1. ST40 – A2014
Technology Review on Oil Heavy Residues
(OHR) and OHR Emulsions Storage and
Handling
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Hassan HALLAL
Département Génie Mécanique et Conception
Suiveur en entreprise : Damien BAUMANN
Suiveur UTBM : Omar EL-KEDIM

2. Sommaire
Titre de la présentation
Titre suite
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Visuel à remplacer
et a mettre en lien
avec votre sujet de stage
1. Le groupe ALSTOM
2. Le sujet du stage
3. Recherche d’information
4. Revue de littérature « Technology Review for OHR and OHR
Emulsions Storage and Handling »
5. Rédaction des spécifications des équipements des tanks de stockage
de l’OHR et l’émulsion de l’OHR
6. Les apports du stage
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1

3. Alstom Thermal Power STEAM
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Steam
Plant
Boiler
ECS
Steam
turbine
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Pompe :
Plant
Condenseur :
Plant
Transformateur :
Plant
Chaudière :
Boiler
Turbine à
vapeur :
Steam
turbine
Traitement des Fumées :
ECS
2
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4. Présentation du sujet de stage
Problématique: Demande clients pour bruler de nouveaux combustibles
« liquides »
Sujet: Stockage et manipulation du résidu de la distillation sous vide du
pétrole
Solution envisagée:
1) Oil Heavy Residues (OHR similaire au Bitume)
2) Emulsion de l’OHR dans l’eau
Etat initial du projet:
Calcul de combustion faite par Boiler + Essai de combustion + documents
dans la base de données ALSTOM
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3
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5. Recherche d’information
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4
Recherche
d’information
Internet
Emulsion
d’OHR
OHR
Contact
avec des
fournisseurs
Données
propriétaires
ALSTOM
Visite de
fournisseur
5%
10%80%
5%
Solution possible
pour :
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Synthèse d’information dans la revue de littérature

6. Organisation de la Revue de Littérature
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5
1 - Crude Oil
Refinery
2 - Existing
Technology
Overview
3 - OHR 4 - Emulsified OHR
5 -
Recommendations
Les tanks de
Stockage
Les Systèmes
de Chauffage
Les pompes
de transfert
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Exemple de technologies
étudiées :

7. • Fond du baril de la distillation sous
vide du pétrole brute
• Les produits légers et
intermédiaires sont retirés
Le combustible étudié
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6
Utilisation conventionnelle:
• Asphalte
• Fiouls lourds
Propriétés du combustible:
• Viscosité élevée (10 000 - 200 000 cSt à 50°C)
• Impuretés chimiques
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8. Second cas de figure du combustible
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Emulsion de l’OHR dans l’eau:
• L’eau en phase externe
• Réduire la viscosité
• Fluide non-Newtonien (sensible
au cisaillement)
Préparation:
• Eau + OHR + Surfactant
• Mélange
Paramètres à
considérer:
• Température
• Proportion des 2
phases
• Type de surfactant
• Tailles de gouttes
• Viscosité
Expérience
industrielle:
Orimulsion
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9. Tank de stockage
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8
Les paramètres
dominant le choix:
• Flash point
• Pression de vapeur
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Tank à toit fixe Tank à toit flottant
Interne
Tank à toit flottant
OHR Emulsion d’OHR
Tank à toit fixe Tank à toit fixe
Similaire au stockage du
Bitume
Similaire au stockage des
fiouls lourds
Open /Free vents Open/Free vents Frangible
roof-to- shell attachment
Stockage journalier Stockage de 45j

10. Pompes de transfert
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9
Les pompes
de transfert
Pompes
Centrifuges
Pompes
Réciproques
Pompes à
vis
Pompes à
trois vis
Pompes à
deux vis
Les paramètres dominant le choix:
• Viscosité
• Pression
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11. Pompes de transfert
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OHR Viscosité
Importante
Pompes à Vis
Emulsion d’OHR Sensibilité au
cisaillement
Pompes à Vis
Les pompes à vis:
• Longueurs des vis
• Nombre des vis
• Nombre des tarauds par vis
Contrôle de la
Pression de
transfert
Exemples de Fournisseurs étudié:
• LEISTRITZ Pumps
• WAREN Pumps

