Optimisation du Débit de Reflux du Fractionnateur au Niveau du GP1/Z

Abstract

يهدف هذا العمل إلى تحسين تدفق الارتداد (الريفلوكس) في عمود التجزئة GP1Z التابع لمجمع فصل غاز البترول المسال (GPL). تم اقتراح طريقة عملية لتقليل تدفق الارتداد تدريجياً باستخدام درجة الحرارة على اللوح الحساس (اللوح رقم 36، المؤشر TIC_1102) كمؤشر غير مباشر لنقاء المنتج. تعتمد هذه الطريقة على العلاقة العكسية بين تدفق الارتداد ودرجة الحرارة على هذا اللوح، حيث أن خفض الارتداد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة، مما يشير إلى اقتراب النقاء من الحد الأدنى للمواصفات (95٪ بروبان). تم أيضاً دراسة النظام الحالي للتحكم المتقدم (APC) وتأثير انحراف المستشعرات على أدائه. إضافة إلى ذلك، تم تقديم فكرة متقدمة من المشرف تتمثل في إضافة حلقة خارجية تعتمد على التمدد (من 19 بار إلى 4 بار) والفصل، ثم الضغط حتى الإسالة، بهدف إنتاج بروبان عالي النقاوة (أكثر من 99٪). تشمل التحسينات المقترحة تركيب كروماتوغرافيا في الخط لقياس التركيبة الحقيقية للمقطر في الوقت الحقيقي، وتكثيف برنامج معايرة المستشعرات، واستغلال إمكانيات APC بشكل أكبر. توفر هذه الدراسة حلاً عملياً، فورياً، وبدون استثمار لتقليل استهلاك الطاقة، بالإضافة إلى آفاق لتطوير الإنتاج نحو منتجات ذات قيمة مضافة أعلى. الكلمات المفتاحية: GPL، التجزئة، الريفلوكس، اللوح الحساس، التحكم المتقدم (APC)، الانحراف، الكروماتوغرافيا، التمدد، الضغط، تحسين الطاقة. Résumé en français Ce travail vise à optimiser le débit de reflux du fractionneur GP1Z du complexe de séparation du GPL. Une méthode pratique a été proposée pour réduire progressivement le reflux en utilisant la température sur le plateau sensible (plateau n°36, tag TIC_1102) comme indicateur indirect de la pureté du distillat. Cette méthode repose sur la relation inverse entre le reflux et la température du plateau sensible : réduire le reflux augmente la température, signalant que la pureté s'approche de la limite de spécification (95 % de propane). Le système de contrôle avancé (APC) actuel a également été analysé, en soulignant l'impact des dérives des capteurs sur ses performances. En complément, une idée avancée de l'encadrant a été présentée : l'ajout d'une boucle externe de détente (19 bar → 4 bar), séparation flash, puis compression jusqu'à liquéfaction pour produire du propane ultra-pur (> 99 %). Les améliorations proposées incluent l'installation d'un chromatographe en ligne pour mesurer la composition réelle du distillat en temps réel, le renforcement de l'étalonnage des capteurs, et une meilleure exploitation de l'APC. Cette étude offre une solution pratique, immédiate et sans investissement pour réduire la consommation d'énergie, tout en ouvrant des perspectives vers des produits à plus haute valeur ajoutée. Mots-clés : GPL, fractionnement, reflux, plateau sensible, APC, dérive, chromatographe, détente, compression, optimisation énergétique. Résumé in English This work aims to optimize the reflux flow rate of the GP1Z fractionator in the LPG separation complex. A practical method has been proposed to gradually reduce the reflux using the temperature on the sensitive tray (tray No. 36, tag TIC_1102) as an indirect indicator of distillate purity. This method relies on the inverse relationship between reflux and the sensitive tray temperature: reducing the reflux increases the temperature, signaling that purity is approaching the specification limit (95% propane). The current Advanced Process Control (APC) system was also analyzed, highlighting the impact of sensor drift on its performance. Additionally, an advanced idea from the supervisor was presented: adding an external loop consisting of expansion (19 bar → 4 bar), flash separation, and compression to liquefaction to produce ultra-pure propane (> 99%). Proposed improvements include installing an online chromatograph to measure the actual distillate composition in real time, strengthening sensor calibration programs, and better utilization of the APC capabilities. This study offers a practical, immediate, and investment-free solution to reduce energy consumption, while opening perspectives towards higher-value products. Keywords: LPG, fractionation, reflux, sensitive tray, APC, drift, chromatograph, expansion, compression, energy optimization.