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Utilités et traitement
des eaux
│ ANKIK Soraya
│ IAP 2020

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Programme
• Chapitre 01: Différents réseaux d’utilités
Production des differentes utilités: l’eau, la vapeur, l’air, l’azote …
• Chapitre 03: La chimie des eaux
Paramètres à connaitre de l’eau
L’équilibre calcocarbonique
Etude du comportement de l’eau
• Chapitre 04: Traitement des eaux de process
Traitement des eaux de Chaudière
Traitement des eaux destinées à alimenter les tours de refroidissement
• Chapitre 02: Généralités sur l’eau
La répartition de l’eau, son utilisation, ces propriétés
Eau de process
• Chapitre 06:Traitement des eaux résiduaires
Traitement des eaux résiduaires industrielles
Traitement des boues et de l’air
• Chapitre 05: Dessalement de l’eau de mer
Les techniques de dessalement: distillation, osmose inverse, électrodialyse
Utilités et traitement des eaux/ Avril 2020 / IAP

Chapitre N° 01
Différents réseaux d’utilités

Introduction
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Une utilité est une unité de production et de distribution d’un
fluide énergétique utile à plusieurs lignes de production. Elles sont
nécessaires au bon fonctionnement des unités de traitement de
brut, de gaz, de raffinage …. Ces fluides sont appelés utilités ou
fluides auxiliaires.
Eau potable, eau de refroidissement, eau déminéralisée, eau incendie, la vapeur
d’eau, l’air de service, l’air instrument, l’azote, l’électricité, certains d’autres fluides
tels que : produits chimiques (soudes, acides, inhibiteur de corrosion…) sont aussi
considérés comme des utilités.

Introduction
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La fourniture de ces utilités répond à trois critères principaux:
 Sécurité permanente des unités de fabrication.
 Constante de la qualité des fluides distribués.
 Production au moindre cout.

Principaux modes de production des utilités
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L’eau utilisée en usine peut être approvisionnée à partir de différentes sources. Les
plus fréquemment utilisées sont:
 L’eau de forage (nappes phréatiques, eau fossile).
 L’eau de rivière, de mer
 L’eau de la ville.
L’utilisation requiert des qualités bien différentes suivant qu’il s’agit:
 D’eau d’alimentation d’une chaudière qui nécessite une déminéralisation
poussée,
 D’eau de réfrigération pour laquelle une filtration et une simple addition de
produits chimiques est suffisante
 L’eau du réseau incendie .
Par ailleurs, une installation industrielle doit assurer le traitement de l’ensemble des
eaux résiduaires avant rejet, eaux constituées des eaux de procédés, eaux de
purges, eaux pluviales,…
1- L’eau

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2- La vapeur
La vapeur distribuée peu provenir:
 Des chaudières de la centrale thermique
 Des chaudières mobiles
 Des gaz d’échappement des turbines à gaz
 Des fumées de récupération du FCC
 D’achats à l’extérieur du site.

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Son utilisation
-Vapeur de procédé: vapeur de stripage, vapeur de vapocraquage
-Vapeur de réchauffage : échangeurs de procédés, rebouilleur de fond de colonne
-Vapeur motrice: utilisée dans les turbines à vapeur
-Vapeur d’auxiliaires: vapeur de ramonage, préchauffage de l’air de combustion
-Vapeur d’atomisation: utilisée dans le FCC
-Vapeur de sécurité: vapeur d’étouffement des fours, dégazage-inertage des
circuits hydrocarbures

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Trois niveaux de pression de vapeur dans l’usine
 la vapeur HP: 45 à 60 bars en raffinage, 80 à 110 bars en pétrochimie
(turbines de grandes puissances)
 la vapeur MP: 12 à 25 bars (turbines de grandes puissances, utilisation
process et le réchauffage)
 la vapeur BP: 2 à 5 bars (pour utilisation process, réchauffage)

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Exemple de réseau de vapeur
Document IFP

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3 - Air comprimé
On distingue deux catégorie d’air comprimé: l’air de service et l’air instrument.
 L’air instrument est utilisé pour faire fonctionner:
- les vannes PCV, LCV, FCV…
- les transmetteurs pneumatiques FT, PT, LT et PDT
Il doit être sec et exempt d'huile et de poussière.
 L’air de service est généralement utilisé pour:
- le nettoyage des installations
- la ventilation pour le personnel lorsqu’il accède à des milieux confinés.
Il n’est pas nécessaire de sécher l’air de service.

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3 - Air comprimé
Manuel UTBS-Hassi Messaoud

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3 - Air comprimé
Séchage de l'air instrument
Le package de séchage comprend:
 Deux sécheurs (un en service et l'autre en régénération) à base d’alumine ou de
tamis moléculaire.
 Filtres avant les sécheurs (permet de retenir les particules solides ainsi protéger les
sécheurs).
 Filtres finisseurs afin d'éliminer les particules du sécheur entrainées.
 Un analyseur d'humidité.
La régénération se fait par dépressurisation, chauffage, évacuation, refroidissement et
pressurisation.

