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INSTITUT ALGERIEN DU PETROLE

Rapport professionnel de fin de formation Pour l’obtention du diplôme technicien supérieure spécialisé en : PETROCHIMIE

Thème

AMELOIRATION DE L’ACTIVATION DU CATALYSEUR PF

(Unité PEHD-CP2K)

Réalisé par : BOUBESSIL Meriem

Promotion : Mai2015

Table des matières Introduction .................................................................................................................................... 1  Partie1 : formation IAP ................................................................................................................. 2 Introduction Générale .................................................................................................................... 3

I-Historique de l’institue algérien de pétrole  ................................................................................ 4  II-Ecole SKIKDA  ...................................................................................................................... 4  II-1-Caractéristiques de la formation IAP Les méthodes Les moyens .................................. 5 II-2-Modules de formation ..................................................................................................... 6  Conclusion ..................................................................................................................................... 9  Partie2 : formation CP2/K ........................................................................................................... 10 Introduction ................................................................................................................................. 11 Chapitre 1 : Présentation de complexe et Organisation du complexe cp2/k  ............................... 12 Présentation du CP2/K .......................................................................................................... 12

I-1Implantation de cp2/k ................................................................................................. 13 I-2Description de l’usine ................................................................................................. 13 I-3Utilisation PEHD ........................................................................................................ 15 I-4Procédé de PHILIPS ............................................................................................. 16 Organisation du complexe ............................................................................................... 18 I-5Département sureté interne .................................................................................. 18 I-6Cellule informatique............................................................................................... 18 I-7Département technique .......................................................................................... 18 I-8Département sécurité ............................................................................................ 18 I-9Département ressource humain ........................................................................... 19 I-10Département administration et moyens généraux ........................................... 20 I-11Département approvisionnements ..................................................................... 20 I-12Département finance et juridique ...................................................................... 21 I-13Département maintenance .................................................................................. 21 I-14Cellule passation des marchés ............................................................................. 21

Chapitre II : Description de procédé PHILIPS ........................................................................... 21

II-1Traitement des matières premières ................................................................................. 21 II-2Réacteur et zone de purification et récupération ............................................................. 30 Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation catalytique et leur amélioration ..................... 38

III-1La catalyse ..................................................................................................................... 38 III-1Description quantitative de l’acte catalytique ................................................................ 39 III-1-1Classification des catalyseurs ...................................................................................... 41 III-1-2Caractéristiques physique de catalyseur ..................................................................... 42 III-1-3Préparation et mise on ouvre des catalyseurs solides ................................................. 44 III-1-4activation de catalyseur .............................................................................................. 48 III-1-5désactivation de catalyseur ......................................................................................... 48 III-2amélioration de cycle d’activation de catalyseur ........................................................... 49 • •

cycle d’activation de catalyseur ................................................................................. 49 recommandation ........................................................................................................ 54

Chapitre4 : Sécurité dans le complexe CP2/K ............................................................................. 56 • • • • •

Système anti- incendie ..................................................................................................... 56 Moyen matériels mobiles ................................................................................................. 56 Moyens humains .............................................................................................................. 57 Systèmes auxiliaire........................................................................................................... 57 Moyens de communication et alerte ................................................................................ 59

Conclusion .................................................................................................................................... 61 

Taches vécus au niveau de complexeCP2/K62 ...................................................................... 63 Référence et bibliographie ........................................................................................................... 64    

 

Introduction Générale

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INTRODUCTION :

Dans le cadre de la réception des nouveaux recrus prospérés au concours national IAP2014 par l’institut IAP-SKIKDA et le complexe CP2/K autant que technicien supérieur spécialisés en raffinage et pétrochimie, le service de la formation et suivi a organisé une période de formation sur site qui a durée (20) mois au complexe CP2/K et une durée de (4) mois au niveau de l’IAP skikda.

Après la signature du nos contrats le 24/05/2015, on a commencé la période de la formation sur site comme premier contact avec le milieu professionnel industriel qui dur (20) mois et qui a été couronné par la mise en double poste comme des techniciens de Process N3 affectés au département production.

Les objectifs attendus de la période de(20) mois sont : •

Entrer dans le monde du travail par un premier contact avec le personnel, et de découvrir et d'expérimenter dans le quotidien le fonctionnement de l’entreprise avec ses politiques, ses valeurs, son vocabulaire.

•

Se représenter à chaque structure et de familiariser avec leurs rôles et travail d’équipe.

•

Facilité les acquis intellectuels et théoriques par l’institut algérien de pétrole SKIKDA programmer pour une durée de quatre (4) mois du 13/09/2015 au 11/01/2016.

Après la formation au niveau de IAP SKIKDA, les seize (16) mois rester sont pour liée et renforcée les informations théoriques avec les informations et les données pratique et réel sur le site du complexe CP2/K. Après avoir Acquérir une expérience pratique indispensable pour débuter nos carrières, et de se familiariser avec le milieu industriel une confirmation sera réalisée a la fin des vingt-quatre (24) mois.

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Partie: formation IAP

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Introduction : L'Institut algérien du pétrole (IAP), est une grande école algérienne, spécialisée dans les métiers de l'industrie du pétrole et des hydrocarbures en général. Son siège est à Boumerdès et l'enseignement est donné sur 4 sites : Boumerdès, Arzew, Skikda et Hassi Messaoud. Il a pour objet la prise en charge des besoins du secteur de l'énergie, en matière de formation de spécialisation, de perfectionnement, de recyclage et de recherche appliquée, toutes disciplines confondues. L'institut assure des formations opérationnelles de niveau international en adéquation avec les besoins du secteur de l'énergie. Les principales missions de l’IAP se résument en : 1. La formation, le perfectionnement et le recyclage dans les différents domaines d'activité du secteur de l'énergie et en particulier des hydrocarbures, 2. L'organisation et la mise en œuvre des formations spécialisant et diplômantes (techniciens supérieurs, ingénieurs et post-graduation spécialisée) dans les différents domaines d'activités du secteur des hydrocarbures, 3. La formation de techniciens, d'opérateurs et chefs de quart dans les différentes spécialités du secteur des hydrocarbures, 4. Le perfectionnement et le recyclage des cadres et techniciens en activité dans le secteur des hydrocarbures, 5. La recherche appliquée orientée en priorité vers les besoins du secteur des hydrocarbures, 6. La réalisation de prestations de services d'études, d'analyses et d'expertises dans ses domaines de compétences, 7. L'établissement d'échanges et de partenariats avec les universités et instituts nationaux et internationaux, 8. L'organisation de manifestations scientifiques et techniques.

Le travail représenté au dessous Project un peut lumière sur IAP skikda dans ce qui concerne la formation des technicien spécialisées au domaine de raffinage et pétrochimie.

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Partie: formation IAP

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1. Historique de l'institut algérien de pétrole(IAP) :

L’IAP a été créé par Décret n° 65-269 du 29/11/1965 en tant qu’EPA (Voir l’accord relatif à la contribution du gouvernement français à la constitution et au fonctionnement de l'Institut algérien du pétrole, le 28 juillet 1965). Il a vu sa mission étendue et précisée par le Décret n° 73-51 du 28/02/73 qui lui a fait prendre la dénomination d’Institut Algérien du Pétrole, du Gaz, de la Chimie, de la Pétrochimie, des Matières Plastiques et des Moteurs. La création de l’IAP (après celle de SONATRACH en 1963) a répondu à des préoccupations particulières de l’époque pour doter le Secteur de l’Energie d’une main d’œuvre qualifiée et rapidement disponible pour couvrir les besoins urgents induits par le développement rapide de l’activité pétrolière. Le Secteur des Hydrocarbures avait à répondre de 1964 à 1969 aux besoins en personnels qualifiés induits par : - l’Exploitation de l’Oléoduc de HAOUD EL Hamra, - le Gazoduc de HASSI RMEL - SKIKDA, - le Complexe d’Engrais Azotés d’Arzew, - la Gestion du Parc d’Appareils de Forage acquis. En réponse à ces besoins opérationnels, le Secteur s’est doté d’Instituts Spécialisés dans le domaine des Hydrocarbures et de la Chimie (IAP avec le concours de l’IFP et l'Institut National des Hydrocarbures et de la Chimie (INH) avec le concours de l'université de GOUPKINE de Moscou). Ces instituts de formation sont nés suite aux insuffisances du système éducatif supérieur de l’époque conjuguées à l’important essor du développement économique. Sous Tutelle du Ministère de l‘Industrie et de l’Energie, l’IAP a eu pour missions : - La Formation Supérieure dans le domaine des Hydrocarbures - La Formation Industrie par le Perfectionnement et le Recyclage - La Recherche Scientifique et Technique dans les domaines de l’Exploration, l’Exploitation des Gisements et la Transformation des Hydrocarbures.

2. Ecole de SKIKDA : Implantée à proximité de la zone industrielle de Skikda. Elle a pour missions la formation de techniciens supérieurs, d’ingénieurs d’application et la formation continue dans les domaines suivants: - Raffinage & Pétrochimie - Chimie industrielle - Exploitation des unités de surface Rapport de fin de formation

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- Instrumentation pétrolière - Mécanique pétrolière - Mécanique chantier - Electromécanique - Electrotechnique - Sécurité industrielle

Partie: formation IAP

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Capacités pédagogiques : 250 places Capacités d'hébergement : 120 lits Régime des Etudes : Internat libre Niveaux de formation : Opérateurs, Agents de maîtrise, Techniciens supérieurs spécialisés et Ingénieurs d'application. Laboratoires : Essais normalisés, Chimie, Environnement, Analyses, Electrochimie / Corrosion, Instrumentation pétrolière, Mesures et régulation, Simulateur DCS, Mécaniques des fluides, Pompes, Compresseurs, Turbine à vapeur, Turbine à gaz, Moteurs à combustion interne, Diagnostic par analyse vibratoire, Echangeurs de chaleur, Langue (multimédia) et Informatique / Internet. Infrastructures : 17 salles de cours, Centre de calcul, Bibliothèque, Salle de reprographie, Restaurant et Foyer.

3. Caractéristiques de la formation à l’IAP

La formation à l'IAP est caractérisée par son originalité qui la distingue d'une université classique. Elle est du type opérationnelle et n'est pas linéaire dans le temps (module après module). Elle est donc personnalisée et s'appuie sur des méthodes interactives destinées à de petits groupes avec un apprentissage autonome bénéficiant de l'apport de professionnels de l'industrie. Cet apprentissage est organisé en thèmes qui sont repris durant toute la formation, approfondis, abordés sous des angles différents, croisés avec d'autres enseignements. Le but est de former des cadres de haut niveau, immédiatement opérationnels à travers un enseignement modulaire atteignant progressivement la meilleure technicité et incluant au fur et à mesure, en plus de notions théoriques fondamentales, les soucis de l'industrie. Cette instruction modulaire par thèmes permet d'évoluer et de s'adapter au cours des années, au rythme des techniques nouvelles. Rapport de fin de formation

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Partie: formation IAP

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La pédagogie (enseignement, projets, travaux pratiques, travaux sur stations et simulateurs et autres) traite des cas réels afin de familiariser le stagiaire et le mettre en contact de son métier. Elle est conçue de sorte à souligner la multidisciplinarité du métier et des interactions entre les méthodes utilisées dans le domaine des hydrocarbures. Les stages sur le terrain et dans l'industrie d'une façon générale représentent prés de 30 % de l'enseignement dispensé. Les Méthodes : L'IAP favorise les méthodes d'enseignement participatives et les échanges avec les expertsanimateurs des formations. Des visites techniques et stages permettent de toucher et voir concrètement ce dont la formation traite. Les Moyens : Les moyens utilisés couvrent une large palette, on y trouve : - l'utilisation des nouvelles technologies de l'information et de la communication (NTIC), - des apports sur CD ROM, - de la vidéo, - des travaux pratiques en atelier ou laboratoires, - des stations de travail et de simulation.

5. Modules spécifié pour la formation des techniciens spécialisés en raffinage et pétrochimie : Les modules sont : 1. Introduction a la chaine pétrolière et gazière : Module représente la société SONATRCH, organisation et domaines d’activités, le processus de formation de gaz et de pétrole dans la nature, les puits existé a travers le monde, les procédés utilisée par SONATRACH dans ce domaine (raffinage, liquéfaction, pétrochimie) les stratégies et la vision et prévision. C’est un cours de 15 heures programmée par IAP 2. Transfert de chaleur et échangeurs de chaleur : Module riche en thermes d’énergie thermique contient les modes transfert de chaleur et équipements basée sur ce processus : les échangeurs de chaleur les chaudières, les fours……….etc. C’est un cour de 30 heures programmée. 3. Mécanique des fluides et pompes : les notion de bases de mécanique des fluides et de transfert de quantité de mouvement pour objectif de développer Les équations de BERNOLIET et d’EULER afin de comprendre le principe de fonctionnement des pompes pour passer au travaux pratique pour mieux contacter Rapport de fin de formation

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Partie: formation IAP

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les pompes qui sont des équipements sensibles dans l’industrie de pétrole pour une durée de 30 heurs. 4. Traitement des eaux : Commençant par la qualité de l’eau (la dureté, TA, TAC,..), pour déterminer si elle est une eau agressive ou incrustante ou équilibrer et voyer les conséquences derrière cette qualité dans l’industrie de pétrole pour une durée de 30 heurs. 5. Equipements de séparation : Ce module entame les différents équipements de séparation utilisées dans l’industrie de pétrole, le principe de fonctionnement, ses utilisation, moyens de maintenances,………atc. Citons les colonnes de distillation, les ballons, les filtres, cyclones…… 6. Procédées de séparation : La distillation, l’adsorption,…sont des procédées indispensables dans l’industrie de pétrole, lors l’arrêt sur ces procédées sont été important dans le programme de cette formation pour une durée de 60heures. 7. PFD et PetID : 15 heures de temps c’été nécessaire pour avoir maitrisé les documents techniques schématiser, process fluide diagramme et piping instrumentation diagramme pour avoir suivi la tuyauterie et l’instrumentation, et les procédés de différents unité, des différents complexe sonatrach 8. Tuyauteries robinetteries : les différents tuyauteries et robinetteries utilises aux unité des complexe sonatrach modèles et principe de fonctionnement et utilité pour avoir les différenciez et les maitrisez pour une durée de 15 heurs le module c’été présenté. 9 .Utilités : Une navigation dans l’unité des utilités, pour découvrir sont rôle dans l’industrie pétrolière : • • • • •

Traitements des eaux pour production de l’eau déminéraliser, l’eau anti incendie,… Production de la vapeur HP, MP, LP …, Production de l’azote liquide, L’électricité Une durée de30heure c’été programmée pour ce module.

