La raffinerie
Nous ne disposons pas encore de raffineries propres, mais nos partenaires sont en mesure de partager leurs compétences et leur expertise avec nous dans la conception et la construction de raffineries pour les gouvernements en Afrique dans le cadre de nos accords de partenariat.
Nous pouvons ainsi apporter notre assistance dans le processus de contrôle High-Tech que nécessite la production de sous-produits à base de pétrole brut.
Solaxis assiste ses partenaires dans l’obtention d’accords gouvernementaux, l’allocation des terres et des prêts bancaires ou des fonds de garanties bancaires de l’État pour réaliser les projets de raffinerie en privilégiant un rapport gagnant-gagnant entre les intervenants.
Processus de contrôle High-Tech
En utilisant les technologies récentes de gestion et de contrôle, nos opérateurs gèrent les installent 24 heures par jour, 7 jours par semaine. Depuis les salles de contrôle situées dans chaque zone des opérations, un système de contrôle du processus piloté par ordinateur affiche sur les écrans des graphiques interactifs et les statistiques en temps réel de l’état des installations. Ce système de contrôle permet aux opérateurs d’affiner le processus et de répondre immédiatement à toute modification de données. La redondance conçue à la base du système garantit la sécurité des opérations en cas d’alerte ou de dysfonctionnement.
Étapes de base de raffinage
Indépendamment de la complexité des raffineries, le processus de raffinage comporte des étapes de bases qui sont : LA DISTILLATION, LE CRAQUAGE, LE TRAITEMENT et LE RÉFORMAGE. Ces processus apparaissent dans nos principaux domaines d’exploitation : Brut/Aromatiques, Cracking I, RDS/Coker, Cracking II, et dans l’unité de récupération de soufre.
1. La Distillation
La distillation moderne consiste à pomper l’huile à travers des tuyaux dans des fourneaux chauds et séparer les molécules légères d’hydrocarbures des coupes lourdes dans les tours de distillation en aval – les grandes, de hautes colonnes étroites qui donnent aux raffineries leur aspect spécifique de tour orientées vers le ciel.
Le processus de raffinage en raffinerie commence lorsque le pétrole brut est distillé dans deux grandes unités de brut ayant trois colonnes de distillation, l’une fonctionnant à proximité de la pression atmosphérique, et les deux autres en dessous de cette pression atmosphérique, soit à vide.
Cliquez sur l’image pour Schéma de la colonne de distillation
Au cours de ce processus, les coupes les plus légères comme le propane et le butane, s’évaporent vers le sommet de la première colonne atmosphérique. Les coupes intermédiaires comprenant l’essence, le carburéacteur et le diesel se condensent au milieu. Les coupes plus lourds appelées gasoils se condensent au niveau inférieur de la colonne atmosphérique. Les coupes bien plus lourdes comme le goudron appelé résidu, est désigné «fond du baril» parce qu’il ne s’évapore jamais.
Ce processus de distillation est répété dans d’autres sites afin de raffiner le pétrole pour obtenir divers produits. Dans certains cas, les colonnes de distillation fonctionnent en dessous de la pression atmosphérique (à vide) pour abaisser la température d’ébullition d’un mélange d’hydrocarbures. Cette «distillation sous vide » (VDU) réduit le risque de décomposition thermique (craquage) en raison d’une surchauffe du mélange.
Un de nos partenaires a ajouté une nouvelle colonne sous vide à basse pression à la première unité de brut et converti les RDS/Coker VDU dans une deuxième colonne sous vide pour la deuxième. Ce procédé et d’autres innovations en matière de distillation améliorent la quantité de pétrole et de gaz tout en diminuant le volume résiduel.
L’utilisation de systèmes de contrôle informatique les plus récents permet aux opérateurs de contrôler avec précision la température dans les colonnes de distillation conçues avec des tuyaux pour retirer les différents types de produits où ils se condensent. Les coupes des niveaux supérieur, intermédiaire et inférieur de la colonne se déplacent à travers ces tuyaux vers différentes usines pour un raffinage plus poussé.
2. Le craquage
Etant donné que le marché établit la valeur du produit, notre avantage concurrentiel dépend de l’efficacité avec laquelle nous pouvons convertir le distillat moyen, le gazole et le résidu en produits de forte valeur. Dans une raffinerie partenaire en Pologne, nous convertissons le distillat moyen, le gazole et les résidus en essence, en carburéacteur et en diesel en utilisant une série d’usines de traitement qui craquent les grosses coupes lourdes en plus petites et légères.
La chaleur et les catalyseurs sont utilisés pour convertir les huiles plus lourdes en produits plus légers en utilisant trois méthodes de «craquage»: le craquage catalytique fluide (FCC), l’hydrocraquage (Isomax) et la cokéfaction.
Le cracker catalytique fluide (FCC) utilise une température élevée et un catalyseur pour craquer 86 000 barils (3,6 millions de gallons) de gazole lourd chaque jour principalement en essence. L’hydrocraquage utilise des catalyseurs pour faire réagir le gasoil et l’hydrogène sous haute pression et haute température pour produire du carburéacteur et de l’essence. En outre, environ 58 000 barils (2,4 millions de gallons) d’huile légère de gaz sont convertis quotidiennement dans deux unités Isomax, utilisant ce processus d’hydrocraquage.
