1. Dimensionnement d’une unité de désulfuration du pétrole brut
Projet de Fin d’Etudes
Pour l’obtention du
Diplôme National d’Ingénieur
en Sciences Appliquées et en Technologie
Sujet :
Dimensionnement d’une unité de désulfuration du pétrole brut
Réalisé par : Sonia ZIDI
Entreprise d’accueil :
SAROST
Responsable entreprise : M. Ezzeddine KACEM
Responsables INSAT : Dr. Hédi BEN MOHAMED
Mme. Fatma ELLOUZE
Année Universitaire : 2013/2014

2. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

3. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

4. Présentation de l’entreprise
Fondée en 1982, a été une entreprise étatique jusqu’à 1998, date à laquelle elle a été privatisée.
Comporte 5 divisions, parmi lesquelles l’OPFM (Offshore Projects & Facilities Management).
Gère le développement du gisement offshore « Halk El Menzel » .
FSO « THAPSUS »
plate-forme mobile de forage et de production
“Jawhara 5”

5. Introduction Santé Raffinage Prix de vente du pétrole
Pétrole des sources d’énergie mondiales les plus importantes (carburant, électricité…)
mélange variable d’hydrocarbures (C, H) + atomes :Oxygène, Azote,
Soufre
Pétrole à faible teneur en soufre
< 0.5 % massique → DOUX
Pétrole à forte teneur en soufre
> 0.5 % massique → SULFURE
Pétrole brut à faible teneur en soufre
Santé
Raffinage
Moins de traitement et moins d’énergie
Prix de vente du pétrole

6. Introduction
Pétrole qu’exploite la SAROST est caractérisé par une teneur en soufre assez élevée
Proposer installer une unite de désulfuration de pétrole brut

7. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

8. Efficacité Rentabilité
Problématique
Efficacité
Rentabilité
Problématique n’est pas claire telle que présentée ici

9. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

10. Méthodes de désulfuration
Hydrodésulfuration:
(+) : méthode la plus commune, son processus est bien connu.
(-) : haute pression (34 bars), haute température (350°c), consommatrice d'hydrogène, faisable pour la désulfuration de pétrole léger→ cher
Désulfuration par extraction:
(+) : contenu chimique n'est pas affecté, processus est non complexe, basse température, faible pression.
(-) : limitée par la solubilité.
Désulfuration par adsorption sur solide adsorbant:
(+) : basses température et pression, processus non complexe.
(-) : limitée par la sélectivité de l’adsorbant, durabilité et capacité de l’adsorbant.
Désulfuration oxydative:
(+) : pression ambiante et des températures relativement basses, valable aux composés soufrés divers.
(-) : oxydants.

11. Méthodes de désulfuration
Avantages
Inconvenients
Hydrodésulfuration:
Méthode la plus commune
Son processus est bien connu
Haute pression (34 bars)
Haute température (350°c)
Consommatrice d'hydrogène
Faisable pour la désulfuration de pétrole léger
Désulfuration par adsorption sur solide adsorbant:
Basses température et pression
Processus non complexe
Limitée par la sélectivité de l’adsorbant
Durabilité et capacité de l’adsorbant
Contenu chimique n'est pas affecté
Processus est non complexe
Basse température
Faible pression.
Désulfuration par extraction:
Meme chose que le slide precedent
Limitée par la solubilité
Pression ambiante et des température relativement basses
Valable aux composés soufrés divers.
Désulfuration oxydative:
Utilisation des oxydants

12. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

13. Simulation du procédé
Composition chimique de notre pétrole brut à désulfurer:
Composition
% massique
% molaire
Nitrogène  -
0,03
Di-E-sulfides
1,52929 5,
H2S
0,017
0,15
Mercaptans
0,00006 0,
Carbone Dioxyde -
1,19
Méthane
0,09
Ethane
0,43
Propane
i-butane
n-butane
0,18
i-pentane
0,33
n-pentane
0,34
Hexanes
1,94
Heptanes
4,4
Octanes
5,6
Nonanes
3,05
Décanes
4,29
Undecanes +
71,
1,61% Teneur en soufre total
Pétrole brut sulfuré

14. Simulation du procédé Oxydation Régénération
Tu dois présenter le logiciel hysys avant de l’utiliser

15. Simulation du procédé
Choix de l’oxydant:
𝐻 2 𝑂 2

16. Simulation du procédé Choix du solvant d’extraction: Méthanol
Acétonitrile
Méthanol

17. 0,17% massique < 0,5 % massique
Simulation du procédé
Caractéristiques de notre pétrole après désulfuration:
0% de H2S
0,17% de sulfides
0,17% massique < 0,5 % massique

18. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

19. Dimensionnement Séparateur horizontal tri-phasique:
HH(mm)max
5833,68201
AE/A 0, 
0,9
dmax(mm)
6481,8689
d2.Leff(mm2.m)
4,22E+07
Procédure de calcul
Résultats de calcul
La méthode de Manning and Thompson:
Hauteur de la phase huile dans le séparateur : 𝑯 𝑯
Fraction de la section occupée par l’eau par rapport à la section totale : 𝐀 𝐄 𝐀
Hauteur fractionnaire de l’huile
Diamètre maximal : 𝒅 𝒎𝒂𝒙
Contrainte du la rétention des liquides (combinaison entre d et Leff)
Longueur seam-to-seam (du bout au bout)
Meilleure combinaison entre diamètre et longueur: 3 < 𝑳 𝒔𝒔 𝒅 < 5

20. Dimensionnement Dimensions de calcul manuel d: diamètre (m) 2,6
d(in)
d(mm)
Leff.liq
Lss.liq
Lss/d (liq)
H(mm)
59,
1500
1,88E+01
2,03E+04
1,19E+01
1350
66,
1700
1,46E+01
1,63E+04
9,59E+00
1530
74,
1900
1,17E+01
1,36E+04
7,15E+00
1710
82,
2100
9,57E+00
1,17E+04
5,56E+00
1890
86,
2200
8,72E+00
1,09E+04
4,96E+00
1980
90,551181
2300
7,98E+00
1,03E+04
4,47E+00
2070
94,
2400
7,32E+00
9,72E+03
4,05E+00
2160
98,
2500
6,75E+00
9,25E+03
3,70E+00
2250
102,362205
2600
6,24E+00
8,84E+03
3,40E+00
2340
106,299212
2700
5,79E+00
8,49E+03
3,14E+00
2430
110,23622
2800
5,38E+00
8,18E+03
2,92E+00
2520
Dimensions de calcul manuel
d: diamètre (m)
2,6
H : hauteur du liquide (m)
2,34
Lss : longueur seam-to-seam (m)
8,49
Dimensions par HYSYS
2,71
2,01
8,92

21. Diamètre de la colonne : DC (m) Hauteur de la colonne : H (m)
Dimensionnement
Colonne de distillation:
Procédure de calcul
Résultats de calcul
La méthode de Fair et Mathews :
Détermination du flux de la phase liquide non évaporée: Flv 
Calcul de l’encorgement : Csb
Vitesse de gaz rapportée à l’aire nette à l’engorgement: 𝐔 𝐍 𝐞𝐧𝐠
Vitesse opératoire du gaz rapportée à l‘aire nette: 𝐔 𝐍 𝐨𝐩𝐭
vitesse du gaz rapportée à l‘aire totale: 𝐔 𝐓 𝐨𝐩𝐭
La section de la colonne: AT => diamètre de la colonne : 𝐃 𝐂
hauteur de la colonne : H
Dimensions par calcul
Diamètre de la colonne : DC (m)
1,1
Hauteur de la colonne : H (m) 3
Dimensions par calcul
1,5
2,7

22. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

23. Prix de vente total (USD)
Etude économique
Prix de vente de pétrole:
Période d’exploitation : 3 ans
Production estimée :7  barils
Pétrole non désulfuré
Pétrole désulfuré
Quantité (baril)
Quantité (baril) 7 
Prix unitaire (USD)
99.98
110.97
Prix de vente total (USD)
 279.40
Prix de vente total (USD)
 749.10
Gain estimé
USD

24. Etude économique
Evaluation financière du projet:
CAPEX
OPEX

25. Coût des solutions chimiques
Etude économique
Total CAPEX $
Coût des solutions chimiques
,08 $
Coût de l’énergie
,85 $
Opérateurs $
Total OPEX $
Coût total de notre projet : $

26. Etude économique Evaluation financière du projet:
Pour le premier mois de forage, le résultat net est le plus faible. A partir du deuxième mois les bénéfices deviennent supérieurs aux dépenses.

27. Etude économique Projet rentable:
=> Pourcentage de rentabilité est de 24.08% au cours du premier mois.
=> Pourcentage de rentabilité dépasse les 50% à partir du deuxième mois.

28. Introduction
Problématique
Méthodes de désulfuration
Simulation du procédé
Dimensionnement
Etude économique
Conclusions et perspectives

29. Conclusions et perspectives
Notre projet de désulfuration est:
Efficace.
Rentable (rentabilité atteint même les 50%).
La différence entre le prix de vente de pétrole soufré et celui désulfuré:
* Compense les dépenses de notre projet.
* Génère des bénéfices de l’ordre de 44 454 224,77$.
Tu ne presentes que la partie economique dans la conclusion. Il faut mettre ce que tu a fait (choix du procédé, simulation dimensionnement..) et finir par la partie economique

30. Etude économique
Etude cinétique des réactions afin de pouvoir choisir le type de réacteur adéquat.
Recherche plus approfondie avec les fournisseurs afin d’évaluer précisément le coût du projet.
Titre faux. C’est plutôt perspectives

31. Merci
Pour
Votre
Attention