10. régulation : C’est un module de 30 heurs traite le coté d’instrumentation et tous ce qui concerne le control pneumatique et automatique et les équipements et les grades ligne sur les plus importants boucle de régulation dans le domaine pétrolière et pétrochimique. Rapport de fin de formation

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11. Exploitation DCS :

Partie: formation IAP

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Après avoir découvrir la régulation le module d’exploitation de système de contrôle distribué DCS c’été pour avoir suivre les moyens de control (instrument) sur un consol chiffrée et il nécessaire apprendre traduire tous les informations distribués pour mieux contrôler les procédés a travers le système homme instrument (console), la durée de ce module c’été 30 heurs de temps. 12. Procèdes de raffinage et pétrochimie : Ce module de 60 heurs englobe tous les procédés de raffinage et de pétrochimie utilisés dans le complexe de CP2/K et CP1/K et CP1/Z et RA1/K et RA2/k (reformage, distillation atmosphérique’ sous vide’ polymérisation, vapocrakage,….. 13. Essai normalisées et control de qualités des produits pétrolières : Pour 45 heurs tous les essais normalisées utilisées dans la société sonatrach et tous les moyen de contrôle qualité des produits pétrolières sont été passé dans ce parcours de formation pour attient les objectif de ce module qui sont le maitrise de ces essai qui indispensable dans tous complexe appartient de sonatrach 14. Sécurité industriels : Car la sécurité de l’être humain et les équipements sont les premiers objectifs dans la stratège de sonatrach le module traite tous les formes de risques et de danger dans l’industrie et tous les moyen de prévention et de intervention pour une durée de 30 heurs.

15. Compresseurs et turbines : les compresseur et les turbines sont étudie pour une durée de 45 heurs pour avoir découvrir ce module, qu’est qu’un compresseur, comment il fonctionne, de quoi ce compose ,de quoi s’agit il ,de quoi sert , domaine d’utilisation, et le même but pour les turbines.

16. Corrosion : Le problème majeur dans l’industrie concernant les équipements et les installation est la corrosion car il dégrade le matériel et peut posse de danger s’on dit pas des dégâts catastrophiques. Étudié le phénomène et le mécanisme et les moyen de lutte contre la corrosion sont très important pour un technicien spécialiser dans le domaine pour ne pas tomber ou au mois minimiser les différents formes de corrosion, le module est de 30 heures .

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17. stockage des hydrocarbures :

Partie: formation IAP

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Le stockage des hydrocarbures n’est pas hasard ou par défaut mais il vassaliser à des normes très délicats car les hydrocarbures sont très dangereux, le mauvais stockage peut résulte des dégâts catastrophiques matériels et humain. Ce module de 30heurs a pour but de nous sensibiliser sur ce danger et avoir maitriser ces normes de stockages.

Conclusion : Au cours d’une période de quatre mois de formation au niveau de IAP SKIKDA des informations c’été de renforcée et des ambiguïtés c’été clarifier ce qui mettre le technicien prêt percer le monde de l’industrie pétrolière avec un bagage bien exaucer pour la mission de prendre la torche de développement et d’évolution de la société SONATRACH.

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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Introduction Durant la deuxième moitié du XXème siècle, les polymères ont fait l’objet d’un intérêt croissant de la part des industriels. L’objectif était d’aboutir à la production et la mise sur le marché de matériaux pouvant se substituer aux métaux et autres matières en ayant de bonnes propriétés mécaniques. Depuis 1950, la production mondiale n’a cessé d’augmenter, mais c’est à partir de 1970 que cette augmentation est devenue plus sensible et elle ne cesse de le devenir davantage jusqu’à aujourd’hui. La production annuelle mondiale du polyéthylène haute densité (PEHD) a atteint 28 millions de tonnes en 2006. Avec une consommation de 4 kg par habitant, c’est le troisième matériau plastique le plus répandu au monde après le PVC et le PP. Seulement 4 % de la consommation mondiale annuelle de pétrole est nécessaire à la production des polymères et leur utilisation permet d’en économiser une quantité bien supérieure. Ainsi, on peut avancer l’idée que les polymères permettent d’économiser plus d’énergie qu’ils n’en consomment. L’importance des matières polymères est telle qu’il devient difficile d’imaginer notre environnement débarrassé de ce matériau. La production et la consommation des matières polymères sont ainsi devenues un critère de développement. Une course a depuis longtemps été déclenchée afin de mettre à jour de nouveaux procédés donnant naissance à de nouveaux grades et à de nouvelles matières. Malgré l’essor de la production de nouvelles matières plastiques, le PEHD occupe une bonne part de la production globale des polymères car il constitue une matière de base pour l’industrie de transformation des polymères et des plastics. Il a pu remplacer un grand nombre de matériaux à divers usages durant le siècle passé et ne cesse de le faire encore aujourd’hui. La demande en polyéthylène ne fait que croître à travers le monde et l’Algérie n’échappe pas à cette tendance. Ainsi, pour satisfaire le marché national, l’Algérie a acquis l’unité PEHD qui se trouve au niveau du CP2K afin de réduire ses importations en polyéthylène et essayer bien au contraire d’aller dans le sens de l’exporter si excédent il y a.

Dans ce présent travail, une description brève du complexe CP2K sera apportée. Ainsi, nous passerons en revue l’implantation du complexe, ses différentes zones, départements et services et les grades du PEHD produits au niveau de CP2K, puis une description du procédé de production de PEHD(PHILIPS)ensuit on entame le sujet d’amélioration de l’activation de catalyseur sont oublier de marquer quelle que expérience et les événements vécus lors de la durée de la formation en termine ce travail par conclusion qui résume notre expérience au sien du complexe CP2/K .

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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Chapitre I- PRESENTATION ET ORGANISATION de CP2K Présentation cp2/k I-1 : Implantation de CP2K : Le complexe CP2K (ex-Polymed) est implanté à l’intérieure de la zone industrielle de Skikda, d’une superficie de 166800 m² (16,68 hectares), dont 10% bâtis. Il se trouve sur la cote à 06 km à l’Est de la ville de Skikda et à une hauteur moyenne d’environ 06m au-dessus de la mer. Sa position géographique est limitée comme suit : Au Nord : la mer Méditerranée Au sud : la route principale de la zone industrielle A l’Est : FIR (La force d’intervention et de réserve). A l’Ouest : CP1K (complexe matière plastique).

Figure 01 : Schéma de la situation géographie du CP2K I-2 : Description de l’usine : Le projet PEHD a pour objet la réalisation d’une unité de production du polyéthylène haute densité d’une capacité de 130000 t/an.Les matières premières utilisées sont :  L’éthylène venant de la section stockage (ex-CP1K) situé à proximité ;  Isobutane venant du GL1K située également à proximité. Le complexe est conçu pour la fabrication de polyéthylène à haute densité PEHD, il est destiné à l’approvisionnement de l’industrie nationale de transformation plastique. La clientèle nationale est constituée de diverses entreprises publiques telles que : ENPC, ENCG, et aussi les entreprises de transformation du secteur privé. I-2-1 : Découpage du complexe : Le complexe est composé de 05 zones importantes qui sont : Rapport de fin de formation

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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a) Zone d’off site : Les utilités (chaudières, air azote, eau dessalée, eau anti-incendie, eau potable et détente de gaz)  Torche ;  Stockage isobutane et héxène;  Traitement des eaux usées;  Activation catalyseur. b) Zone humide : • Traiteurs. • Réacteurs. • Compresseurs. • Capacités. c) Zone sèche : • Extrudeuse. • Soufflantes. • silos de stockage produits finis (poudre et granulé). • Ensachage. d) Zone bâtiment : • Bloc ADM et finance. • Cantine et vestiaires. • Bloc sécurité infirmerie. • Magasin pièces de rechange, ateliers et bloc technique. • Sous stations haute et basse tension. • Salle de contrôle process et laboratoire. E) Zone Stockage : • Bacs du stockage d’éthylène • Vaporisateur d’éthylène ; • Section chargement/déchargement. 2-2) Installations principales de l’usine : • Unité de préparation et de traitement des matières premières. • Réacteur où se déroulent la polymérisation et l’obtention du PEHD en poudre. • Extrudeuse qui transforme la poudre en granulés. • Stockage intermédiaire (Capacité 3500 Tonnes). • Unité de conditionnement. I-2-3 :installations auxiliaires : • Production de vapeur, électricité, air etc.…. • Traitement des effluents. • Stockage matières premières, utilités et additifs (Eau, Hydrogène, Hexene, isobutane). • Magasin de stockage de produit fini d’une superficie de 18 000 m2,soit une capacité de 12 000 tonnes.

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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I-3 : Utilisation du PEHD : Nous trouvons tous les jours le polyéthylène dans divers produits: plastiques pour envelopper, couches superposées pour les cartons d'emballage, jouets et produits industriels moulés par injection, produits tels que les bouteilles de détergents utilisées dans les tâches domestiques, moulées par soufflage, revêtements de câbles et tuyauteries pour le transport de gaz et de liquides, ne sont que quelques-unes des applications actuelles du polyéthylène.

I-4 : Procédés utilisé « PHILLIPS » : Le développement rapide de l’industrie pétrochimique moderne est due principalement à l’utilisation comme matière première, des oléfines à bas poids moléculaire, telles que le propylène, n- butylène et l’éthylène.Ce dernier étant le produit le plus important et le plus utilisable dans l’industrie pétrochimique, il trouve des emplois dans la fabrication variée, dans les années à suivre, la majeure partie de l’éthylène sera transformée en « polyéthylène ». On distingue deux types de polyéthylène : • Polyéthylène basse densité. • Polyéthylène haute densité. La recherche d’une production à moindre frais, a conduit plusieurs entreprises à penser, à d’autres solutions. Les usines qui utilisent le procédé de PHILLIPS PETROLEUM COMPANY, comme l’exemple de CP2K (ex-Polymed), peuvent produire une grande variété de résines de polyéthylène. La recherche continue et l'expérience accumulée pendant des années permet de garantir la production de polymères dont les densités sont comprises entre 0,92 et 0,96 g/cm3. Grâce au catalyseur XPF on obtient des résines de grand poids moléculaire, avec des index de fluidité de 70 ou plus. Le procédé originaldéveloppé par PHILLIPS, utilisant un catalyseur de chrome sur alumine de silice, est connu sous le nom de "Solution Process". Ce dernier était assez complexe puisqu'il exigeait un grand nombre de pas ou étapes. En plus de la phase de réaction, pendant laquelle avait lieu dans un réacteur avec agitation, la production du polyéthylène en solution, étaient inclus un système de flash, l'élimination du catalyseur, la précipitation du polymère et le séchage de celui-ci. Ce procédé faisait apparaître des polymères se situant dans une gamme d'index de fluidité de 0,2 à 0,3 et une densité comprise dans l'intervalle 0,93 à 0,96. La version simplifiée, celle déjà connue sous le nom de "PF Process" ou Procédé de particules, suivant lequel a été conçu l'Usine de CP2K à Skikda, est développée en utilisant pratiquement le même catalyseur que le procédé original. La différence réside en ce que dans le nouveau procédé, la polymérisation a lieu dans un réacteur sous forme de boucle. Dans celui-ci, les particules solides se forment dans un milieu de solvant au lieu de la phase de solution qui était obtenue avec le procédé antérieur. Le procédé de particules est divisé en une série d'étapes ou systèmes : Traitement de Matières Premières; Activation et Addition du Catalyseur; Polymérisation dans un Réacteur sous forme de Boucle; Système de Flash et Séchage du Polymère; et Purification et Récupération du Gaz de Recyclage. Le procédé termine par le Système de Finition du Polymère, Extrusion et Séchage de celui-ci. Le résultat est un granulé ("pellet") d'une certaine taille et d'une qualité apte à une grande variété d'applications.

