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‫الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية‬ République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Ferhat ABBAS, Sétif 1 Faculté de Technologie Département d...

‫الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية‬ République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Ferhat ABBAS, Sétif 1 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés MEMOIRE DE MASTER DOMAINE : Sciences et Technologie FILIÉRE: Génie des Procédés OPTION: Génie chimique Thème : Isomérisation catalytique du naphta léger Présenté Par : Encadrant :  MAHDAOUI Aymen Dr. BOUKEZOULA Tayeb  LEBBAD Dounia PhD. LEHTIHET Amir Date de soutenance : 02-07-2024  PPT 下载 http://www.1ppt.com/xiazai/ Plan de travail 1 2 3 4 Procédé Introduction Problématique Objectif d'isomérisation et réactions chimiques 5 6 7 8 Catalyseurs Descriptions de Calculs et Conclusion d'isomérisation L'unité 700/701 résultats. et perspectives  Introduction Pour le pétrole, l'isomérisation est un processus essentiel qui transforme les alcanes en leurs isomères ramifiés. Il revêt une importance économique pour diverses raisons. L'isomérisation peut réduire les émissions de gaz à effet de serre en améliorant l'efficacité des processus de raffinage et en réduisant les quantités de carburant nécessaires. La réaction catalytique se produit généralement à des températures élevées et à des pressions modérées. L'amélioration des méthodes d'isomérisation peut entraîner des carburants de meilleure qualité, des matériaux premiers de plus grande valeur, ainsi que des industries petrochimiques plus durables et efficaces.  Problématique Comment chaque paramètre de fonctionnement influence-t-il la production des essences dans les raffineries pétrolières, et quels ajustements optimaux sont nécessaires pour maximiser la production tout en minimisant les coûts d'investissements ?  Objectif Etude de l'impact de chaque paramètre de fonctionnement sur la production des essences et constater les écarts avec le cas design recommandé par le bailleur du procédé.  Procédé d'isomérisation La réaction d'isomérisation permet de transformer les paraffines normales à 5 et 6 atomes de carbone, présentant de faibles indices d'octane, en iso paraffines présentant des indices d'octane plus. Le but 1 2 3 Optimisation de l'Indice Transformation des Amélioration de l'Indice d'Octane : Isomérisation de Isomères pour une d'Octane Avant l'Intégration la Charge de Naphta Légère Performance Moteur dans le Gazoline Pool Améliorée  Les réactions chimiques Hydrogénation du benzène Les réactions primaires Isomérisation des paraffines Les réactions légères chimiques Hydrocraquage Les réactions secondaires Ouverture de l’anneau des des naphtènes  Réactions chimiques Hydrogénationdes Isomérisation duparaffines Benzène :légères : C6H6+3H2→C6H12 CH 3 − CH 2 −CH 2 −CH 2 − CH 3 CH 3 − CH − CH 2 − CH 3 N-pentane (RON = 62) Iso pentane (RON = 93) CH 3 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − CH 2 − CH 3 CH 3 − CH 2 −CH −CH 2 − CH 3 nC6 N-hexane (RON=30) 3MP 3-methyl pentane (RON=75) 2MP 2-methyl pentane (RON=74) CH 3 − CH− CH 2 −CH 2 − CH 3 CH 3 − CH− CH 2 −CH 2 − CH 3 2MP 2-methyl pentane (RON=74) CH 3 − CH− CH 2 −CH 2 − CH 3  Réactions