diaporama de soutenance

113/04/2023

République de Côte d’Ivoire

Union-Discipline-TravailMinistère de l’Enseignement Supérieur et

de la Recherche ScientifiqueMinistère des Mines et de

l’Energie

ESIEcole Supérieure

d’IndustrieDépartement de Formation et de

Recherche Génie Chimique et Agro-Alimentaire

MÉMOIRE DE FIN DE CYCLETHEME :

ETUDE DE LA CORRÉLATION ENTRE LA TENEUR EN SULFURE ET LA TENEUR EN AMMONIAQUE DE L’EAU

DE STRIPPAGE U81 ET DE L’EAU DE SLOPS A303

Encadreur pédagogique:

Dr BRITON Bi G. H.Enseignant chercheur au DFR-

GCAA

Maitre de stage:

M. GBINGBEHI Djecko Albert

Spécialiste en chimie des eaux au labo SIR

Période du 06 Avril au 05 Juillet 2010Présenté par:

KONE Kouwelton Patrick Franck OlivierÉlève technicien supérieur en Chimie Industrielle

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PLAN DE SOUTENANCEINTRODUCTION

PREMIERE PARTIE: GENERALITESPrésentation de la SIRConnaissance des eaux de strippage et des eaux de slops DEUXIEME PARTIE: MATERIEL ET METHODESDosage des sulfures dans l’eauDosage de l’ammoniac dans l’eauMéthode statistique d’établissement de corrélation

TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET ANALYSESEtude de la relation chimiqueEtude statistique des résultats d’analyseInterprétation des résultats

CONCLUSION

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INTRODUCTION

La matière organique libère lors de sa transformation en pétrole du H2S et du NH3

Ces substances nuisibles sont éliminées du système de raffinage par l’eau

La présence simultanée de ces deux substances dans ces eaux constitue un danger et

suscite des interrogations sur une quelconque corrélation.

Etude de la corrélation entre la teneur en sulfure et la

teneur en ammoniaque de l’eau de strippage U81 et de

l’eau de slops A303

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PREMIERE PARTIEGENERALITES

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Présentation de la SIRSIR: SOCIETE IVOIRIENNE DE RAFFINAGE, Société anonyme

Date de création: le 03 octobre 1962.

Superficie: 80ha

Capital: 39 Milliards FCFA

Le conseil de Direction est constitué de six grandes entités

la SIR dispose de cinq complexes de production

Activité principale: Fabrication de produits pétroliers commercialisables

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La structure d’accueilLa section Analyseur

La section Laboratoire

Le secteur essais spéciaux et métrologie

Le secteur essais physiques et chimiques

Le secteur gestion magasin et approvisionnement

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Connaissance des eaux de strippage et des eaux de slops

Eau du bac A303Eau résultant de la décantation du pétrole brut

Eau de l’unité 81Eau subissant le strippage qui est l’élimination de composés toxiques volatils par entrainement à la vapeur

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Connaissance des eaux de strippage et des eaux de slops

Origine du soufre et de l’ammoniac dans le pétrole

Les acides aminés composant la matière organique sont la source de

l’ammoniac et de soufre dans le pétrole.

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Cahier de chargeL’analyse de toutes les eaux concernées par l’étude de

corrélation

La prospection de toute relation d’ordre chimique entre

les deux espèces étudiées

L’analyse statistique des données recueillies

L’interprétation de ces données en vue de répondre aux

objectifs de l’étude.

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DEUXIEME PARTIEMATÉRIEL ET

METHODES

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Dosage des sulfures dans l’eau

Matériel798 MPT Titrino; une éprouvette graduée de 100 ml; une pipette jaugée de 2 ml; un bécher de 250 ml un barreau aimanté.

13/04/2023 13

Dosage des sulfures dans l’eau

Mode opératoireIl est réalisé par la méthode TOTAL 797/96 (2)

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Dosage de l’ammoniac dans l’eau

Matérieldistillateur de type Büchi; une éprouvette graduée de 50 ml; une pipette graduée de 20 ml; deux béchers de 100 ml; une fiole jaugée de 250 ml; un agitateur magnétique un barrot aimanté.

