Etude de l'optimisation du traitement des eaux au niveau du désorbeur et l'hydrolyseur d'un procédé de fabrication de l'urée - SORFERT-

Abstract

Ce travail porte sur l'étude de l'optimisation du traitement des eaux au niveau du désorber et de l'hydrolyser d'un procédé de fabrication de l'urée au complexe SORFERT (SONATRACH ORASCOM FERTILISER), situé dans la zone industrielle d'Arzew, Oran. Le complexe SORFERT produit de l'ammoniac et de l'urée granulée en utilisant le procédé STAMICARBON. Les eaux usées générées lors de la production contiennent de l'urée, de l'ammoniac et du dioxyde de carbone qui doivent être éliminés avant rejet afin de respecter les normes environnementales et récupérer ces composés précieux. L'objectif de ce travail consiste à simuler et à optimiser le fonctionnement des deux désorbers (028C002 et 028C004) et de l'hydrolyser (028C003) à l'aide du simulateur de procédé ASPEN HYSYS V10, en utilisant le modèle thermodynamique UNIQUAC. Les résultats de la simulation du cas design ont montré une bonne concordance avec les valeurs de design réelles, avec une erreur inférieure à 10%. L'analyse des cas actuels a permis d'identifier les disfonctionnements du système, notamment un excès de vapeur à l'entrée de l'hydrolyser et un gaspillage d'eau à la sortie vapeur du premier désorbeur. L'optimisation des paramètres opératoires a conduit à des recommandations permettant un gain économique dépassant quatorze millions de dinars par an. Mots-clés : Désorber, Hydrolyser, HYSYS, UNIQUAC, Optimisation Mémoire de Master – Optimisation du traitement des eaux – SORFERT Université Abdelhamid Ibn Badis – Génie Pétrochimique – 2025/2026 Abstract This work focuses on the study of the optimization of water treatment at the desorber and hydrolyzer level of a urea manufacturing process at the SORFERT complex (SONATRACH ORASCOM FERTilizer), located in the industrial zone of Arzew, Oran. The SORFERT complex produces ammonia and granulated urea using the STAMICARBON process. Wastewater generated during production contains urea, ammonia and carbon dioxide that must be removed before discharge in order to comply with environmental standards and recover these valuable compounds. The objective of this work is to simulate and optimize the operation of the two desorbers (028C002 and 028C004) and the hydrolyzer (028C003) using the process simulator ASPEN HYSYS V10, using the UNIQUAC thermodynamic model. Simulation results for the design case showed good agreement with actual design values, with an error of less than 10%. Keywords : Desorber, Hydrolyzer,HYSYS, UNIQUAC, Optimization Mémoire de Master – Optimisation du traitement des eaux – SORFERT Université Abdelhamid Ibn Badis – Génie Pétrochimique – 2025/2026 ملخص يركز هذا العمل على دراسة وتحسين عملية معالجة المياه الصناعية المستعملة على مستوى برج نزع الغازات )Desorber )وجهاز التحلل المائي )Hydrolyzer )في وحدة إنتاج اليوريا التابعة لمركب سورفيت )SORFERT– شركة سوناطراك وأوراسكوم لألسمدة(، الواقع في المنطقة الصناعية بأرزيو، وهران. يقوم مركب سورفيت بإنتاج األمونيا واليوريا المحببة باستخدام التقنية األلمانية المتقدمة تيسن كروب أودي )UHDE Krupp Thyssen). وتحتوي المياه العادمة الناتجة عن عملية اإلنتاج على نسب معتبرة من اليوريا، األمونيا، وثنائي أكسيد الكربون، والتي يجب إزالتها ومعالجتها بدقة قبل التخلص منها، وذلك تماشيا الصارمة، باإلضافة إلى الرغبة في استرجاع هذه ً مع المعايير البيئية المركبات ذات القيمة االقتصادية العالية. يتمثل الهدف األساسي من هذا المشروع في محاكاة وتحسين الكفاءة التشغيلية لبرجي نزع الغازات )002C028 و 004C028 )وجهاز التحلل المائي )003C028 )باستخدام برنامج المحاكاة العالمي األحدث 10V HYSYS ASPEN، مع اعتماد النموذج الثرموديناميكي UNIQUAC المناسب لألنظمة المحتوية على اإللكتروليتات والمذيبات القطبية. وقد ( توافقاً ممتازاً ودقيقاً جداً أظهرت نتائج محاكاة الحالة التصميمية )Case Design مع القيم التصميمية الحقيقية للمصنع، حيث بلغت نسبة الخطأ المحسوبة أقل من ،%10 مما يثبت صالحية ودقة النموذج المعتمد. من جهة أخرى، سمح تحليل الحالة التشغيلية الحالية والواقعية للوحدة بالكشف عن بعض االختالالت والمشاكل التقنية، أبرزها وجود تدفق مفرط وزائد للبخار عند مدخل جهاز التحلل المائي، إلى جانب هدر وضياع كميات معتبرة من المياه ًء على هذه المعطيات، تم إجراء دراسة أمثلة وتحسين للمتغيرات التشغيلية عند المخرج البخاري لبرج النزع األول. وبنا )Optimization Parameters Operating)، والتي أدت إلى تقديم توصيات تقنية هامة تسمح بتقليص استهالك البخار للمركب يتجاوز أربعة عشر )14( مليون دينار جزائري اقتصادياً كبيراً بمعدل 1.2 طن/ساعة، مما يحقق عائداً وفراً سنويا an/DA)، مع ضمان خروج مياه نقية مطابقة للمواصفات المطلوبة تحتوي على أقل من 1 جزء في المليون ً ) )ppm )من اليوريا. الكلمات المفتاحية: برج نزع الغازات، جهاز التحلل المائي، HYSYS، النموذج الثرموديناميكي UNIQUAC، األمثلة والتحسين