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3 - Air comprimé
Séchage de l'air instrument
Document IFP
instrum
ent

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3 - Air comprimé
La qualité demander de l’air instrument
 L’air instrument doit être sec (exempt d’humidité), parce qu’il peut causer:
-Rouille et corrosion des canalisations du système d’air comprimé.
-Détérioration des servo des vannes.
-Mauvais fonctionnement des appareils de mesure et de contrôle.
 L’air instrument doit être pure au point de vu des particules solides qui
peuvent s'amalgamer avec l'humidité pour former des dépôts pâteux dans
les coudes des fins lignes qui amènent l'air aux vannes automatiques et les
transmetteurs.

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3 - Air comprimé
La qualité demander de l’air instrument
 La troisième qualité recherchée est l'absence d'huile, car mélangée à la
rouille elle forme une pâte qui cause le bouchage des orifices des relais
pneumatiques.

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4 - L’azote
L’azote est généralement utilisé pour:
- L’inertage des bacs de stockage, des ballons et autres capacités
- L’inertage des équipement et conduites lors du démarrage ou d’arrêt
- Gaz de barrage dans les compresseurs
- Maintenir sous pression avec de l'azote dans les bacs de stockage et les ballons
- Fournir du gaz d'étouffement pour les fours
- Séparation par adsorption
- Séparation membranaire
- Distillation fractionnelle cryogénique
L’azote industriel peut être produit par

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4 - L’azote
Technique de l’ingénieur

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4 - L’azote
Dans le processus d’adsorption, on trouve:
- des filtres pour éliminer les graisses et l’eau.
- Sécheur à base de tamis moléculaires carbonés CMS (une en production
d’azote et une seconde en dépressurisation vers atmosphère).

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4 - L’azote

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4 - L’azote
Une unité à membranes est constituée de:
 Filtres déshuileurs
 Filtres à particules
 Membranes
 Ballon de stockage d'azote
 Réseau de distribution

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4 - L’azote
Document IFP

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4 - L’azote
Compresseur
Air
Package de
Séchage d’air
Echangeur
Azote
liquide
Distillation
fractionnée
Refroidissement
de l’air
Compression de
l’air
Purification de
l’air

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4 - L’azote
La distillation cryogénique de l’air comprend:
- Une filtration et compression d’air.
- Purification d’air dans le package de séchage (séchage et filtration).
- Refroidissement d’air (via l’expander, échangeur à plaque ….).
- Distillation de l’air dans une colonne de distillation cryogénique (production de
l’azote liquide).

Niveau de pureté d’azote en fonction du procédé utilisé

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Tamis moléculaires
Exemple de production d’air et d ’azote du complexe ZCINA
Manuel ZCINA Hassi Messaoud

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Séparateur cyclone et Filtres
coalesceurs
Exemple de production d’air et d ’azote du complexe ZCINA
Manuel ZCINA Hassi Messaoud
Membranes

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Production d’air comprimé du complexe Rouad Nous
Manuel opératoire Roud Nous (RNS)

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Production d’azote du complexe Rouad Nous

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5- Fuel gaz
Le système de gaz combustible est constitué essentiellement de méthane et de
éthane. Il provient de différente source de l’usine, comme exemple:
- colonne de stabilisation de brut
- du gaz de vente
- du système de compression
Le système de gaz combustible fourni deux niveaux de pression: haute pression
(HP) et basse pression (BP).
La HP les turbines et la pressurisation (des sphères).
La BP fours, le balayage, le gaz tampon (pour les réservoirs de stockage off
spec) et réseau torche.

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5- Fuel gaz
Le système de gaz combustible comprend les principaux équipements suivants:
- Ballons séparateurs de gaz combustible HP et BP muni d’un débrumiseur qui
agglomère les petites gouttelettes de liquide pour les séparer du gaz.
- Des filtres coalescer pour éliminer les particules solides.
- Réchauffeur de gaz combustible (sert à surchauffer le gaz pour éviter la
condensation).

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Production du fuel gaz du complexe Rouad Nous

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6- Electricité
- L’énergie électrique est fournit soit au niveau de l’usine par des turbines à vapeur
ou à gaz, soit acheter au niveau de Sonelgaz ou une autre centrale privée.
- Une centrale de secours est installée, elle comprend un groupe de secours.
- Une source de sécurité existe aussi, elle provient des batteries, qui assure
pendant une durée déterminée l’alimentation des consommateurs de faible
puissance (alarme incendie, l’éclairage d’évacuation…).

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6- Electricité
Le but de l’installation de distribution électrique est d’alimenter en énergie
l’ensemble des récepteurs électrique de l’usine, en répondant aux critères suivants:
- Assurer la continuité de fonctionnement des installations, en réduisant de mieux
les coupures de courant.
- Respecter les sécurité des personnes et des biens (éclairage …).
- Permettre la maintenabilité des matériels, en autorisant des coupures et des
isolements partiels et sélectifs de portions de l’installation.

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6- Electricité
Une installation électrique comprend trois parties:
- la génération qui fournit à l’usine le courant électrique (alternateur).
- la distribution qui assure la répartition ou la transformation en une tension
utilisable de l’énergie électrique (transformateur).
- les consommateurs qui utilisent cette énergie (moteurs électrique, lampe
d’éclairage, résistance de réchauffage, informatiques…).

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6- Electricité
Production d’électricité par turbine à vapeur
https://slideplayer.fr/slide/1648192/

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6- Electricité
Cogénération par turbine à gaz
http://www.leseoliennes.be/economieolien/turbinegaz.htm

38
6- Electricité
Production d’électricité avec cycle combiné
https://slideplayer.fr/slide/1648192/

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