Nous mélangeons directement la plupart des produits de la FCC et de l’Isomax dans les carburants de transport, à savoir, l’essence, le diesel et le carburéacteur. Nous brûlons les molécules les plus légères comme combustible pour les fours de la raffinerie, économisant ainsi du gaz naturel et réduisant les déchets.
L’unité de cokéfaction différée (Coker) convertit chaque jour 98 000 barils de résidus à faible valeur (en utilisant la cokéfaction ou procédé thermique de craquage) en produits légers à haute valeur ajoutée (coke de pétrole comme sous-produit). Les grosses molécules résiduelles sont craquées en molécules plus petites lorsque le résidu est maintenu dans une chambre de cokéfaction à une haute température pendant un certain temps. Seul le coke solide demeure et doit être foré de la base.
Les modifications apportées à la raffinerie durant le Projet Clean Fuels 2003 a augmenté le volume de résidus destinés au Coker. La capacité de manipulation des cokes a augmenté, faisant passer les volumes résiduels de 150 à 300 tonnes métriques de cokes de pétrole. Le Coker produit quotidiennement plus de 6000 tonnes de cokes de pétrole, vendus pour leur utilisation comme combustible ou dans la fabrication de ciment.
Combinaison
En même temps que le procédé de craquage casse les grosses molécules en essence et carburéacteur, il en casse également d’autres plus légers que l’essence. L’objectif principal de la raffinerie étant la production de carburants de transport, nous recombinons chaque jour 14.800 barils (622000 gallons) de composants plus légers dans deux unités d’alkylation. Ce processus prend les petites molécules et les recombine avec un catalyseur d’acide sulfurique pour les convertir en essence à forte teneur d’octane.
3. Le traitement (élimination des impuretés)
Les produits provenant des unités de brut et les intrants d’autres unités contiennent des impuretés naturelle, en l’occurrence le soufre et l’azote. Grâce à un procédé appelé hydrotraitement (une version adoucie de hydrocraquage), ces impuretés sont éliminées pour réduire la pollution de l’air lorsque nos carburants sont utilisés.
Le brut traité par notre raffinerie étant constitué à 80% environ d’hydrocarbures lourds et donc riches en soufre et en azote, différentes unités de traitement sont disposées dans la chaîne pour éliminer ces impuretés.
Des six réacteurs de 1000 tonnes qui composent l’unité RDS, du soufre et de l’azote sont retirés du flux d’alimentation FCC. Le soufre est converti en sulfure d’hydrogène et envoyé à l’unité de soufre où il est converti en soufre élémentaire. L’azote est transformé en ammoniaque qui est éliminé du procédé par lavage à l’eau. Par la suite, l’eau est traitée pour récupérer l’ammoniaque sous forme de produit pur qui sera utilisé dans la production d’engrais.
Le produit principal de l’unité RDS, le gazole à faible teneur en soufre à vide, alimente l’unité FCC (craquage catalytique fluide) qui le casse en produits de grande valeur commerciale que sont l’essence et le diesel.
4. La reformage
L’indice d’octane est une mesure clé de la bonne combustion du carburant dans un moteur automobile. Une grande partie de l’essence qui provient des unités brutes ou des unités de craquage n’a pas assez d’octane pour bien fonctionner dans les voitures.
Les flux d’essence présentant un faible indice d’octane sont envoyés vers une unité de reformage où leurs indices d’octane sont amplifiés. Ces unités de reformage utilisent des catalyseurs en métaux précieux – platine et rhénium – d’où le nom « rheniformers ». Dans le procédé de reformage, les molécules d’hydrocarbure sont “réformées” en essence à forte teneur d’octane. Le cyclohexane de méthyle est par exemple reformé en toluène.
Le procédé de reformage supprime effectivement l’hydrogène de l’essence à faible teneur d’octane. L’hydrogène est utilisé tout au long du raffinage dans les unités de craquage (hydrocraquage) et de traitement (hydrotraitement). Nos partenaires exploitent trois raffineries de reformage catalytique d’où sont réorganisés 71 000 barils (environ 3 millions de gallons) d’essence par jour avec l’indice d’octane élevé dont les voitures ont besoin.
Le test s des produits
Mélange
L’étape finale et critique est le mélange de nos produits. L’essence, par exemple, est mélangée à partir des divers composants provenant de plusieurs phases de traitement. Les opérateurs des zones de mélange et d’expédition les combinent avec précision pour s’assurer que le mélange a le bon indice d’octane, la pression de vapeur et d’autres spécifications importantes. Tous les produits sont mélangés d’une manière similaire.
Contrôle de qualité
Nos chimistes et techniciens effectuent des tests d’assurance qualité sur tous les produits finis, y compris la vérification du bon taux d’octane dans l’essence. Certains amplificateurs de performance brevetés sont ajoutés à l’essence.