chimiques Les réactions secondaires Ouverture de l’anneau des naphtènes Cyclopentane n-pentane Méthyl Cyclopentane n-hexane Cyclohexane n-hexane Hydrocraquage C 7 H 16 +H 2 → C3 H 8 +C 4 H 10  Catalyseurs d’isomérisation Mécanisme du catalyseur Caractéristiques du catalyseur Les Poisons du catalyseur  Catalyseurs 01 04 1ère génération 02 03 4eme génération AlCl3/HCl Pt/H-modernité 2eme génération 3eme génération Pt/support Pt/Al2O3 chlorée Mécanisme du catalyseur ⊕ -H2 Diffusio +H n-p n n-O n-O n-C ⊕ Mét Acid al e Produits Acid craqués e ⊕ +H Diffusio −H 2 n i-p i-O i-O i-C ⊕ Mét Acid al e  Caractéristiques du catalyseur La référence du catalyseur d’isomérisation est ATIS-2L. Il s’agit de platine sur un catalyseur à base d’alumine chlorée utilisé dans les raffineries pour l’isomérisation des coupes C5-C6 paraffiniques produisant une amélioration du RON et du MON de l’essence légère envoyée au blender des essences automobile (Motors gazoline pool). Une haute conversion des n-paraffines est obtenue à basse température avec des hauts rendements. L’activité La sélectivité La stabilité  La contamination du catalyseur Soufre Soufre Eau/oxydes Eau/oxydes Les Les poisons poisons du du Composés Composés d’azote d’azote catalyseur catalyseur La La contamination contamination du du catalyseur catalyseur Formation Formation du du Composés Composés fluorés fluorés coke coke Les Les métaux métaux  Description d’unité (700/701) Présentation de l’unité hydrotraitement 700/702 B D A Section C Section d'alimentation du stripper Section Section déisopentaniseur de réaction  Présentation de l’unité isomérisation (701/703) Section Section isomérisation déisohexaniseur Section Section de Section sécheurs stabilisation scrubber  H2 (PSA) Inhibiteur FG corrosion FG EA-3 CW E-7 V-6 Coupe C6 BFW V-5 129°c 11,8 K/G SW topping EA-2 RR > 0,2 P-7 A/B HDT réacteur Ni-Mo/Al Stripper FG E-5 F-1 R-1 1- Désulfuration CW Lit de C-2 IS2 2- Dénitrifcation V-7 qarde 3- Désoxygénation H2S V-3 V-4 des oléfines 147°c E-8 4- Saturation 280–310 °c 25,3 K/G E-6 A/B SW E-4 Unités (700/702) : Hydrotraitement H2 du naphta léger A-E E-9 A/B Lit de P-6 A/B CW garde K-1 A/B Hg V-8 71°c Naphta 2,9 K/G EA-1 Coupe C5 A-H BD traité vers topping ISOM C-1 RR > 4 F DIP V-2 iC5 - G Coupe C5 RON platformat V-1 92,2 E-1 P-4 A/B LS iC5- Vers stockage P-2 A/B E-2 nC5+ P-3 A/B 88°c  C2Cl4 120/140 °c E-5 EA-1 160 ppm 116°c 32 K/G LNHT U-700 35 K/G H2 + HCL+ C4- FG P-1 A/B CW 39°c Réacteur 2 Réacteur 1 RON Pt/Al 10 K/G Pt/Al R-1 R-2 50-70 1- Hydrogénation du benzène V-6 E-4 IS2 2- Isomérisation Caustic 3- Hydrocraquage 115°c scrubber Sécheur V-2 V-2 4- Ouverture19 des cycles bar P-9 A/B RR > 0,3 charge A B BFW P-3 A/B C-3 LS 125/145°c E- 3 50°c E-11 Stabilisateur 11 K/G C-1 Unités (701/703) : Isomérisation duNAOH naphta léger S-1 IS1 178°c E-6 E-2 P-10 A/B 19,3 K/G Spent caustic P-11 A/B BD Sécheurs V-4 V-4 Lit de 80°c EA-2 H2 A B garde 2,6 K/G A-F iC5 + DMBs + nC5 V-7 Hcl V-8 E-10 RON C-2 88,6 CW DIH P-4 A/B P-5 A/B CW E-1 E-7 H2 IS2 E-9 MCP + CH + C7 K-1 A/B Isomérat E-13 Vers RON 144°c 79,8 stockage P-7 A/B CW  Méthodes d'analyse 01 02 03 Analyse DHA Distillation ASTM. Moteur CFR. par CPG Analyse DHA par l’appareil chromatographie CPG  Distillation ASTM Point initial et point final du naphta