12. Systèmes de chauffages
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11
Les systèmes
de chauffage
Chauffage de
tank
Chauffage de
ligne de
transfert
Les paramètres dominant le choix:
• Viscosité
• Stabilité physique
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13. Norme
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12
Sécurité
HCIS
API
NFPA
• API 650: Construction des tanks
• API 2000: Ventilation des tanks
• NFPA 30 et NFPA 11: Protection contre
les risques d’incendie
• HCIS: Norme Saoudienne
Exemple:
• Epaisseur des tanks
• Nombre de boite à mousse
• Taille d’enceinte secondaire
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14. Résultats
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Oil Heavy Residues Remarks for OHR
Emulsified Oil Heavy
Residues
Remarks for
emulsified OHR
Typical storage
technology
Fixed roof tank
High Flash Point/
low vapor pressure.
Bitumen is stored in
fixed roof tanks
Fixed roof tank
(Floating roof tanks
can be used for
economical purposes)
High Flash Point and
low vapor pressure.
Orimulsion was
stored in fixed roof
tanks
Examples of Insulation
materials (Max
temperature)
Foam glass (482°C)
Noncombustible and
nonabsorbent of
combustible liquids
Polyisocyanurate
(120°C)
Several materials are
possible, use material
with a maximum
temperature higher
than the maximum
design temperature
Typical
Venting Technology
Open /Free vents
Low vapor pressure
product stored below
its flash point
Open/Free vents
Frangible roof-to-shell
attachment
Low vapor pressure
product
In tank temperature (°C) 120 – 160
The value is typical,
given by IFP as an
example of a possible
storage temperature
for OHR due to its
high viscosity
30 - 50
Resistance to shear
rate at low
temperature
Tank heating technology
Hot oil or steam
heating coils
Hot oil and steam are
both capable of
reaching high
temperatures (Hot oil
is used by Heatec to
heat bitumen in
storage tanks
Hot oil or Hot water
(heating fluid limited
to 80°C)
Must avoid hot points
in the vicinity of the
heating system
In-line temperature (°C) 160 – 200
Typical temperature,
generally high, in
order to reduce the
viscosity of the fuel
(final temperature to
be given by boiler
depending on OHR)
50 – 75
Slightly higher
temperature in
pipeline in order to
lower viscosity, make
sure not to exceed
75°C to avoid
altering the emulsion
In- line heating
technology
Hot Oil or steam heat
exchanger
Hot Oil or steam heat
exchanger
De-superheated steam
or Hot water or Hot
oil heat exchangers
If steam is to be used
make sure its de-
superheated
Typical pumping
technology
Twin Screw Pump or
Triple Srew Pump
Capable of handling
higher viscosities
Twin Screw Pump or
Triple Screw Pump
Low in shear production
(Orimulsion used Twin
Screw Pumps)
Fuel recirculation Multi stages motorized
mixers or Screw pump
to avoid face formation
and maintain the
homogeneity of
temperature at any level
of the tank
Avoid recirculation recirculation causes
shear stresses, thus
destabilizing the
emulsion
Fuel handling
recommendations
Ultrasonic
flowmeters
Due to high viscosity
and temperature, non-
invasive flowmeters (no
risk of blockage)are
needed, Ultrasonic
flowmeters are
independent of system
pressure, work with
practically any fluid,
and remain accurate
Coriolis mass-
flowmeters, Oval wheel
flowmeters, Variable
Frequency Drive
Such flowmeters are low
in shear production
compared to
conventional
flowmeters. Variable
Frequency Drives helps
avoiding the use of
control valves which are
high in shear production
Les résultats sont enfin
résumés dans un tableau
avec toutes les
recommandations
nécessaires

15. Spécification des équipements des tanks de stockage
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13
Types de
Stockages
Réunion/
Validation par
les experts
SPEC
HFO
Compréhension
des différences Modification
OHR et
Emulsion
d’OHR
Simulation
Boiler
Propriétés
du Fiouls
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Utilisées pour contacter les fournisseurs de tanks pour
plus de détails
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16. Les apports du stage
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• Expérience dans le domaine des combustibles pour la
production d’électricité
• Introduction au monde industriel par la vision d’ALSTOM
Power
• Analyse et interprétation des documents techniques
• Anglais technique
• Travail en groupe

17. STXX - Projet de fin d’études / Stage
Merci de votre attention
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Hassan HALLAL
Département Génie Mécanique et Conception