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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ISOBUTANE DE RECYCLAGE

HYDROGENE

RECYCLAGE

ETHYLENE

TRAITEMENT TRAITEMENT ETHYLENE VERS CP1K

HEXENE

TRAITEMENT

REACTION

FLASH ET SEPARATION

POUDRE

ADDITIFS ISOBUTANE

EXTRUSION

STOCKAGE

TRAITEMENT

GRANULES STOCKAGE

CATALYSEURS

TRAITEMENT

STOCKAGE EXPÉDITION

CONDITIONNEM

Figure 02 : Schéma synoptique du procédé Rapport de fin de formation

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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Figure 03 : Schéma du procédé

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Figure 04 : plan de masse du complexe cp2k

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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Organisation du complexe : L’effectif du personnel du complexe est de 230 répartis sur les différentes structures somme suit : I-5: Département Sûreté Interne (SI) Elle a pour responsabilité la protection du patrimoine humain et matériel de l’entreprise, réaliser des dispositifs de sûreté, telle que le contrôle et l’enregistrement de tout mouvement d’entrée et sortie du personnel du complexe et aussi du personnel étranger (visiteurs, soustraitants). Elle prend en charge toutes les demandes d’enquêtes administratives concernant les nouvelles recrues, stagiaires et des missionnaires étrangers et assure leur protection. Elle s’occupe des autorisations d’accès des véhicules (personnel du complexe et sous traitants). I-6 : Cellule Informatique (INF) Elle a pour missions principales l’élaboration de tous programmes, applications ou logiciels nécessaires au fonctionnement des structures du complexe, la maintenance la réparation du matériel informatique et l’assistance en matière d’informatique. I-7 : Département Technique (T) Sa mission principale est la vérification réglementaire technique des équipements et du contrôle routinier de la qualité des produits, il est composé de trois (03) services : • Service Laboratoire : Ce dernier est composé de deux sections Section Analyse et Section Labo Contrôle Cette section est chargée de réaliser des analyses de contrôle à partir des échantillons de tous les produits circulants dans le circuit de la production et des produits chimiques (en journée normale et en service quart). • Service Inspection : est composé de deux (02) sections : Est chargée de l’inspection et du suivi des équipements statiques etde toutes machines tournantes. • Service Etudes et development: Ce service est chargé de l’élaboration des cahiers de charges de générer des rapports d’études dès qu’il y a nécessité et à la demande des autres départements, pour des besoins de modification ou vérification de paramètres ou correction des anomalies dans les équipements. Dans le cas où ces rapports nécessitent le dessin d’une installation ou d’une pièce, ce service est chargé de sa réalisation. Il s’occupe aussi de la gestion de toute la documentation technique et des rapports d’études des équipements du complexe. I-8 : Département Sécurité Le Département Sécurité joue un rôle très important dans la sécurité au niveau du complexe ou le danger peut survenir à tout moment .l’activité d’une entreprise s’accompagne des risques les plus divers, elle doit s’efforcer de les prévenir c'est-à-dire détecter l’incident avant l’accident par une organisation méthodique de la sécurité des biens et des personnes. Le département sécurité est composé de deux (02) services : Rapport de fin de formation

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Chapitre I : PRESENTATION DE CP2K

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• Service Intervention : En dépit de toutes les précautions, le complexe ne peut échapper à certains dommages aléatoires, pour lutter contre l’accident, un fléau très coûteux pour l’entreprise. Le complexe est doté de moyens humains et matériels les plus performants pour intervenir à temps et empêcher la propagation du danger. • Service Prévention : La prévention est une nécessité permanente en raison des multiples risques dont s’entoure le travail tels que les risques de manutention manuelle, risque mécanique accompagnant l’utilisateur de machine, risques chimiques dus aux substances corrosives ou toxiques. Les inspecteurs de sécurité sont chargés de veiller à l’application et au respect des règlements et procédures concernant la sécurité des travailleurs, son action consiste à formuler des observations et suggestions au cours des visites du complexe, signent les autorisations de travail et s’assure de la protection des équipements par différent moyens (détecteur de gaz, poste de veille …...etc.)

I-9: Département Ressources Humaines (DRH) La stratégie de développement d’une entreprise dépend de certains piliers, parmi lesquels la Gestion des Ressources Humaines. La GRH couvre de nombreux domaines, intervenant à tous les stades de la « vie » du travailleur dans l'organisation : le recrutement, la gestion de carrières, la formation, l'évaluation des performances, la gestion des conflits, la concertation sociale, la motivation et l'implication du personnel, la communication, la satisfaction au travail et les conditions de travail. « Prévoir, organiser, commander, coordonner, contrôler et analyser » sont les impératifs d’une bonne maîtrise de la gestion des ressources humaines. Ce dernier est composé de deux services • Service Formation et suivie Cette section prend en charge les nouvelles recrues, stagiaires et apprenties, assure les différentes formations des agents et gère leurs carrières. Établie les programmes de formations et de séminaires, elle élabore les plans et budget de formation et en assure le suivi et leur mise en œuvre, veille à l’établissement de la taxe d’apprentissage, s’occupe de l’affichage et diffusion générale des annonces internes et externes de candidatures aux postes ciblés par la bourse de l’emploi. • Service gestion de la carrière Elle suit la carrière du personnel depuis leurrecrutement jusqu'à leur départ (retraite, décès…...), son objectif est de mettre en place une politique qui prévoie leur remplacement et assure la relève. Elle assure le lancement et le suivi de la compagne d’appréciation, en matière d’exploitations et recommandations, (taux de pondérations), elle peut suggérer des formations de mise à niveau ou de perfectionnement pour élever le niveau de qualification professionnelle des agents. Elle se charge du Traitement des dossiers mouvements du personnel à soumettre au comité des ressources humaines « CRH », le comité est composé de gestionnaires et des représentants des travailleurs. La section tient les dossiers de carrières de tous les agents du complexe, ils contiennent tous les renseignements concernant la carrière de l’agent (promotion, intérim, formation, séminaire). Rapport de fin de formation

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Elle s’occupe du recrutement des temporaires etpermanents, programme et assure le déroulement des tests professionnels (sélections, convocation, dossier de recrutement, visite médicale, induction) jusqu'à l’affectation à leurs postes de travail. La section dispose d’une banque de données concernant les demandes d’embauches actualisées. I-10: Département administration générale (ADM/GLE) L’objectif de ce département est de mettre en place tous les moyens humains et matériels fondamentaux pour élever le niveau de qualifications des travailleurs par des formations généralisées et appropriées, l’utilisation optimale des capacités professionnelles et intellectuelles des travailleurs , former et intégrer le personnel recruté ,garantir la promotion au agents les plus méritants et veille à la préservation d’un climat de travail sain par l’application stricte des dispositions réglementaires du travail ,d’hygiène et de sécurité. Et d’autres parts le département veille au bien être des travailleurs à titre indicatif, assurer le transport, la restauration, le mobilier et la fourniture de bureaux. Ce département est composé de trois services : • Service du personnel Ces principaux outils de gestion sont : la convention collective de l’entreprise, le règlement intérieur, les manuelles des procédures de la gestion des ressources humaines, l’organigramme, la nomenclature des postes de travail et des divers circulaires résultant des amendements de la convention collective de l’entreprise. • Service moyens généraux Cette section est chargée de l’approvisionnement et la distribution des fournitures de bureaux aux différents départements. Cette section a pour mission aussi d’assurer le transport du personnel du complexe, pour cela elle soustraite les moyens de transport de la société SOTRAZ. Le complexe est doté de ces propres moyens de transport pour les besoins des missionnaires. • Service paie Cette section s’occupe de la comptabilisation des salaires. • Section Prestations Sociales : Cette section joue le rôle d’intermédiaire entre le personnel et les différents organismes de la sécurité sociale (CNASAT, CNR, MIP, etc.….), en matière de remboursement des frais médicaux, les congés de maladies, les accidents de travail et les pensions de retraite…..etc. la section se charge de : • La Déclaration et affiliation des nouvelles recrues. • Déclaration des accidents de travail et le suivi des congés de maladie. • Les allocations Familiales : le listing AF est transmis par la CNAS, la section • Section Relations Externes : Son rôle est d’assurer le transport pour les missionnaires internes et externes, elle s’occupe de leur prise en charge en matière de billetterie, restauration et hébergement. I-11 : Département Approvisionnement Ce département a pour mission de mettre à la disposition des utilisateurs les pièces de rechange, les équipements et tous autres produits consommables nécessaires au bon fonctionnement du complexe, il gère deux services : • Service Achat : est composé de quatre sections : • Service Gestion de Stock : Rapport de fin de formation

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I-12 : Département Finances et Juridique (F) Ce département a pour fonction le suivi des opérations financières et juridiques du complexe, il comprend les services : • Service Comptabilité Générale : • Service Information de Gestion • Service Trésorerie • Cellule Juridique I-13 : Département Maintenance Le département maintenance a une importance primordiale dans le complexe Son rôle consiste à maintenir le patrimoine immobilier en bon état pour favoriser la productivité et pour écarter les mauvais rendements des installations et des pannes c’est ce qu’on appelle la prévention systématique .Le département maintenance est composé des services : • Service Planning et Méthode • Service Instrumentation et Electricité • Service Mécanique • Service Chaudronnerie I-14: cellule passation des marchés : s’occupe d’organiser et fixer les modalités pratiques relatives à l’élaboration et l’exécution des marchés d’acquisition des fournitures, de réalisation de travaux , de services et d’études et de services conseils au sien du complexe CP2/K cette occupation est encadrée par une procédure référencée E-025 du 02/01/2013 qui assure l’efficacité de la passation des marchés et la maîtrise des coûts de la qualité et des délais, dans le respects des principes de liberté d’accès à la commande , d’égalité de traitement des candidats et transparence des procédures.

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Introduction: L’usine de POLYMED de Skikda comporte deux procédés de production dans une même installation : Procédé Philips, Procédé Zigler. Mais depuis son premier démarrage, elle n’utilise que le procédé Phillips, car le catalyseur utilisé dans le procédé Ziegler est cher comparé à celui utilisé dans le procédé Phillips. Le procédé Phillips, connu sous le nom de PF process ou procédé de particules, qui a été conçu pour l’usine de POLYMED, exige une grande pureté des matières premières et ne tolère que des quantitésinfimes de poisons pouvant empêcher le bon déroulement du réacteur ou altérer la qualité du produit obtenu. II.1. Traitements des matières premières et activation du catalyseur: La production de polyéthylène à haute densité à partir d'éthylène, comme matière première essentielle, se base sur le procédé PHILLIPS PETROLEUM COMPANY (procédé de particules). Ce dernier consiste surtout en la polymérisation catalytique de l'éthylène dans un réacteur tubulaire continu, en phase liquide (formant une suspension dans l'isobutane). La réaction chimique, fortement exothermique (800 kcal/kg), a lieu à une température qui se trouve normalement entre 85 et 110ºC et à une pression de 42 à 44 kg/cm2 . L'Usine est conçue pour produire des polymères d'une densité comprise entre 0,935 et 0,965, avec un index de fluidité de 0,1 à 36 et plus. Avec le développement du catalyseur XPF, la gamme de la densité et de l'index de fusion des polymères produits selon le procédé PHILLIPS, a augmenté considérablement. Les courants d'alimentation au réacteur (éthylène, isobutane, hydrogène et hexène, dans le cas de la production de copolymères), exigent un haut degré de pureté. Ils sont préalablement

traités

afin

d'éliminer

les

poisons

éventuels

du

catalyseur

(fondamentalement, acétylène, oxygène, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, méthanol et eau) jusqu'à obtenir des contenus résiduels non nuisibles. Cela sera réalisé

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dans des traiteurs appropriés, dans le cas de l'éthylène, des colonnes de dégazage d'isobutane et d'hexène-1 et dans des sécheurs spécifiques pour tous les courants.

Figure.II.1.Schéma du procédé Phillips pour la production de PEHD.

II.1.1. Traitement de l’éthylène: L'éthylène est reçu à l'Usine, moyennant une tuyauterie provenant de l'Installation d'éthylène adjacente à celle-ci, à 16,9 kg/cm2 et à température ambiante.

C'est le principal réactif du procédé. Les homopolymères contiennent uniquement de l'éthylène polymérisé dans le réacteur, tandis que les copolymères ont de petites quantités de comonomères, en addition à l'éthylène.

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Si l'éthylène respecte les spécifications contractuelles, il devra être traité pour éliminer des substances telles que l'acétylène, l'oxygène, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, l'eau et le méthanol. Tableau.III.1. Les traiteurs de l’éthylène.

En ligne générale, le courant d'éthylène passe en premier lieu par le Réacteur d'élimination d'acétylène, 950-101.Du fond de celui-ci, il s'écoule vers le Séparateur d'aspiration du compresseur d'éthylène 950-102, à travers le Filtre d'aspiration du compresseur d'éthylène 350-101. La pression de l'éthylène s'élève dans le Compresseur d'éthylène 160-101 A/B. A, la sortie de ce dernier, le courant est réchauffé dans le Réchauffeur d'éthylène 410-101. L'éthylène entre par la tête dans le Réacteur d'élimination d'oxygène 950-103 A/B, d'où il se dirige vers le Réacteur d'élimination de monoxyde de carbone 950-104 A/B en traversant les deux dans le sens descendant. Après celui-ci, l'éthylène est refroidi dans le Refroidisseur d'éthylène à l'entrée du sécheur 410-103. Les gouttes que pourrait comporter le courant, sont éliminées dans le Séparateur du refroidisseur d'éthylène au sécheur 950-105. De celui-ci l'éthylène traverse dans le sens ascendant le Réacteur d'élimination de dioxyde de carbone, 950106 A/B, d'où il est dirigé vers le Sécheur d'éthylène 950-107 A/B.

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II.1.1.1. Élimination d'Acétylène (950-101): Le réacteur d'élimination d'acétylène (950-101), construit en acier au carbone, possède un diamètre de 1524 mm et une hauteur entre tangentes de 3340 mm.Il contient 2453 kg de catalyseur BASF RO-20/13, pour l'élimination d'acétylène moyennant addition d'hydrogène. Les conditions de design de la pression et la température sont 24,1 kg/cm2 , 65ºC en

opération normale et 9,75 kg/cm2 , 450ºC en régénération. Le réacteur peut fonctionner

sans régénération pendant environ trois ans.

II.1.1.2. Élimination d'Oxygène (950-103 A/B): Après avoir passé par le traiteur d’acétylène, l’éthylène passe par un compresseur pour augmenter sa pression jusqu’à environ 59 kg/cm2 , avant de traverser

le traiteur d’oxygène. Les réacteurs d’élimination d’oxygène (950-103 A/B) ont un diamètre de 1525 mm et une hauteur entre tangentes de 7170 mm.Ils contiennent 12.350 kg de catalyseur BASF R3-15, pour l'élimination de l'O2 . que porte l'éthylène.

Les conditions de design de pression et température sont 64kg/ cm2 , 165ºC en

opération normale et 9,75 kg/cm2 , 235ºC en régénération.