13/04/2023 15

Dosage de l’ammoniac dans l’eauMode opératoire

Il est réalisé par la méthode AFNOR T90-015-1 FREN 2000

Expression des résultats[NH4

+]=((Ve-Vb)*18000*T)/Vp

•Ve: volume de l’acide chlorhydrique à l’équivalence pour l’échantillon

•Vb: volume de l’acide chlorhydrique à l’équivalence pour l’essai à blanc•T: normalité de la solution d’acide chlorhydrique•Vp: volume prélevé de l’échantillon

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Méthode statistique d’établissement de la

corrélationLe logiciel Microsoft Excel nous a permis de réaliser six corrélations entre les deux teneurs regroupées en série statistique:Corrélation linéaireCorrélation exponentielleCorrélation logarithmiqueCorrélations polynomiales d’ordres 2 et 3Corrélation de puissance

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TROISIEME PARTIERÉSULTATS ET

DISCUSSION

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Etude de la relation chimique

Une relation d’ordre chimique entre les sulfures et les ammoniaques pourrait provenir de leur origine commune c’est-à-dire de la décomposition des acides aminés de la matière organique.

13/04/2023 19

Etude statistique des résultats d’analyse

L’approche statistique des données d’analyse (recueillies entre le 06 Avril et le 06 Juin 2010) par le logiciel Microsoft Excel pourrait nous laisser entrevoir une modélisation mathématique de cette corrélation si elle existe.

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Eau de slops A303Les échantillons sont analysés lorsque le besoin se fait sentir. Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous.

Essai Sulfures (mg/l) Ammoniac (mg/l)

1 557,0 3240,0

2 182,0 2880,0

3 10161,0 2808,8

4 5688,0 440,0

5 13440,0 2520,0

6 3171,5 652,0

Moyenne 5533,3 2256,8

Ecart type 5346,7 997,2

Tableau 1: résultats d’analyse

Ces résultats sont traités par des nuages de points munis de courbes de corrélation.

Corrélation linéaire inexistanteCorrélation exponentielle inexistante

Corrélation linéaire Corrélation exponentielle

Eau de slops A303

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = 0.000502073982149067 x + 2254.02189913827R² = 7.24727483158994E-06

Ammoniac en fonction des sulfures

AMMONIACcorrélation linéaire sulfures-ammoniac

teneur en sulfures (mg/l)

tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = 1866.878464847 exp( 1.14973319536578E-05 x )R² = 0.00995206914773813


AMMONIACcorrélation expo-nentielle sulfures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Faible corrélation logarithmiqueCorrélation polynomiale d’ordre 2 moyenne

Corrélation logarithmique Corrélation polynomiale d’ordre 2

Eau de slops A303

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = − 201.110475003626 ln(x) + 3831.05755690605R² = 0.119155187190739


AMMONIAC

corrélation logarithmique sulfures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = 0.0000344502 x² − 0.45395806 x + 2893.22607R² = 0.425096249457574


AMMONIAC

corrélation polynomiale d'ordre 2 sulfures-am-moniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Très bonne corrélation polynomiale d’ordre 3Faible corrélation de puissance

Corrélation polynomiale d’ordre 3 Corrélation de puissance

Eau de slops A303

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = − 0.0000000106593 x³ + 0.000246599 x² − 1.4626 x + 3485.7R² = 0.88876881443757


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5000 10000 150000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

f(x) = 4096.48857537395 x^-0.0922663454209495R² = 0.065676523115865


AMMONIAC

corrélation de puissance sulfures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Histogramme de comparaisonla comparaison montre clairement que la meilleure corrélation est de type polynomiale d’ordre 3.

Eau de slops A303

linéaire exponentielle polynomiale d'ordre 2 polynomiale d'ordre 3 logarithmique puissance0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

A303

A303

coef

fici

ent d

e co

rrél

atio

n

13/04/2023 25

Etude statistique des résultats d’analyse

Eau de strippage U81

Cette eau provient de l’unité de traitement des eaux du complexe HSK3. elle est prélevée sous quatre formes, en entrée et en sortie des colonnes de strippage 81C09

et 81C10

Eau entrée de 81C09

Les échantillons sont prélevés deux fois par semaine (mardi et vendredi). Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous.

