction molaire du ieme composé G 0 : la fonction de formation de Gibbs Cornelissen, 1997 11

Rendement exergétique Bilan exergétique : Ex Ent = Ex Sor + I (I:irréversibilité) Rendement : η = Ex Sor /Ex Ent Rendement rationnel (Kotas, 1985) : ψ = Ex des,sor /Ex util ψ =1- I/ Ex util Rendement avec exergie de passage (Kostenko) : η = (Ex sor Ex pas ) / (Ex ent Ex pas ) 12

Procédé étudié Unité d hydrotraitement de gazoles Caractéristiques Réactions exothermiques - la stabilité des produits; - la pollution; - l odeur; l - la corrosion; Rupture des liaisons C-N, C-O, C-S Elimination du O, N, S sous forme d H 2 O, NH 3 et H 2 S 13

Figure III.1 : Schéma d une raffinerie Gaz combustible Gaz humide Naphta léger Séparation des gaz Polymérisation Alkylation Essence Essence Alkylat Mélange et stockage des essences Ethane Propane Butane Essence pour moteur Naphta Lourd Hydrotraitement Reformage catalytique Reformat Carburant aviation Distillation Atmosphérique Kérosène Brut Distillats moyens Hydrotraitement H2S Récupération du soufre Incinération Kérosène Soufre Gazole Lourd Hydrocraquage Distillation Sous Vide Fraction des huiles lubrifiantes Craquage Catalytiqu e Purificateur Traitement Mazout léger Carburant diesel Mazout lourd Huiles lubrifiantes Cires Graisse Cokéfaction Soufflage des bitumes Coke 14 Asphalte

Simulation du procédé Logiciel : Pro II 7.0 Gasoil traité et hydrogène : Débits, compositions et conditions opératoires Amine (DEA): Absorption de H 2 S Modèles thermodynamiques Débit gasoil:180 t/h Débit d H 2 : 2 t/h Solution amine: 32t/h; 25 % wt DEA 15

Schéma simplifié d une unité d hydrodésulfuration avec recyclage PURGE DP1 S1 LAVAGE.AUX.A GAZ.DERECYCL GAZ.DE.STABI HYDROGENE M1 E2 5 12 GAZ.EN.EXCES 10 F1 H2 4 REACTEUR 13 7 1 ECHANGEUR E1 2 CHARGE POMPE 1 M2 2 3 FOUR 6 SEPERATEUR 8 9 3 4 14 P1 V1 5 6 7 8 9 T1 10 11 16

Comparaison des procédés Variation du débit d H 2 Procédé II: +10%(H 2 ) - 20 C (réacteur) Procédé III: -10%(H 2 ) + 23 C 17

Calcul d exergie Eau Amine propre Flux entrant Gasoilprod Procédé d hydrotraitement H 2 Coproduits Amine riche Eau 18

Ex = H T 0 S T 0 = 298.15 K (Szargut et al, 1988) Ex = Ex entrée + Ex e - Ex sortie Énergie et exergie détruite des procédés Procédé I Procédé II Procédé III Energie totale (Mw) 128.72 119.13 136.62 Exergie détruite Ex (Mw) 30.60 28.88 31.82 Débit H 2 (kg/h) 1807 1988 1626 19

Analyse de Cycle de Vie Evaluer l impact environnemental d un produit, d un processus ou d une activité tout le long de son cycle de vie. Approche «du berceau à la tombe». Logiciel : Sima Pro 6.0 20

Contribution des principales substances dans le changement climatique 21

Conclusions Emission de CO 2 et destruction d exergie Emission CO2 (kg/kg produit) 0.165 0.16 0.155 0.15 0.145 0.14 0.135 Procédé III Procédé I Procédé II 28 29 30 31 32 Destruction d'exergie (Mw) 22

Cette étude a permis de : De démontrer que l Analyse Exergetique et l Analyse de Cycle de Vie des procédés d hydrotraitement dans l industrie pétrolière sont possibles. D affirmer que ces analyses peuvent être utilisées comme un outil d aide à la décision lors de la conception ou d optimisation des procédés. 23

Perspectives Importance de l exergie chimique ex ch. mel = i x i ex ch, i + RT 0 i x i ln γ i x i x i : fraction molaire du ieme composé, R la constante molaire des gaz et γ i le coefficient d activité. VNC : Valeur nette de combustion ex ch = φ. VNC φ : Coefficient calculé à partir de la composition atomique. (entre 1.04 et 1.08) ACV: Inventaire; Méthode utilisée 24

25