II.2.1.3. Élimination de Monoxyde de Carbone (950-104 A/B) : Les réacteurs d'élimination de monoxyde de carbone (950-104 A/B) ont un diamètre de 1525 mm et une hauteur entre tangentes de 7170 mm. Les réacteurs contiennent 12.350 kg de catalyseur BASF R3-15, pour l'élimination du CO qui comporte l'éthylène. Les conditions de design de pression et température sont 64 kg/ cm2 ,165ºC en

opération normale et 9,75 kg/cm2 ,225ºC en régénération.

II.1.1.4. Elimination de Dioxyde de Carbone (950-106 A/B): Le dioxyde de carbone présent dans le courant d'éthylène doit être éliminé, car c'est un fort poison pour le catalyseur XPF. Les réacteurs (950-106 A/B) de 1830 mm Rapport de fin de formation

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de diamètre et hauteur entre tangentes de 8365 mm contiennent 2 types d'alumines, disposées en lits superposés. Les conditions de design pour la pression et la température sont de 64 kg/cm2 , 63ºC en

opération normale et 9,75 kg/cm2 , 315ºC en régénération. Le dioxyde de carbone

forme un composé compliqué avec l'oxyde de sodium à l'intérieur de la structure

moléculaire de l'alumine. Il sera retenu par l'alumine jusqu'à ce que les gaz chauds de régénération rompent les liaisons et que le dioxyde de carbone soit entraîné hors du lit. II.1.1.5. Élimination de 𝐇𝟐 𝐎 (950-107 A/B):

L'éthylène est séché dans les sécheurs 950-107 A/B, aux dimensions de 1830

mm de diamètre et 7010 mm de hauteur entre tangentes. Les conditions de design pour la pression et la température sont de 64 kg/cm2 , 63ºC en opération normale et 9,75

kg/cm2 , 315ºC en régénération. Le flux de l'éthylène dans le lit est dans le sens

ascendant.

Figure.II.2. Série de traiteurs d’éthylène .

II.1.2. Traitements d’hexène: L’hexène s’ajoute à la réaction de polymérisation en tant qu’un co-monomère et dont le rôle et de régler la densité du polymère, bien d’autres propriétés seront affectées par l’ajout de l’hexène, comme la flexibilité degré de cristallinité. L'hexène spécifié pour la réaction arrive à l'usine par camion-citerne, à pression atmosphérique Rapport de fin de formation

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et température ambiante. Il est déchargé de la citerne au Réservoir de stockage d'hexène 950-461 moyennant la Pompe de décharge d'hexène, 670-462. Il sera soumis à un processus d'élimination d'eau et de gaz avant que l’on incorpore dans le réacteur. Pour cela, il passe à la Colonne de dégazage d'hexène, 950-111, moyennant les Pompes d'alimentation d'hexène au dégazage 670-463 A/B. l’hexène dégazé passera aux sécheurs d’hexène 950-114 A/B et puis vers le réacteur.

Figure.II.3. Système de Dégazage d'Hexène. La colonne dispose à la tête d'un plateau de cheminée en acier au carbone, avec extraction latérale pour recueillir, dans le Pot d'eau de la colonne de dégazage, 950113, l'eau qui s'est condensée dans le Condenseur de tête. L'alimentation à la colonne entre au-dessous du plateau de cheminée et tombe avec le reflux provenant du condenseur de tête, au distributeur de liquide de la colonne. La colonne est située sur le Réservoir d'alimentation d'hexène, 950-112, dans lequel tombe l'hexène dégazé. II.1.2.1. Séchage de l'Hexène : L'hexène est séché dans les sécheurs 950-114 A/B aux dimensions de 787 mm de diamètre et de 6650 mm de hauteur entre tangentes, construits en acier au carbone. Rapport de fin de formation

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L'eau éliminée du courant d'hexène est retenue dans un lit à tamis moléculaire, ZEOCHEM 13X, type 1003. Les conditions de design pour les sécheurs 950-114 A/B concernant la pression et la température, sont de 62 kg/cm2 et 63ºC en opération normale et 9,75 kg/cm2 et 315ºC pour la régénération.

II.1.3. Traitements d’isobutane: Il existe deux types d’isobutane : l'isobutane frais et l'isobutane de recyclage. II.1.3.1. Isobutane frais: Est utilisé dans les systèmes d'addition du catalyseur, dans le système d'addition de co-catalyseur, dans le dépôt de chargement de scavenger et dans la pompe du réacteur, comme produit de nettoyage et lavage afin d'éviter d’éventuels bouchons depolymères pouvant obstruer les orifices et les lignes de petits diamètres. Il est aussi utilisé pour apporter l’appoint nécessaire au bon fonctionnement de la réaction. L'isobutane frais est soumis à un processus d'élimination de l'eau et du gaz absorbés dans une colonne de dégazage, à une pression de design de10,7 kg/ cm2 et une

température de design de 90ºC. Elle est composée de deux lits de 0,40m3 chacun,

remplis d'anneaux pall en acier inoxydable d’un diamètre de 25mm, pour l'élimination de l'eau et d’autres matières légères du courant d’isobutane. La colonne dispose en tête d’une cheminée et d’un plateau de soutirage pour recueillir

l'eau qui s'est condensée dans le condenseur de tête. A la sortie de la colonne, l’isobutane est séché dans le traiteur d’élimination de l’eau, qui fonctionne par adsorption à l’aide de tamis moléculaires.

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Figure.II.4. Système de Dégazage de l'isobutane frais .

II.1.3.2. L'isobutane de recyclage: Est l’essentiel de l’isobutane utilisé dans l’unité car il est récupéré dans presque sa totalité. Il est pompé du réservoir de stockage vers les sécheurs d'isobutane de recyclage. Il alimente les sécheurs à travers le refroidisseur, dans lequel la chaleur générée lors du pompage est éliminée. Après le refroidisseur, l'eau est éliminée du courant d'isobutane et reste retenue dans un lit de tamis moléculaires. L'isobutane de recyclage, sec et purifié, est utilisé comme solvant (milieu réactionnel) dans le réacteur.

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Figure. II.5. Schéma représentant le système de traitement de l’isobutane recyclé. II.1.4. Activation du catalyseur: Selon le polymère à fabriquer, deux types de catalyseur peuvent être utilisés. Le type PF (PHILLIPS) exige un processus préalable d'oxydation sur lit fluidifié moyennant de l'air chaud sec, à des températures qui atteignent 982ºC. Le type XPF (ZIEGLER) s'alimente au réacteur selon la forme commerciale (sans traitement préalable). Dans les deux cas, il est dosé selon une proportion appropriée, comme "slurry" (coulis) avec de l'isobutane. II.1.4.1. Le catalyseur PF et son activation: Le catalyseur de chrome (PF), avant d'être incorporé au réacteur, doit être activé moyennant réchauffement, par lots, dans un lit fluidifié avec de l'air provenant de l'Usine. Le principal objectif de l'activation du catalyseur PF, est d'éliminer l'eau et les volatiles par le contact avec de l'air sec et chaud dans un lit fluide. En plus de l'élimination de l'eau du catalyseur, le changement de l'état d'oxydation du chrome, de Cr +3 à Cr +6 .

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Figure.II.6.Activateur du catalyseur Dans le réacteur, en contact avec l'éthylène, la valence du chrome passe deCr +6 àCr +2 . C’est leCr +2 qui polymérise l'éthylène en polyéthylène.

Le catalyseur PF est ajouté au réacteur sous forme d'une solution de catalyseur en isobutane frais (boue de catalyseur). Le catalyseur de chrome (PF) déjà activé, est additionné comme une poudre sèche, depuis les trémies de décharge du catalyseur, jusqu'aux Dépôts du catalyseur où il est mélangé avec de l'isobutane frais qui est alimenté par le fond du dépôt. L'alimentation du catalyseur au réacteur s'effectue moyennant les alimentateurs de catalyseur PF, avec un volume de dosage de 35cm3 .

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II.2. Le réacteur et la zone de purification et de récupération : La polymérisation a lieu dans le réacteur en opération continue; ce dernier est alimenté par les courants d’isobutane frais, isobutane de recyclage, hydrogène, hexène-1, éthylène et additifs tels qu'antistatique et scavenger, le catalyseur, cocatalyseur. Le liquide contenu dans le réacteur circule approximativement à 8,2 m/s, au moyen de la pompe du réacteur 670-151. Le réacteur est une tuyauterie de diamètre interne de 560 mm en forme de boucle, composé de quatre tronçons verticaux, unis par des tronçons horizontaux. La réaction de polymérisation est exothermique, à raison de 800 kilocalories par kilogramme de polymère formé. Cette chaleur de réaction s'élimine au moyen du système de réfrigération du réacteur; celui-ci est conçu tant pour le chauffage que pour le refroidissement. Le réfrigérant circule dans les chemises des quatre pattes verticales du réacteur. Le réacteur dispose de six pattes de décantation, de tuyauteries longues de 2210mm et de diamètre extérieur de 27,3 mm. La fonction de la patte de décantation est de concentrer le polymère solide contenu dans le mélange polyéthylène-isobutane par décantation, avant que le produit soit déchargé dans la chambre de flash. Le mélange déchargé du réacteur par l'intermédiaire des vannes de décharge de produit, PTO, réduit sa pression de 42,2 kg/cm2 , pression normale d'opération dans le

réacteur, à 0,37kg/cm2 , pression normale d'opération dans la chambre de flash. Il est transporté du réacteur jusqu'à la chambre de flash au moyen des lignes de flash.

Dans celles-ci, le mélange est réchauffé par de l'eau chaude et on favorise la vaporisation de l'isobutane, l'éthylène, l'hexèneet l'hexane présents. Les vapeurs d'hydrocarbure sortent par la tête de la Chambre de flash et se dirigent au système de purification et de récupération du solvant du gaz de recyclage. Le polymère se décharge par gravité à partir du fond de la Chambre de flash vers la Colonne de purge.

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L'hydrocarbure présent dans les pores de polymère, est éliminé dans la colonne de purge. A la base de celle-ci, on injecte de l'azote pour séparer les traces d'hydrocarbure. Le polymère déjà sec se décharge par le fond de celle-ci vers les silos de poudre au moyen de transport pneumatique. La vapeur du gaz de purge, qui sort par la tête de la Colonne (de purge), est envoyée au système de récupération de gaz de purge, à travers le filtre à manches de la colonne, pour séparer l'isobutane et l'azote présents dans le courant.

Figure II.7.Purification et récupération des gaz de purge et de recyclage.

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II.2.1. Récupération des solides: II.2.1.1. Cyclone de Fines de la Chambre de Flash, 350-161 : Le cyclone de fines de la chambre de flash est conçu pour un débit de 7.500m3

/h d'isobutane, avec des restes d'éthylène, d'hexène, d'hexane et de poudre de polymère. Construit en acier au carbone, de 1600 mm de diamètre et de 6.277 mm de hauteur entre les brides, il a une capacité de 2,3 m3 avec des conditions d'opération de

0,39 kg/cm2 et 76,7ºC. Il est conçu pour retenir 100 % des particules supérieures à 50 μ et avec une efficacité de 99,9 %, les particules inférieures à 50 μ.

Le gaz qui sort de la tête du cyclone, se dirige au Filtre à manches de la chambre de flash 350-162.Les fines retenues dans le cyclone sont déchargées par gravité dans la Colonne de purge 950-162. II.2.1.2. Filtre à Manches de la Chambre de Flash 350-162 : Construit en acier au carbone, de 2430 mm de diamètre et de 7168 mm de hauteur totale. Il est conçu pour retenir avec une efficacité de 100 % les particules supérieures à 5 μ et une retenue de 99,5 % les particules inférieures à 5 μ. Les solides retenus dans le Filtre à manches 350-162, sont déchargés par gravité dans la Colonne de purge. Le gaz, qui sort par la tête du filtre, se dirige au Filtre de garde de gaz de recyclage 350-171 A/B pour empêcher tout entraînement de solides provoqué par la défaillance ou rupture d'une manche dans le filtre à manches . II.2.1.3. Filtre de Garde de Gaz de Recyclage 350-171 A/B : Construit en acier au carbone, ses dimensions sont de 1016 mm de diamètre et de 1612 mm de longueur entre tangentes et il a une capacité de 1,7m3 . Chaque Filtre

de garde est conçu pour un débit de gaz de 7939 m3 /h d'isobutane, éthylène, hexène, hexane et de poudre de polyéthylène. Il est conçu pour retenir avec une efficacité de

100 % les particules supérieures à 2 μ, avec du papier plié comme matériau filtrant .Le gaz à la sortie du Filtre de garde se dirige au système de compression de gaz de

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recyclage, où le gaz est comprimé de 0,17 kg/cm2 g jusqu'à la pression d'opération de

la Colonne d'isobutane de recyclage, 950-173. II.2.1.4. Compression de gaz de recyclage :

Le gaz de recyclage provenant du filtre de garde de gaz de recyclage est aspiré par le compresseur de gaz de recyclage 160-171 A/B. Après la compression, le gaz se décharge dans la Colonne d'isobutane de recyclage 950-173. Les compresseurs de gaz de recyclage 160-171 A/B sont des compresseurs non lubrifiés, à quatre cylindres et deux étages, d'une capacité de 18.260 kg/h, et réfrigérés par de l'eau de réfrigération. Construits en fonte, ils ont une pression et une température de design respectivement de 16,6 kg/cm2 et 150ºC. II.2.2. Système de purification et de récupération des gaz de purge : Une fois les solides récupérés, le gaz est envoyé vers un système de purification du gaz à travers le Compresseur de gaz de recyclage. Après la compression, le courant entre dans la colonne d'isobutane de recyclage pour séparer l'isobutane des composants comme l'éthylène, l'hexène, l'hexane et autres matières lourdes qu'il comporte. Le produit d'extraction latérale de la colonne est de l'isobutane de recyclage récupéré qui est envoyé au stockage. Le courant du fond de la colonne d'isobutane de recyclage est envoyé à la Colonne deshexaniseuse d'où l'hexène/hexane récupéré par le fond de cette dernière, est envoyé à la torche. II.2.3. Colonne d'isobutane de recyclage (950-173) : La vapeur provenant du compresseur de gaz de recyclage, conjointement à l'isobutane de la vidange des sécheurs d'isobutane de recyclage et les liquides récupérés du gaz d'isobutane de purge, est alimenté à la colonne d'isobutane de recyclage (950-173). La colonne, calorifugée pour la conservation de chaleur, de 1370 mm de diamètre et 22.650 mm de hauteur, a une capacité de 33,5m3 , avec des conditions d'opération de

13,4 kg/cm2 g et 110ºC au fond et 13,2 kg/cm2 et 67ºC à la tête, ses conditions de Rapport de fin de formation

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design sont de 15 kg/cm2 et 170ºC respectivement pour la pression et la température. La colonne, avec 34 plateaux, est conçue pour maintenir dans l'isobutane de recyclage

une teneur inférieure à 5 ppm en éthylène, pour éliminer un peu d'hexène-1, des lourds et du n-hexane ainsi que pour dégazer l'isobutane en éliminant les gaz absorbés.