Essai Sulfures (mg/l) Ammoniac (mg/l)

1 1,5 64,8

2 1,2 216,0

3 4,1 100,8

4 141,6 7,2

5 118,0 108,0

6 131,6 130,6

7 201,6 86,4

8 65,7 144,0

9 19,5 50,4

10 14,0 86,4

11 72,6 36

12 42,0 57,6

Moyenne 67,8 90,7

Ecart type 63,7 53,2



Faible corrélation linéaireFaible corrélation exponentielle



0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.16278921006828 x + 101.717945674742R² = 0.0380768740461621


AMMONIAC

corrélation linéaire sul-fure-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = 89.3409862287336 exp( − 0.003413541275138 x )R² = 0.0679953382900954


AMMONIAC

corrélation exponentielle sulfures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

)

Faible corrélation logarithmiqueFaible corrélation polynomiale d’ordre 2



0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = − 11.1677262289945 ln(x) + 127.666159126446R² = 0.130464889175897


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = 0.002290715 x² − 0.56991664 x + 109.484277R² = 0.0625530893108066


AMMONIAC



tene

ur e

n su

lfur

es (m

g/l)

Faible corrélation polynomiale d’ordre 3Faible corrélation de puissance



0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.0000448919 x³ + 0.0157022 x² − 1.54196 x + 118.025R² = 0.0890633209186064


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

f(x) = 121.927454933336 x^-0.163774251737773R² = 0.113949951725997


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Histogramme de comparaisonLa meilleure corrélation est la corrélation logarithmique



0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

81C09E

81C09E

coef

fici

ent d

e co

rrél

atio

n

Eau sortie de 81C09

Les analyses sont faites deux fois par semaines.Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous.

Essai Sulfures (mg/l) Ammoniac (mg/l)1 1,5 14,4

2 0,8 151,2

3 1,3 172,8

4 4,2 223,2

5 0,1 0,4

6 106,4 36,0

7 123,0 108,0

8 0,1 14,4

9 54,9 115,2

10 395,2 79,2

11 5,0 50,4

12 0,1 21,6

Moyenne 57,7 82,2




Corrélation linéaire inexistanteFaible corrélation exponentielle


0 50 1001502002503003504004500

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.00457665026947589 x + 82.4974449554094R² = 5.32552925783802E-05


AMMONIAC

corrélation linéaire sul-fure-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

010

020

030

040

00

50

100

150

200

250

f(x) = 33.8819970988149 exp( 0.003031539494227 x )R² = 0.040370231767878

Ammoniac en fonctions des sulfures

AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Eau sortie de 81C09

Faible corrélation logarithmiquecorrélation polynomiale d’ordre 2 inexistante


010

020

030

040

00

50

100

150

200

250

f(x) = 6.4825237522296 ln(x) + 73.4785752115683R² = 0.0693132257967016


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

010

020

030

040

00

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.000151873570749402 x² + 0.0519482317034228 x + 81.5856428664092R² = 0.000736996494463571

Ammoniac en fonctions des sulfures

AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Eau sortie de 81C09

Faible corrélation polynomiale d’ordre 3Moyenne corrélation de puissance


Eau sortie de 81C09

010

020

030

040

00

50

100

150

200

250

f(x) = 0.0000309817 x³ − 0.0157866 x² + 1.40412 x + 77.7926R² = 0.020666736948618


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 50 1001502002503003504004500

50

100

150

200

250

f(x) = 26.6908804495352 x^0.306184579405772R² = 0.267154175222335


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Histogramme de comparaisonLa meilleure corrélation est la corrélation de puissance

Eau sortie de 81C09


0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

81C09S

81C09S

coef

fici

ent d

e co

rrél

atio

n




Essai Sulfures (mg/l) Ammoniac (mg/l)1 1,1 21,6

2 1,2 58,0

3 5,3 208,8

4 4,3 57,6

5 0,2 0,5

6 25,0 86,4

7 43,5 43,2

8 57,8 43,2

9 57,9 28,8

10 9,4 39,6

11 0,5 100,8

12 1,17 14,4

Moyenne 17,3 58,6



Faible corrélation linéaireFaible corrélation exponentielle



0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.356470887571966 x + 64.7345198781706R² = 0.0218571672605411