A 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours Point initial (°C) Design Point final (°C) Design Moteur monocylindrique CFR  Paramètres du procédé 01 01 Température du réacteur 02 02 Injection de chlore 03 03 Vitesse spatiale 04 04 5 Pression à la sortie du réacteur 05 Rapport Hydrogène / Hydrocarbures 05 06 06 4 Composition de la charge  Paramètres du procédé Différence de la Température d’entrée et de sortie des deux perte de charge d’entrée et de sortie des deux réacteurs réacteurs 2.5 45 40 2 35 30 ∆T1 1.5 ∆P1 perte de charge Design 25 ∆P2 diff du Tem ∆T2 Design Design 20 1 15 10 0.5 5 0 0 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours  Paramètres du procédé vitesse spatiale Rapport H2/HC 1.45 0.07 1.4 0.06 1.35 0.05 1.3 vitesse spatiale VVH (h-1) 0.04 Rapport H2/HC Design Design H2/HC 1.25 0.03 1.2 0.02 1.15 0.01 1.1 1.05 0 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours  Paramètres du procédé Taux Taux de de conversion conversion iso 3MP%C5% Taux de conversion 2MP% Taux de conversion 2.3DMB% Taux de conversion 2.2DMB% 90.00% 45.00% 30.00% 40.00% 12.00% 80.00% 40.00% 35.00% 25.00% 10.00% 70.00% 35.00% 30.00% 60.00% 30.00% 20.00% 8.00% 25.00% 50.00% 25.00% 15.00% 6.00% 20.00% 20.00% 40.00% 30.00% 4.00% 15.00% 15.00% 10.00% 20.00% 10.00% 10.00% 2.00% 5.00% 10.00% 5.00% 5.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 1 jour 10 jours 20 jours 1 jour 30 jours 10jours 40 jours 50 jours 20 jours 60 jours 30 jours 1 jour40 jours 10 jours 50 20 jours jours 60 jours40 jours 30 jours 50 jours 60 jours 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours 0.00% 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours La charge Taux La charge Design Charge Taux L’isomerat Taux Charge L’isomerat Design Design isomérat Taux isomérat Design Charge Taux Charge Design isomérat Taux isomérat Design Charge Taux Charge Design isomérat Taux isomérat Design Charge Taux Charge Design Isomérat Taux Isomérat Design  Paramètres du procédé RON WABT 89.2 131 89 130.5 88.8 130 88.6 129.5 Réel 88.4 129 Labo RON Design 88.2 128.5 88 128 87.8 127.5 87.6 127 87.4 126.5 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours 1 jour 10 jours 20 jours 30 jours 40 jours 50 jours 60 jours  Conclusion Actuellement l’unité donne un bon rendement en isomérat et les paramètres de fonctionnement de l’unité et du design presque identique. Sauf H2/HC et VVH (vue que la basse concentration d’H2 et baisse de débit volumique de la charge). Le catalyseur est en bon état ce qui est traduit par une bonne fonctionnalité qui peut perdurer pour des prochaines années mais la quantité du H2 injectée doit être revue à la hausse jusqu’à atteindre la valeur requise surtout avec l’avancée de l’âge du catalyseur et le risque imminent du cokage.  Perspectives Si la performance chute, il est recommandé de procéder à un changement de la position des réacteurs 1 et 2. Avant de procéder au remplacement complet du catalyseur, il est essentiel de vérifier que la nouvelle configuration fonctionne efficacement. Pour optimiser les paramètres de fonctionnement de l'unité d'isomérisation, il est recommandé de déterminer et de modéliser mathématiquement les paramètres clés qui influent sur le processus d'isomérisation, Merci pour votre attention