Figure.II.8.Colonne de purification de l’isobutane . II.2.4. Système de finition : Le polyéthylène produit est transporté sous forme de poudre à partir de la décharge de la colonne de purge jusqu'à des silos de stockage ou jusqu'au réservoir d'alimentation de l'extrudeur. Cela s'effectue au moyen d'un système de transport pneumatique en circuit fermé d'azote, à pression positive. Le système permet aussi l'envoi de poudre des silos jusqu'au réservoir d'alimentation à l'extrudeur. Le polyéthylène sous forme de poudre est soumis dans l'extrudeur à un procédé de finition qui consiste essentiellement à lui donner la forme finale pour la vente du produit (granulés ou "pellets") et la teneur en additifs spécifiques qu'exige chaque formule ou degré de PEHD.

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L'alimentation à l'extruder est réalisée moyennant un système de dosage et mélange de grande précision des différents composants : poudre, additifs à l'état solide (suivant une proportion de 0,1 à 0,8 % en poids) et, le cas échéant, granulés. Dans cette installation d'extrusion s'effectue la fusion et granulation de polymère ajouté. La température de fusion du produit est de l'ordre de 250-275ºC et elle est obtenue par réchauffement électrique. La granulation se réalise en circuit fermé d'eau sous pression.Le polyéthylène produit est pneumatiquement transporté vers les silos mélangeurs pour leur homogénéisation, sous pression positive. A partir de là, il peut être transféré vers les silos de chargement en vrac de camions, vers les silos de stockage ou vers les silos d'alimentation aux lignes d'ensachage et palettisation.

Figure.II.9. Système de finition et d’ensachage de PEHD .

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Conclusion: Certains grades sont produits plus que d’autres, et cela est dû au fait que CP2K est tenu de suivre la tendance du marché en essayant de répondre à la demande formulée par ses clients. Toute la production de CP2K est soumise à des tests de conformité qui garantissent une bonne qualité nécessaire à la confection de produits finis.

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Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation de catalyseur et leur amélioration

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Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation de catalyseur et leur amélioration La catalyse par les métaux représente près de 70% de tous les procédés catalytiques car elle intervient dans la chimie de synthèse (chimie de base, pétrochimie, chimie de spécialité et chimie fine), dans la production d’énergie (conversion des C1, production et conversion d’hydrogène, conversion de la biomasse) et dans les procédés de protection de l’environnement (traitements de dépollution de l’air et de l’eau). Les catalyseurs métalliques traditionnels sont à base de métaux des groupes 8 à11 (Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag). Ces métaux, supportés ou non, seuls ou alliés à d’autres métaux promoteurs, ont fait l’objet d’un très grand nombre d’études sur leur préparation, caractérisation, mécanismes d’action et applications dans tous les domaines cités plus haut.

III -1 : la catalyse III -1-1: Définition de la catalyse Un catalyseur est une espèce chimique qui augmente la vitesse d'une réaction chimique à une température donnée sans subir globalement de modification. Il subsiste intégralement à la fin de la réaction. Cette catalyse peut être homogène si elle a lieu avec une substance intimement mélangée avec les réactifs dans une seule phase. Ce sont généralement des ions en solution aqueuse. Par contre Une catalyse hétérogène est réalisée avec une substance solide formant une phase distincte avec les réactifs. Les composés initiaux et les produits de la réaction constituent une phase gazeuse ou liquide, et le catalyseur solide se retrouve en principe inaltéré à la fin de la réaction. Si le système réactionnel peut évoluer suivant plusieurs voies thermodynamiquement permises, le catalyseur accélère sélectivement l’une de ces voies. Il a donc un effet d’orientation sur l’évolution du système. Comme il ne figure pas dans l’équation stœchiométrique de la réaction qu’il accélère, il ne peut modifier ses caractéristiques thermodynamiques, notamment son ∆Go, variation d’enthalpie libre standard. Il ne modifie donc pas la position des équilibres qu’il aide à réaliser. La présence du catalyseur diminue l'énergie d'activation et permet des vitesses parfois plusieurs millions de fois supérieures.

Figure 01 : Aspect énergétique d’une réaction catalysée Le catalyseur hétérogène agit par sa surface. Il retient ou bien adsorbe les réactifs sur sa surface, même si ceux-ci le frappent à grande vitesse. Ceci facilite grandement la mise en contact des espèces réactives. Rapport de fin de formation

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Une fois toutes les liaisons réalisées, la molécule stable est peu adhésive et se décolle par sa simple agitation thermique. Le catalyseur est d'autant efficace que sa surface spécifique est grande (surface par unité de masse).

Figure 02 : Fabrication de l’ammoniac La réaction équilibrée est caractérisé thermodynamiquement par un ∆Go(en kJ)= – 97 + 0,205 T. (T en kelvins). La réaction est pratiquement irréalisable en l’absence de catalyseur. En présence d’un catalyseur au fer (Fe3O4), on peut atteindre un rendement proche de celui prévu par la thermodynamique (41,6 % d’ammoniac présent à l’équilibre à 700 K sous une pression totale de 30 MPa).

III -1-2: Description qualitative de l’acte catalytique Une transformation chimique entre molécules M répond à une équation stœchiométrique :A+B↔C+D Cette équation ne représente pas en général les phénomènes qui interviennent à l’échelle moléculaire : les collisions entre molécules A et B, même douées d’une énergie supérieure à la moyenne, ne provoquent pas la réaction. Le mécanisme intime de celle-ci met en jeu d’autres espèces, souvent peu stables, appelées intermédiaires actifs (radicaux libres, carbocations, etc.). La transformation représentée par l’équation stœchiométrique est le résultat d’une séquence d’étapes élémentaires où interviennent à la fois les espèces stables et les intermédiaires actifs. Le catalyseur solide offre la possibilité d’opérer la réaction selon un mécanisme différent de celui de la réaction homogène. Il est capable de créer des intermédiaires actifs d’un type différent, les espèces adsorbées, résultant de l’adsorption des réactifs à sa surface. La catalyse hétérogène est essentiellement un phénomène de surface, et les lois cinétiques qui régissent les réactions catalytiques sont très différentes de celles des réactions homogènes. Le catalyseur abaisse l’énergie d’activation d’une réaction. Cet abaissement est assez considérable, comme le montre la comparaison de quelques processus homogènes (thermiques) et catalytiques.

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Tableau 01 : Energie d’activation de quelque réactions (en KJ /mol)

III -1-3: Différentes étapes du cycle catalytique La réaction ayant lieu non pas dans tout le volume d’une phase fluide, mais à l’interface solide-fluide, la formation des espèces adsorbées actives implique un transport des molécules vers la surface, suivi d’adsorption. La réaction de surface donne des produits qui doivent d’abord se désorber du solide, puis migrer dans la phase fluide. Un cycle catalytique se déroule donc en cinq étapes : 1 – transfert des réactifs vers la surface du solide ; 2 – adsorption des réactifs sur le catalyseur ; 3 – interaction entre réactifs adsorbés à la surface ; 4 – désorption des produits de la surface catalytique ; 5 – transfert des produits quittant le catalyseur. Les étapes 2, 3 et 4 sont de nature chimique, alors que les étapes 1 et 5 correspondent à des processus physiques de transfert de matière. Considérons une quantité élémentaire de catalyseur en régime permanent. À chaque instant, c’est le même nombre de molécules qui est impliqué dans chacune des étapes du cycle. Par conséquent, toutes les étapes se déroulent à la même vitesse, qui est celle du processus global. Selon les cas, c’est l’une ou l’autre des étapes qui limitent la vitesse. La loi de vitesse expérimentale permet en principe de cerner l’étape limitante. Souvent, c’est l’étape chimique 3 qui est limitante (par abus de langage, on la nomme étape lente). Le renouvellement des molécules au voisinage immédiat de la surface est assuré sans délai par les étapes de transfert, et la concentration de ces molécules est la même à toute distance de la surface. L’énergie d’activation est alors celle de l’étape 3.

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Figure 03 : Évolution de l’enthalpie d’un système réactionnel exothermique

III-1-4: Classification des catalyseurs Il n’existe qu’un petit nombre de catalyseurs capables d’effectuer dans des conditions optimales une réaction donnée. Le catalyseur réel adapté à un procédé particulier est le plus souvent un solide complexe. Il comporte une phase active qui, pour développer une surface maximale, est déposée sur un support, parfois à dose très faible s’il s’agit d’éléments coûteux comme les métaux précieux. Cependant, certains catalyseurs dits massiques sont uniquement constitués de phase(s) active(s). Pour examiner les propriétés des catalyseurs, il est commode de classer les phases actives en grandes familles : — les métaux ; — les semi-conducteurs, oxydes, sulfures ou autres ions supportés ; — les oxydes isolants, acides ou basiques. Comme le montre le tableau suivant, chacune de ces classes se rattache à un groupe de réactions catalysées. On peut aussi avoir besoin d’un catalyseur possédant plusieurs fonctions : ainsi les catalyseurs d’hydrocraquage comportent-ils une phase hydrogénante (métal) et un support très acide. Les supports des catalyseurs doivent répondre à des exigences physiques d’une part (texture, résistance mécanique) et chimiques d’autre part, notamment s’ils doivent être portés à haute température en présence d’air ou de vapeur d’eau lors de la régénération. Rapport de fin de formation

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Les supports les plus employés sont l’alumine, la silice, le charbon actif, les silico-aluminates, les oxydes céramiques. De plus, on ajoute souvent au catalyseur des éléments ou des composés promoteurs, qui ont pour effet d’améliorer son activité, sa sélectivité (chacun étant spécifique à un catalyseur et à une réaction donnée) ou sa résistance à l’empoisonnement. D’innombrables formules de promoteurs ont été proposées.

Tableau 02 : Principaux types de catalyseurs

III -1-5 : Caractérisation physique des catalyseurs Il est nécessaire de connaître la texture des catalyseurs (surface spécifique, porosité). • Mesure de la surface spécifique La surface spécifique σ est le rapport surface/masse du catalyseur ; elle est exprimée en m2/g. Pour les catalyseurs industriels, elle varie de quelques mètres carrés par gramme à quelques centaines de mètres carrés par gramme. •

Détermination du volume poreux

La surface interne d’un grain de catalyseur poreux est très supérieure à sa surface externe. Un des grandeurs fondamentales est le volume poreux total (en cm3/g), et la répartition poreuse. •

Pouvoir adsorbant

Les solides doivent leurs propriétés catalytiques à leur aptitude à chimisorber les molécules à transformer. Il est donc normal que l’on observe des corrélations entre activité et propriétés d’adsorption. Rapport de fin de formation

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Par exemple pour la méthanation de CO, les métaux se classent dans l’ordre suivant d’activité : Ru > Ni > Fe > Co > Rh, Pd > Pt > Ir Ce classement reflète une évolution des propriétés des électrons d et peut-être aussi de la distance métal-métal. Ces facteurs déterminent en effet la formation, puis la réactivité des espèces adsorbées. Pour l’hydrogénation des oléfines, on trouve l’ordre suivant Rh > Ru > Pd > Pt > Co > Ni > Fe > W > Cr > Cu > Ta

Figure 04 – Corrélation entre l’activité en hydrogénation de l’éthylène et l’enthalpie standard d’oxydation du métal. •

Dénombrement des sites actifs

Les métaux de transition (métaux, oxydes, sulfures acides) doivent leurs propriétés catalytiques à leur pouvoir de chimisorber l’hydrogène et d’autres molécules. Dans un catalyseur supporté, la surface du métal exposée aux réactifs joue un rôle déterminant et l’on mesure les activités intrinsèques des divers métaux, c’est-à-dire leur activité par mètre carré de surface, en faisant le quotient de l’activité par gramme et de la surface active développée par gramme de catalyseur. Les techniques utilisées pour mesurer ces surfaces métalliques sont basées sur l’adsorption d’hydrogène, d’oxygène ou d’oxyde de carbone, réalisée à des températures de l’ordre de 0 à 200 oC suivant le gaz. Le cas du platine est assez simple ; les stœchiométries d’adsorption de l’hydrogène et de l’oxygène sont bien connues : un atome H ou un atome O par atome Pt. L’oxyde de carbone ne donne pas toujours des résultats aussi simples. Par exemple, la stœchiométrie CO/Ni peut varier entre 0,5 et 1 suivant la teneur du catalyseur en métal, son mode de réduction, etc. Du nombre d’atomes métalliques dénombrés par chimisorption, on peut déduire la surface métallique, en prenant une aire atomique moyenne de 10–19m2 pour Pt et 0,65 ×10–19 m2 pour Ni. On peut recouper les résultats de chimisorption par une mesure de la taille des grains, effectuée directement en microscopie électronique ou indirectement en utilisant l’élargissement des raies du spectre de rayons X.