AMMONIAC

corrélation linéaire sul-fures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 28.5865559690398 exp( 0.00921094703051 x )R² = 0.0197188155154375


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Corrélation logarithmique inexistanteFaible corrélation polynomiale d’ordre 2



0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 2.64898277727326 ln(x) + 54.500497951273R² = 0.00891614187608428


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = − 0.054539622 x² + 2.713762299 x + 54.18515041R² = 0.0946058006723193


AMMONIAC

corrélation polynomiale d'ordre 2


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Moyenne corrélation polynomiale d’ordre 3Moyenne corrélation de puissance



0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 0.00410202 x³ − 0.407591 x² + 9.79928 x + 40.6394R² = 0.178591519072471


AMMONIAC



ten

eur

en a

mm

onia

c (m

g/l)

0 10 20 30 40 50 60 700

50

100

150

200

250

f(x) = 19.5340501483572 x^0.351031436309347R² = 0.211561791884842


AMMONIAC



ten

eur

en a

mm

onia

c (m

g/l)

Histogramme de comparaisonLa meilleure corrélation est la corrélation de puissance



0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

81C10E

81C10E

coef

fici

ent d

e co

rrél

atio

n

Eau sortie de 81C10



Essai Sulfures (mg/l) Ammoniac (mg/l)1 1,4 64,82 2,5 324,03 3,2 100,84 18,4 50,45 9,6 7,26 0,8 36,07 2,6 120,68 25,2 7,29 9,8 43,2

10 7,4 43,211 1,3 74,012 4,0 21,6

Moyenne 7,2 74,4Ecart type 7,3 82,2


Faible corrélation linéaireMoyenne corrélation exponentielle


Eau sortie de 81C10

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = − 4.29739515716699 x + 105.304194358804R² = 0.146510682422849


AMMONIAC

corrélation linéaire sul-fures-ammoniac


tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = 83.2096529203676 exp( − 0.085085008907183 x )R² = 0.352053295957495


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Faible corrélation logarithmiqueMoyenne corrélation polynomiale d’ordre 2


Eau sortie de 81C10

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = − 26.4826690905094 ln(x) + 113.012258364438R² = 0.112303762678413


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = 0.21618197 x² − 9.54718434 x + 120.286598R² = 0.163653351760256


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Moyenne corrélation polynomiale d’ordre 3moyenne corrélation de puissance


Eau sortie de 81C10

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = − 0.00176032 x³ + 0.281329 x² − 10.1317 x + 121.254R² = 0.163691864306246


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

0 5 10 15 20 25 300

50

100

150

200

250

300

350

f(x) = 41.4178182390008 x^-0.126655041417933R² = 0.00907360747985081


AMMONIAC



tene

ur e

n am

mon

iac

(mg/

l)

Histogramme de comparaisonla meilleure corrélation est la corrélation exponentielle

Eau sortie de 81C10


0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

81C10S

81C10S

coef

fici

ent d

e co

rrél

atio

n

13/04/2023 46

Interprétation des résultats

Très bonne corrélation polynomiale d’ordre 3 au niveau de l’eau de

slops;

Corrélations moyennes (logarithmique et puissance) au niveau des

eaux en entrée des strippeurs;

Corrélations faibles (exponentielle et puissance) au niveau des eaux

en sortie de strippeurs.

13/04/2023 47

ConclusionIl ressort de tous les résultats que la corrélation entre la teneur en

sulfure et la teneur en ammoniac existe bel et bien.

Celle-ci varie d’une eau à une autre en étant très bonne dans l’eau de

slops, moyenne dans les eaux en entrée des strippeurs et faible dans les

eaux en sortie des strippeurs.

On pourrait donc dire que l’activité sur l’eau de slops a dégradé la

corrélation préexistante dans l’eau.

Il faudrait donc lier ces corrélations à la nature des bruts traités pour

améliorer leurs précisions.

13/04/2023 48

MERCI DE VOTRE

ATTENTION

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