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réaction sensible à la structure

Les relations directes entre surface et activité sont limitées à certaines réactions. En effet, dans beaucoup de cas, des sites particuliers présents à la surface manifestent des activités de quelques ordres de grandeur supérieurs à celles des autres. Cela a été particulièrement bien établi dans le cas des métaux et les réactions présentant cette caractéristique sont dites sensibles à la structure.

III -1-6 : Préparation et mise en œuvre des catalyseurs solides •

Choix d’un catalyseur

Le catalyseur à utiliser pour réaliser une transformation est un solide complexe, comportant au moins une phase active et un support. Ses caractéristiques doivent répondre à tout un ensemble de conditions indiquées ci-après. En premier lieu viennent les caractéristiques chimiques. L’activité du catalyseur est exprimée par la vitesse spécifique par kg, ou par la vitesse intrinsèque par m2. Ces grandeurs ne sont caractéristiques que s’il n’y a pas de limitation diffusionnelle. Le catalyseur doit aussi être sélectif et ses propriétés doivent rester stables en cours de fonctionnement. Cependant, il se désactive progressivement et il faut le régénérer périodiquement : le catalyseur doit pouvoir résister aux cycles de régénération. Parmi les caractéristiques physiques, il faut citer la texture du support (surface spécifique, porosité) et son aptitude à maintenir une bonne dispersion de la phase active, notamment s’il s’agit de métaux qui ont une tendance au frittage. Les caractéristiques mécaniques: résistances à l’écrasement, à l’attrition ou aux variations de pression, conditionnent le choix du support et sa mise en forme. Les considérations de prix de revient conduisent à éviter le plus possible de recourir à des constituants rares et chers ou à des formules catalytiques dont l’élaboration est longue et complexe. Un dernier critère essentiel est la dépendance ou l’indépendance vis-à-vis de brevets : l’utilisation d’un catalyseur pour une application faisant l’objet d’un brevet nécessite une licence. •

Élaboration des catalyseurs

La première étape dans l’élaboration d’un catalyseur est souvent l’obtention d’un oxyde à texture développée. Un tel solide peut constituer une phase active, telle la silice-alumine. Le plus souvent, il servira de support sur lequel on fixera ensuite une phase active. L’obtention d’un oxyde divisé implique d’abord une étape de précipitation en phase aqueuse; le contrôle de cette étape et des suivantes permet de maîtriser la structure et, dans une certaine mesure, la texture du solide recherché. Schématiquement, on distingue plusieurs types de processus, suivant la nature, amorphe ou cristallisée, du produit recherché. A- Précipitation par la filière sol-gel Certaines réactions de précipitation en milieu aqueux fournissent des gels, amorphes ou très mal cristallisés (silice, zircone, etc.). Rapport de fin de formation

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La première étape est la formation d’un sol, qui est une solution colloïdale limpide dont les micelles ont des tailles allant de 5 à 100 nm. Ces micelles résultent d’une condensation tridimensionnelle de motifs tels que Si(OH)4 ou Zr(OH)4 et portent une charge extérieure négative qui empêche leur coagulation en particules plurimicellaires. Par agglomération des micelles, le sol se transforme ensuite en un gel. Selon les cas, on obtient un hydrogel, charpente solide emprisonnant un grand nombre de molécules d’eau, ou un floculat, précipité gélatineux résultant de la diminution ou de l’annulation des charges micellaires. Les vitesses de gélification ou de floculation dépendent des conditions de milieu, mais, dans les deux cas, la particule élémentaire du solide a les dimensions de la micelle d’origine. On peut modifier la taille des micelles ou des agglomérats par un mûrissement. L’hydrolyse d’un alkoxy de en hydroxyde métallique passe en général par cette filière sol → gel. B- Obtention de précipités cristallisés Ils sont constitués de particules organisées de taille variant de 1 µm à quelques dizaines de microns. La structure du produit formé dépend très précisément de la composition et du pH de la solution de départ, mais aussi de la température. Ainsi la précipitation d’une alumine en milieu basique, par action de CO2 sur un aluminate, conduit à un hydroxyde Al(OH)3 avec la structure de l’hydrargillite (= gibbsite, produit stable) ou la structure de la bayerite (métastable). La précipitation d’un sel d’aluminium par l’ammoniaque se produit à un pH moins basique et fournit la boehmite AIO (OH) ou un précipité amorphe. La formation d’un solide à partir d’une solution sursaturée se déroule en deux étapes : nucléation puis croissance des cristaux. La vitesse de croissance VC des faces cristallines varie de façon plus lente. Il en résulte que, aux faibles sursaturations, la nucléation est limitante et les cristallites seront plus gros que ceux obtenus à forte sursaturation. On peut jouer sur l’étape de nucléation par apport de germes (nucléation hétérogène). C- Transformations hygrothermiques Les réactions de précipitation s’accompagnent souvent de transformations hygrothermiques, qui consistent en la dissolution partielle du solide (ou du gel) dans la solution, puis les espèces dissoutes migrent et précipitent à nouveau pour donner un solide qui diffère du solide de départ par sa structure ou par sa texture. Ces transformations sont lentes et, en général, limitées par la vitesse de dissolution. L’opération peut être réalisée à des températures assez basses (mûrissement) ou supérieures à 100 o C (autoclavage). S’il s’agit d’une opération purement texturale, par exemple le mûrissement d’un gel de silice, l’évolution ira dans le sens d’une augmentation de la taille des particules et, par conséquent, de la taille de pores entre ces particules. L’augmentation du rayon poreux moyen rp se traduit par une baisse de la surface spécifique Les évolutions structurales peuvent transformer un composé cristallisé en un autre plus stable (exemple : boehmite→bayerite →hydrargillite). Dans les synthèses de zéolithes à partir d’un gel, on passe d’un état amorphe à un état cristallisé et la baisse d’entropie due à la réorganisation du solide doit être compensée par une forte exothermicité (∆H< 0). Malgré le

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passage à l’état cristallin, la surface spécifique croît de 400 à 700 m2/g. Une fois synthétisé, le solide doit être lavé, puis filtré et séché.

D- Séchage, calcination, mise en forme •

Le séchage, réalisé à des températures allant de 100 à 200 oC, élimine l’eau ou le solvant contenu dans les pores du solide, sans provoquer de modifications de structure. Cependant la texture évolue considérablement. Le séchage d’un gel rapproche les particules constitutives : leur diamètre et la surface spécifique restent inchangés. Le xérogelobtenu dans le procédé ordinaire a donc un volume poreux plus faible car les interstices entre les particules constituant le gel de départ ont diminué sous l’effet des pressions capillaires qui s’exercent lors de la déshydratation. On peut atténuer les modifications texturales dans le xérogel en substituant à l’eau un liquide moins tensioactif (alcool). Les aérogels, obtenus par séchage à une température supérieure à la température critique de l’eau ou du solvant, conservent une porosité plus importante.

•

La calcination, effectuée à l’air et à une température supérieure à celle de tous les traitements ultérieurs, permet d’obtenir une structure bien déterminée du support et des phases actives éventuellement déposées. Elle provoque aussi un ajustement des propriétés texturales permettant d’obtenir une bonne résistance mécanique. Les modifications structurales intervenant lors de la calcination peuvent être une cristallisation [anatase (TiO2), zircone (ZrO2)] ou un changement de structure (alumine η →alumine θ →alumine α), ou encore la décomposition d’agents précurseurs de phases actives (dichlorure de platine-tétrammine, molybdate d’ammonium, hydroxydes métalliques). Les modifications texturales résultent principalement du frittage des petites particules en particules plus grosses. Selon la nature du xérogel de départ, et l’atmosphère de calcination, le frittage se déroule à rayon de pores constant ou à volume poreux constant. Par exemple, la calcination à l’air sec d’un xérogel de silice provoque une évolution à rayon des pores constant : les grains du xérogel se contractent alors qu’il apparaît des domaines ponctuels de cristallisation. Pour d’autres solides, tel l’hydroxyde ferrique, le frittage s’effectue à volume poreux constant : la taille des particules croît mais leur densité reste constante. Le mode de frittage varie selon la durée, la température, les impuretés, la présence de vapeur d’eau, etc. Lors de la calcination d’un solide cristallisé,tel que l’hydrargillite Al(OH)3 , la structure initiale est d’abord décomposée avec départ des molécules d’eau, ce qui crée une porosité élevée ; ensuite intervient le frittage. • La mise en formedu solide s’opère à divers stades de l’évolution thermique. Elle peut être réalisée en même temps que le séchage par les techniques de coagulation en gouttes (oil drop) ou de séchage par atomisation (spray-drying), ou après traitement thermique plus ou moins poussé (pastillage, extrusion). E- Imprégnation des supports par un précurseur

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L’imprégnation d’un support par un précurseur de phase active peut être envisagée par voie sèche (méthode de dépôt chimique en phase vapeur) mais, plus généralement, on mouille le solide par une solution des sels précurseurs, puis on chasse le solvant par chauffage. L’objectif est d’obtenir la meilleure dispersion possible de l’agent précurseur de façon que la phase active obtenue par réduction ou sulfuration ultérieure soit elle-même bien dispersée. Il est donc souhaitable de créer une interaction entre le composé actif et le support dès la phase d’imprégnation. Les techniques employées varient selon les supports. •

Dans la technique d’imprégnation capillaire, l’interaction obtenue est minime. Une solution contenant un sel (nitrate de nickel, molybdate d’ammonium) ou un complexe neutre (acétylacétonate) pénètre dans les pores du solide préalablement séché. Le phénomène est très exothermique et le grain doit résister à des pressions internes considérables, opposées à celles qui s’exercent lors de la déshydratation. Le remplissage des plus petits pores n’est pas instantané ; par exemple pour des pores de 10 nm, le temps de remplissage est de l’ordre de dix minutes. Dans le mouillage avec une solution, il faut évaporer le liquide en excès ; le dépôt est alors moins uniforme et le contrôle de la quantité déposée est moins précis.

•

La technique d’imprégnation-précipitationa été développée pour réaliser des dépôts d’hydroxyde de nickel sur des surfaces de silice. La technique repose sur le fait que, lorsque l’on ajoute une base à une solution de Ni2+, le pH auquel Ni(OH)2 précipite est abaissé si l’on met de la silice en suspension dans la solution. Les premiers germes prennent naissance sur la surface du support. L’ajout contrôlé de base provoque la croissance de la couche d’hydroxyde à la surface du support et, si les sursaturations locales sont évitées par une bonne agitation du milieu, il n’y a pas de précipitation au sein de la solution. L’hydrolyse de l’urée à 90oC peut être employée pour provoquer l’ajout contrôlé de base. En raison de l’interaction initiale entre le précurseur au nickel partiellement hydrolysé et la surface, la phase active est mieux dispersée que dans l’imprégnation classique. Enfin, la méthode d’échange d’ions permet en principe de réaliser une dispersion atomique de l’agent actif qui se fixe sur des sites bien définis du support oxyde. À la surface d’un oxyde MemOn mis en suspension, les groupements hydroxyles peuvent en effet, suivant le pH, subir deux types de réaction :

•

Au point de charge nulle, les sites chargés positivement et négativement sont en nombre égal et le pH est égal à 1/2 (pH1+ pH2). Pour un pH supérieur à pH2, les protons de la surface peuvent s’échanger avec des cations de la solution. En général, l’échange d’un cation du support avec le cation de la solution est un processus équilibré : De même, l’échange anionique, décrit par l’équation suivante est réalisé en milieu acide: Le point de charge nulle est à pH ≈7 pour l’alumine et croît si l’on élève la température. Par échange anionique, on peut fixer à l’alumine des anions molybdates ou par exemple. Rapport de fin de formation

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III -1-7 : Activation du catalyseur La calcination, à l’air ou sous azote, décompose le précurseur. Les cations de celui-ci perdent des ligands et se lient aux anions du support : une interaction spécifique ion-support est ainsi créée ou renforcée. Elle peut aller jusqu’à l’insertion d’une partie des ions actifs dans le support, par exemple sous forme d’aluminate. Si l’interaction ion-support est faible, la phase déposée se réorganise lors de la calcination et se regroupe en grains dont la taille croît avec la température. Les catalyseurs métalliques sont enfin réduits par l’hydrogène ou par CO et la dispersion du métal dans le catalyseur final est d’autant meilleure que les conditions de calcination et de réduction sont plus douces. Pour l’effet de la température sur la réduction du catalyseur Ni/Al2O3 préalablement calciné à 500oC. La surface et l’activité sont maximales pour une température de réduction de 460 oC, supérieure à la température à laquelle NiO massif est réduit : L’interaction précurseur-support freine donc la réduction. Au-delà de 460 oC, les grains de métal grossissent par frittage. La tendance au frittage est générale et malaisée à contrôler. On doit en particulier éviter les conditions de réduction favorisant la formation de composés volatils du métal, qui peut intervenir dans le cas du platine et du palladium. La sulfuration des catalyseurs d’hydrotraitement de type NiMo/Al2O3 est réalisée en pratique sous pression d’hydrogène et avec une charge d’hydrocarbures renfermant des produits sulfurés. Les études de sulforéduction par un mélange H2S (10 %) + H2 (90 %) montrent que MoO3est d’abord réduit en MoO2: la présence de nickel abaisse sensiblement la température de cette réduction. La transformation du mélange NiO + MoO2 en Ni3S2+ MoS2est totale vers 400oC. On recherche la sulfuration la plus complète possible, car l’activité catalytique en hydrogénation croît avec le taux de soufre et l’on constate qu’une préréduction par l’hydrogène en l’absence de soufre est défavorable à l’activité. Une évolution récente consiste à imprégner le catalyseur calciné par un composé organique sulfuré non volatil et à le traiter par l’hydrogène dans le réacteur même pour obtenir le catalyseur sulfuré.

III -1-8 : Désactivation des catalyseurs On observe fréquemment une baisse plus ou moins rapide de l’activité ou de la sélectivité du catalyseur, par disparition ou blocage progressif des centres actifs. Si la baisse d’activité a une cause chimique, présence d’impuretés dans les réactifs ou encrassement par des produits non résorbables, on peut tenter de régénérer le catalyseur. Si la désactivation est due à une évolution de la structure ou de la texture, le catalyseur doit souvent être remplacé. Lorsqu’un catalyseur industriel travaille pendant de longues périodes à des températures excédant 500 oC, le support est généralement stable, du moins en l’absence de vapeur d’eau. Mais, en atmosphère réductrice, les particules métalliques ont tendance au frittage par recristallisation lente. On constate que la surface métallique baisse d’autant plus rapidement que la température est plus élevée. L’activité hydrogénante du catalyseur diminue en même temps que la surface métallique. Des impuretés, comme le monoxyde de carbone ou les amines contenues en faible quantité dans les réactifs, abaissent nettement l’activité catalytique des métaux pour l’hydrogénation des alcènes et des aromatiques. Les composés sulfurés (H2S, mercaptans...), encore plus toxiques, affectent aussi l’hydrogénolyse des liaisons carbone-carbone. Rapport de fin de formation

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Les transformations catalytiques d’hydrocarbures s’accompagnent souvent de réactions secondaires, produisant des effets indésirables. Il se forme notamment des composés lourds, i résorbables, qui bloquent progressivement les centres actifs ou les canaux d’accès à ceux-ci. On observe alors en cours de fonctionnement une baisse d’activité, très rapide pour les catalyseurs acides de craquage, et plus lente pour les catalyseurs de reformage qui possèdent une fonction hydrogénant.

III -2 : Amélioration de cycle d’activation du catalyseur : Le procédé PHILIPS utilisé dans l’unité de production de polyéthylène à haute densité, présente une gamme de production importante de 130000 t/an avec un meilleur taux de conversion de l’éthylène de 96%, nécessite forcément une grande surveillance du processus. L’unité ou je me suis affecté ma permet de voir de proche l’importance de chaque étape du procédé, qui demande une persévérance appréciée. Le cycle d’activation de catalyseur présente une grande part de travail au processus, pour cela, j’ai choisi de prendre en détails les instructions d’opération du cycle d’activation de catalyseur qui l’idéale méthode d’améliorer l’activation de catalyseur.

III -2-1 : Cycle d’activation de catalyseur : Le cycle d’activation de catalyseur est séquence qui programmée dans le système de control distribué, lequel réalise le processus d’activation conformément aux recettes établies par le propriétaire de brevet du procédé, PHILIPS Pétroleum company le programme dans le système de contrôle distribué contient les recettes requises pour le complexe CP2/K . ces recettes peuvent être soumis aux modifications selon l’expérience particulière de l’usine et selon les indication du propriétaire de brevet du procédé. C’est nécessaire de maintenir aussi un débit minimum d’air chaud à travers le système d’activation de catalyseur, il faut pendant les arrêts afin d’éviter la condensation de l’eau. Avant d’initier un cycle d’activation de catalyseur, il faut préchauffer au mois jusqu'à 120° pour sécher le système. La trémie de chargement 950-422 doit contenir la quantité exacte de catalyseur qui va être activé. La trémie de déchargement de catalyseur 950-424 A÷O doit etre préparée. Le cycle d’activation de catalyseur est contrôlé par le DCS (programmes ACTIVATI et SETPOINT) et il contient les étapes suivantes : 1. Vérification initiales et commencements du programme d’activation de catalyseur moyennant le bouton STRART (STEP INIT). 2. Sélection de la recette et chargement de ses paramètres au DCS moyennant le bouton REC-CONF (STEP PRESC) 3. Etablir un débit stable minimum d’air de fluidication moyennant le contrôleur de débit FIC-44066(STEP FLUID). 4. Préchauffeur de l’activateur de catalyseur, 950-423, moyennant les contrôleur TIC47094A (préchauffeur air d’activation, 360-422)et TIC-47089 A (activateur catalyseur,950-423) (STEP PREH) 5. Vérification des conditions de chargement (STEPCOND) 6. Chargement automatique de catalyseur à l’activateur 950-423 (STEP LOAD) Rapport de fin de formation

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Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation de catalyseur et leur amélioration

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7. chauffage de lit fluide (STEP HEAT) 8. maintenance de la température d’activation (STEP MAINT) 9. refroidissement, purge de nitrogène et déchargement de catalyseur de l’activateur moyennant le bouton CONFR (STEP COLD) 10. déchargement de catalyseur (STEP DISCH) 11. finalisation du cycle (STEP FINAL) 12. passer de nouveau à mode manuel (STEP INIT) Après chaque cycle d’activation le superviseur doit ré-initier la programme moyennant le bouton RESET. 1. vérification initiales (STEP INIT) : Avant procéder à un cycle d’activation de catalyseur il faut vérifier les ponts suivants : •

vélocité supérieur à la vélocité minimum de l’air de fliudication établie (0.015 m/s , équivalent à28 kg/h approximativement moyennant FIC-44066 (alarme FALL non allumée). • Préchauffeur air d’activation 360-422 en opération. Pour démarrer, on le placer en mode ‘manuel’ à0%, et augmenter doucement l’output jusqu'à 100. Augmenter doucement le set point en mode ‘auto’ jusqu'à 150÷200°C. • cycle de nettoyage air interne activateur « 350-423 » et filtre air externe activateur »350424 », activés. • Trompe soufflante combustion activateur 050-422 mise en fonctionnement en suit que le damper a la sortie est 75% de l’ouverture approximatives. • Fourneau de l’activateur 360-421 allumé (bouton d’arrêt d’émergence HS-43228 non allumé). Démarrer en mode « manuel » en maintenant une ouverture de la soupape de gaz nature à la moins de20% . après avoir stabilisé la température, maintenir en mode 3auto un set point de 150÷200. En ce moment, le système est préparé pour réaliser l’activation du catalyseur et c’est possible de procéder à initier le cycle d’activation en appuyant sur le bouton START.

2. sélection de la recette et chargement de paramètres dans le SCD (STEP PRESC) L’opérateur doit sélectionner la recette correspondante au type du catalyseur et du polymère qu’on veut produire et il doit appuyer sur le bouton REC-CONFR pour charger les paramètres opératoires du cycle d’activation 5rempérature, vélocité de, fluidcation, rampes de chauffage et refroidissement). 3.établir le débit min de gaz de fluidication (STEP FLUID) Le programme ouvre la soupape YV-42066 (l’alimentation d’air) et il ferme la soupape YV42065(alimentation de nitrogène) 15 secondes plus tars, ensuite il fixe la vélocité de fluidication dans la valeur min indiquée dans la recette avecFIC-44066.si le débit min de gaz et établie (différence entre le set point el valeur réelle moins de 10%) et s’il se trouve entre 28 et 100 kg/h, on passe à l’étape suivante . 4. préchauffeur de l’activateur de catalyseur 950-423 (STEP PREH) Rapport de fin de formation

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En suit, le cycle commence l’étape du préchauffage du système d’activation de catalyseur jusqu’une température de 260°. Le programme met les contrôleurs TIC-47089 A (température de sortie du préchauffeur air d’activation 360-422) et TIC-47089A (température de l’activateur 950-423) en position de « automatique » ,et TIC -47083 B (température de bruleur)en postions « cascade ». les set points des contrôleur TIC47094A et TIC-470089A vont être augmentés, selon les rampes préétablie dans le système de contrôle distribué (11.1°C/minute). Le programme maintiendra constante la vélocité de fluidication et il diminuera le débit massique d’air en augmentant la température pour compenser le changement de la densité de gaz .quand la valeur mesurée de TIC-47094A (sortie pré-réchauffeur air d’activation 360-422) est supérieure à205°C, et la valeur mesurée 232°C, le cycle passe à la phase suivante 5. vérification des conditions de chargement (STEP COND) : Avent d’autoriser le chargement du catalyseur dans l’activateur catalyseur,950-423, le système de contrôle vérifie les paramètre suivants : • Pression d’air par-dessus de la valeur minimum (PSL-46169, set point 0.35kg/cm2) • Soupape d’alimentation d’air ouvert et bouts de course indiquant l’ouverture (YV42066, ZLO-42066). • Soupape d’alimentation de nitrogène fermé et bouts de course indiquant la fermeture (YV-42065, ZLC-42065) • Déviation du débit de gaz dans la limites permises (+/- 10% du set point du FIC44066) • Débit de gaz est supérieur a la valeur min de la vélocité de fluidication (FIC-44066) • La température du gaz à la sortie de pré chauffeur air d’activation 360-422, se trouve dans la limites permises (+/- 15 °C du set point du TIC-47094 A) • Pression de gaz se trouve dans les limites permises (valeur min 0.07kg/cm2 , set point du PSL-46170 et valeur max 0.7kg/cm2, set point de PSH-4617B) • Température de sortie de gaz de fourneau de l’activateur, 360-421 n’est pas haute (max 10°C par-dessus du set point du TIC-47083B) • La température de sortie du filtre air interne activateur .350-423, n’est pas haute ( max 10°C par-dessus du set point du TI-47097) Si l’une des conditions décrites ci-dessus n’est pas réalisable, le programme ne permet pas l’ouverture de la soupape YV-42078 situé la sortie du dépôt de chargement catalyseur activateur ,950-422. 6. chargement de catalyseur à l’activateur 950-423 (STEP LOAD) : Quand toutes les conditions de chargement sont réalisables, le programme ouvre de forme automatique la soupape YV-42078 et le catalyseur se charge par gravité à l’activateur 950423. Dans le cas ou le déchargement ne se produit pas, il est possible d’appliquer une légère surpression de nitrogène dans le dépôts chargement catalyseur activateur,950-422, moyennant PVC-46192. Dans ce cas dernier if faut réaliser la manœuvre avec beaucoup de précaution afin d’éviter la pressurisation excessive du système. Le cycle continue quand l’opérateur a confirmé le chargement au système, moyennant le bouton HS-43228 « CATALYSEUR CHARGE » Rapport de fin de formation

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7. chauffage (STEP HEAT) Apres avoir chargé le catalyseur à l’activateur, le programme ferme la soupape YV-42078 et il augmente la vélocité de fluidication (FIC-44066) jusqu'à la valeur déterminée dans la recette. Le programme maintient cette vélocité dans l’activateur toute en diminuant le débit de gaz pendant le chauffage. Ensuit, il faut chauffer le lit avec la vélocité de rampe de chauffage1 (TIC47089B) Jusqu'à 400°C. le programme génère à la sortie du préchauffeur une rampe de chauffage (TIC-47094A) 30°C par-dessus du set point de la température du lit TIC-74089A, afin d’amortir le bout de la rampe de chauffage. Finalement, le cycle augmente la température avec la rampe de chauffage 3 (TIC-47089 B), jusqu'à ce que le set point arrive à la température final de l’activation. 8. maintenance de la température d’activation (STEP MAINT) Pour réaliser l’activation du catalyseur, c’est nécessaire de maintenir la température d’activation (TIC47089 B) pendant la période de temps établie dans la recette. Le tems et la température sont les variables principales pour produire les différents catalyseurs, lesquelles produisent à leur tour les différents polymères de polyéthylène. En général, une température plus haute et un temps d’activation plus prolongé produisent un potentiel plus élevé de l’indice de fluidité et de productivité du catalyseur. En utilisant les différentes combinaisons de temps et de température, il est possible de produire des variations de catalyseur en employant le même catalyseur de base (sans activer). Quand le set point du contrôleur de la température d’activation (TIC-47089 B) atteint la valeur d’activation, il faut mettre en fonctionnement le compteur de temps. Quand le temps de maintenance de la température d’activation s’achève, le programme passe à l’étape suivante. Si la température d’activation incrémente plus de 15° par-dessus de la température prévue, l’alarme « ACTIVATEUR TEMP FAIL » se génère dans le tableau de messages (point ACTIVATI). Si automatique à mode manuel (STEP INIT) et il indique « ACTIVATEUR TEMP GO OUT » dans le tableau de messages. 9 .Refroidissement, purge avec nitrogène et déchargement (STEP COLD) •

refroidissement

Après avoir conclu le temps d’activation, le programme d’activation commence l’étape de refroidissement, conformément à la rampe de refroidissement établie dans la recette. Le programme génère à la sortie du prés- réchauffeur une rampe de refroidissement (TIC-47094A) 100°C inferieur à le set point de la température du lit TIC-47089A. il faut maintenir la vélocité de fluidification au niveau de la valeur d’activation pendent le refroidissement. Quand le lit se refroidit jusqu’une température de 350°C, le programme ouvre l’alimentation de nitrogène moyennant l’ouverture d’YV-42.65 et il ferme Rapport de fin de formation

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Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation de catalyseur et leur amélioration

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l’alimentation d’air après avoir atteint un set point inferieur à 343°C dans le lit de l’activateur (TC-47089A). •

purge avec nitrogène

la purge avec nitrogène se réalise pendant 45 min, en maintenant la vélocité de fluidification, l’activateur se refroidit jusqu’une température de 260°C (TIC-47089B). le programme maintiendra constant la vélocité de fluidification il augmentera le débit massique de nitrogène en diminuant la température afin de compenser le changement de la densité de gaz. Si on l’utilise le catalyseur 963 Tergel, il faut déterminer la vélocité de fluidification conformément à l’expérience de champs pour éviter la formation de ponts qui rendent difficile le déchargement. •

Déchargement

Afin de rendre inerte la trémie de déchargement catalyseur 950-424 A÷O, le programme pressurise et dépressurise l’équipement 10 fois avec nitrogène moyennant une procédure séquentielle : - Ouvre la soupape de nitrogène YV-43514. - Attend jusqu'à ce que la pression atteigne le set point du PSH-46188(set point 2.8kg/cm2g) - Ferme la soupape de nitrogène YV-43514. - Une fois fermée, ouvre la soupape de dépressurisation KV-43515. - attend jusqu'à ce que la pression atteigne set point du PSL-46190(set point 0.03 kg/cm2g). - fermer la soupape de dépressurisation KV-43515.

10. Déchargement De Catalyseur (Step Disch) Après avoir terminé le processus d’inertie, l’opérateur doit prendre note. L’opérateur de champ ouvre la soupape extérieure de déchargement et la soupape intérieure dans la grille distributrice de gaz, moyennant la manivelle située dans la partie inférieure de l’activateur catalyseur, 950-423. Après avoir terminé le déchargement, l’opérateur ferme les deux soupapes et il prend du poids de catalyseur chargé et du numéro de la trémie de déchargement catalyseur, il faut souffler la manche avec la soupape de2’’ de déchargement de l’activateur de catalyseur.950-423 fermée (action à réaliser par l’opérateur de champs). Une fois finalisée cette opération, l’opérateur confirme la finalisation du déchargement en appuyant sur le bouton CONFR dans le système de contrôle distribué. Le programme pressurise la trémie de déchargement catalyseur 950-420A÷O à une pression de 2.8kg/cm2g(moyennant l’ouverture de KV-43514 jusqu’à ce que s’atteint le set point du PSH-46188, en suit, le nitrogène se ferme) et la soupape d’air à l’activateur catalyseur, 950423, et15sec.apés avoir le nitrogène se ferme, YV-42065.

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Chapitre III : La catalyse et le cycle d’activation de catalyseur et leur amélioration

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11. Fin Du Cycle A la fin du cycle, le programme fixe la vélocité de fluidication à 50% de vélocité de fluidification min les contrôleurs et les soupapes suivants passent de contrôle automatique à contrôle manuel : • FIC-44066, control de débit de gaz de fluidification • TIC47089B, contrôle de température de l’activateur, 950-423 • TIC-47094A, contrôle de température sortie pré-réchauffeur air activation 360-422 • YV-42066, soupape alimentation air • YV-42065, soupape alimentation nitrogène. Pour éliminer les possible restes de catalyseur dans le système de chargement (dépôt de chargement catalyseur activateur, 950-422 et lignes annexes de l’activateur, on utilise le système de chargement de catalyseur pour réaliser un soufflage avec air d’usine avec une pression de 0.35kg/cm2g. néanmoins, dans ce cas, le vide ne se crée pas dans le dépôt de chargement de catalyseur activateur.950-422 avec l’éducteur chargement catalyseur 160-421. On utilise une pression positive au lieu d’une pression négative dans le dépôt chargement catalyseur 950-422, tandis que la soupape YV-42078 se maintient ouverte. Pour ramasser les restes du catalyseur il faut connecter un bidon de déchargement de résidus au système. Recommandation : La respections de ces instructions d’opération du cycle d’activation de catalyseur produite une parfaite amélioration du cycle ce qui produit une bonne réaction de polymérisation du PEHD. Cette opération est vraiment facile et simple mais au même temps très délicat car le taux de conversion de l’éthylène lors la réaction de polymérisation est en fonction de succès de cette opération sont oublié la probabilité de non déclanchement de la réaction de polymérisation.

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Chapitre VI :SECURITE DANS CP2/K

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Chapitre VI : SECURITE DANS CP2K

Le monde industriel, étant un milieu où l’homme et la machine sont en permanence en contact, fait de lui un milieu qui présente un certain nombre de dangers, soit pour l’homme ou l’équipement. Ces risques peuvent venir de plusieurs origines : nature des produits utilisés (inflammables explosifs, irritants, brûlants, …) ou la nature des équipements manipulés (installations électriques ou mécaniques, tuyauteries, …), en plus ils peuvent avoir une origine humaine (erreurs de manipulation, de control, intervention dans des conditions de haut risque, intervention d’éléments étrangers, …). Au sein du CP2K, la sécurité est prise en charge par un département spécial. Ce dernier supervise deux (02) services, qui se chargent d’appliquer toutes les mesures sur le terrain. Chaque service étant composé d’inspecteurs, de chefs de service, d’ingénieurs et des agents VI -1 : Système anti incendie : Concerne le réseau anti incendie et l’ensemble des accessoires liés qui lui sont : Réseau eau anti incendie : Canalisation souterraine annulaire de capacité 1200 m3, conçu en acier au carbone qu’est protéger contre la corrosion et l’agressivité du milieu par l’enrobage en bitume et à par la protection cathodique. • •

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a)- Pomperiez : Pompe jocky: C’est une pompe unicellulaire entraînée par un moteur électrique qui a pour rôle le maintien de la pression au niveau du réseau à 12 kg/cm2 et un débit = 62 m3/h. Motos pompes : Deux pompes centrifuges entraînées par des moteurs électriques et ne démarrent qu’en cas de chute de pression au niveau du réseau eau anti incendie. Debit =750m3/h Pression = 13 kg / cm2. Pompe diesel: Entraînée par un moteur diesel et ne démarre qu’en cas de rupture d’électricité, guidé par un groupe électrogène de secours. Débit = 1500m3/h et une pression = 13kg/cm2. NB : Les pompes de sécurité fonctionnent :En automatique, En Semi automatiques (à distance de la salle de contrôle process),En manuel au niveau local. b) Capacités de stockage : • Réservoir d’eau anti incendie (1ere source) de capacité 3400m3, qui assure une autonomie de 04h dans les conditions optimales d’utilisation à plein débit sur toutes les bouches d’incendie. • Réservoir d’eau dessalée (2ème source) de capacité 2006 m3. • Réservoir d’eau potable de capacité 250 m3. A noter que le réseau eau anti incendie est branché avec le circuit eau de mer. VI -2 : Moyens matériels mobiles : Le complexe CP2K dispose des moyens mobiles et tractables qui sont : • Camion mixte à mousse (eau – émulseur) de capacité respectivement 6000 et 2000 litres • Camion à poudre de capacité 2000 kilogrammes • Extincteurs tractables à poudre et au CO2 • Extincteurs portables à poudre et au CO2 Rapport de fin de formation

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Chapitre VI :SECURITE DANS CP2/K •

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Ambulance

NB : En plus des moyens sus cités, le complexe CP2K est conventionné avec la FIR et adhère aux différents plans d’organisations et d’interventions avec la protection civile, les autres complexes de la zone industrielle et les autorités. Plans d’intervention : POI : Plan d’organisation interne. PSI : Plan de sûreté interne. Organisations : OGCU : Organisation générale en cas d’urgence. ORSEC : Organisation régionale de la sécurité. PAM : Plan d’assistance mutuelle. VI -3 : Moyens humains : Personnel prévention, Personnel intervention, Personnel surveillance : •

Personnel prévention :

02 agents, un ingénieur et un technicien supérieur en sécurité industrielle. • Personnel intervention : 12 techniciens d’intervention répartis en quatre équipes de quart, le personnel intervention a été formée au niveau de L’IAP de Skikda (formation théorique) durant 18 mois, suivi d’un stage pratique pendant 03 mois au niveau du CPIK, complété par une formation pratique au niveau de POLYMED par des exercices de simulation et initiation aux moyens de lutte contre incendie.

• Personnel surveillance : 20 agents répartis en quatre équipes de quart au niveau des postes de contrôle. VI -4 : Système auxiliaire : Ce sont des systèmes fixes de détection reliés avec l’extinction automatique d’incendie. a) Système d’extinction automatique au CO2 : Ce système est installé au niveau des sous stations électriques N°1 et N°2 et ce afin de protéger les installations contre les incendies survenues par la suite : des courts circuits, des défaillances matériels, des surcharges électriques. b) Système d’extinction à poudre : Ce système est installé au niveau de la section de dilution du co-catalyseur TEA (tri-ethyle d’aluminium) car le mélange est pyrophérique (très inflammable) à une concentration supérieure à 12% dans l’air. c) Système d’extinction à mousse : L’unité à mousse est installée au niveau du bac de stockage héxène et des cigares d’isobutane. d) Système de détection de gaz :

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Chapitre VI :SECURITE DANS CP2/K

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L’usine est équipée d’un système de détection de gaz (explosimètre), les valeurs enregistrées seront indiquées sur les tableaux de contrôle process localisée pour exploitation et information du service sécurité. e)Système de détection de feu : L’usine est équipée d’un système de détection de feu (détecteurs de température, de fumée et infrarouge). Ces détecteurs sont installés au niveau des points sensibles de l’unité et à l’intérieur du magasin d’ensachage, les valeurs enregistrées seront reportés à la salle de contrôle process localisée pour (l’unité) et à la salle de veille sécurité pour (le magasin d’ensachage et locaux). f) Alarmes : Toutes les zones d’exploitations et locaux sont dotées d’alarme incendie allant du bouton poussoir jusqu'à l’extinction automatique et sont reliées à la salle de contrôle sécurité permettant par une intervention dans les meilleurs délais. e) Système anti –déflagrant (ADF) : Tous les équipements (machines, éclairage industriel …etc.) se Trouvant dans les zones (dangereuses) contenant les hydrocarbures sont dotés du système ADF ou de sécurité intrinsèques et ce afin d’éviter le contact des conducteurs avec les produits inflammables. f) Système de mise à la terre : Ce système ayant pour but la dissipation (décharge) du courant électrique vers la terre toute accumulation d’électricité statique et d’éviter ainsi tout incident d’origine électrique.

g) Paratonnerres : Ce système est installé au niveau des hauteurs des différentes structures métallique de l’unité et bâtiments (en hauteur) afin de décharger les foudres vers terre.

h) Contrôle réglementaire des équipements soumis : L’usine dispose d’un service inspection qui s’occupera d’à plein temps des visites périodique des équipements de procédé (soupapes, colonnes, ballons, tuyauterie …) et procédant à leur réprouves décennales en présence de la sécurité et d’un organisme agrée extérieure à l’usine.

i) Procédures de travail : L’inspecteur prévention sera chargé de veiller : Au respect des consignes de sécurité De procéder à des mesures d’ambiance dans les lieux de travail (oxygénomètre et explosimètre). De délivrer les autorisations de travail : après avoir pris les mesures de sécurité nécessaires pour accomplissement de l’intervention sans risques. Permis de feu : pour les travaux à chaud. Rapport de fin de formation

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Chapitre VI :SECURITE DANS CP2/K

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Autorisation de travail : pour les travaux à froid Autorisation de radiographier : utilisation des sources radiographiques (pour les tests de pénétrations) des soudures. Permis de fouille : pour les travaux d’excavations. Permis de pénétration : pénétration dans les enceintes ayant contenues des produits chimiques.

VI -5: Moyens de communication et alerte : Le complexe PEHD, dispose des moyens suivants : De talkies-walkies pour les responsables de la sécurités, les techniciens d’intervention et les postes de garde. Du téléphone au niveau de tous les bureaux, du site de l’unité et prochainement au niveau des guérites. Des boutons poussoirs répartis à travers l’unité, locaux et prochainement au niveau des guérites.

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Les événements vécus

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Les évènements vécus au niveau de l’unité de PEHD : Janvier : -

Préparation du démarrage de la réaction (opération shocking)

-

Démarrage de la réaction.

-

Arrêt de réaction a cause de haut stock de poudre ; et bouchage réacteur

Février : -

Démarrage de l’unité

-

Arrêt de la réaction a cause de haut stock de la poudre ; blocage des soufflantes de transport de la poudre.

-

L’extrudeuse en marche.

Mars : -

Plusieurs tentatifs de démarrage sans résultats à cause de bouchage des doseurs de catalyseur

-

Démarrage de la réaction

-

Démontage des pates de décantations

-

Fuites au niveau de pompe réacteur

-

Des tests pour la pompe réacteur

Avril : -

Démarrage de réaction

-

Perte de la réaction encore une fois a cause de bouchage des doseurs de catalyseur

-

L’extrudeuse en marche

Mai : -

Plusieurs arrêts volontaires de la réaction

-

Démarrage de la réaction

-

L’extrudeuse en marche

Juin : -

Perte de la réaction a cause de d’une défaillance du kill système

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Les événements vécus

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Démarrage de la réaction

-

Arrêts volontaire de la réaction a cause de bas niveau de l’éthylène

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L’extrudeuse en marche

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Juillet : -

Unité en arrêt à cause de manque d’éthylène

Le complexe est en arrêts à partir de mois d’aout 2016.

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conclusion

SONATRACH/IAP 2017

Conclusion :

Les responsables de complexe CP2/K et les responsables d’IAP de skikda sont été persévérants de verser une attention particulière durant toute la durée de cette formation afin de réussir cette promotion spéciale de formation des techniciens spécialisés organisé pour faciliter et accélérer notre intégration professionnelle.

C’été une très idéale idée de prolonger la durée de formation de deux année au lieu d’une pour les technicien spécialisés et de programmer une durée de 20 mois de cette durée pour l’apprentissage au niveau de complexe d’affectation (CP2/K).

les objectifs principales réalisées pendant cette formation est d’entrer dans le monde du travail par un premier contact avec le personnel, et de découvrir et d'expérimenter dans le quotidien le fonctionnement de l’entreprise avec ses politiques, ses valeurs, son vocabulaire et se représenter à chaque structure et de familiariser avec leurs rôles et travail d’équipe est; sans oublier le rôle de IAP qui facilite les acquis intellectuels et théoriques dont on peu comprendre l’explication scientifique du problème, et avoir gérer les problèmes de leur coté expérimental.

Un sentiment de chargement positive pour mieux donner et pour bien travailler je viens de sentir à la fin de cette formation et une bonne motivation sera restée toutes les longes des années arrivées au sien de la société mondiale SONATRACH inchallah.

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Références bibliographiques

•

Manuel opératoire cp2/K

•

Décision N° : AVL-A-288 du 16 janvier 2012, portant Organisation du Complexe CP2/K

•

Catalyse par les métaux, Pierre Gallezot, Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon – 2007

•

Catalyse hétérogène, Daniel CORNET, Techniques de l’ingénieur - Doc. J 1 250 − 2