LLLALI
Le désasphaltage
Il consiste à séparer les résidus sous vide en huile de haute viscosité d’une part et en asphaltes d’autre part. les asphaltes sont des composés hydrocarbonés, de structure très complexe, contenant une quantité appréciable d’oxygène et de souffre . La séparation se fait par un procède physique consistant en une extraction par un solvant dans lequel la fraction huileuse est soluble. Le solvant utilisé dans la méthode ancienne est le propane liquide. Actuellement, on a recours à un mélange liquide de propane et de butane. Le résidu et le solvant cheminent dans une tour de contact garnie d’anneaux Raschig ou de disques rotatifs . Les hydrocarbures non asphaltiques en solution dans le solvant sont entraînés vers le haut de la tour . L’asphalte mélangé à du solvant est soutiré du fond de colonne .le solvant est séparé de l’huile désasphaltée et de l’asphalte par distillation; il est recyclé après condensation . L’huile issue de désasphaltage et les distillats sous vide contiennent des hydrocarbures cycliques, notamment des aromatiques, dont les qualités de lubrification sont médiocres, principalement pour l’emploie à des températures variables. Par conséquent , il est nécessaire d’éliminer ces genres d’hydrocarbures, c’est là qu’intervient le traitement au furfural.
Les additifs [3, 6, 8, 12]
Les bases lubrifiantes ne possède pas , à elles seules , toutes les propriétés requises pour assurer une bonne lubrification de tous les équipements . La plupart des lubrifiants contiennent donc des additifs dont les fonctions peuvent être résumées comme suit :
– Protection des surfaces métalliques ( contre la corrosion , le grippage ,l’usure , l’encrassement par accumulation des dépôts , etc. ,…) ;
– extension du domaine d’application ( vers les hautes et basses températures principalement ) ;
– Stabilisation physico – chimique de la préparation lubrifiante .
L’incorporation d’additifs dans l’huile de base est appelée dopage dans le langage des pétrochimistes . En effet , les additifs ont été conçus et dosés à des valeurs ne dépassant pas 20 % par rapport à l’huile de base afin de permettre au film d’huile d’assurer ses fonctions dans le cadre de la lubrification .Sur le plan pratique , le dopage ne peut être valable que si les additifs sont solubles dans l’huile de base , ce qui est une condition nécessaire pour qu’il soit performant . A toutes fonctions demandées à l’huile qu’ils soient performants au cours de son utilisation correspondent des additifs spécifiques dont les volets suivants feront l’objet de la définition .
a)- Les additifs des viscosité : Les additifs des viscosité sont des produits qui , ajoutés à faible concentration ( de l’ordre de quelque pour cent ) à une huile , améliore ses propriétés rhéologiques , c’est – a – dire ses caractéristiques d’écoulement , sans modifier défavorablement ses autres propriétés essentielles , comme la stabilité thermique et chimique , ni gêner l’action des autres additifs présents dans l’huile . Ces additifs assurent aussi la stabilité de l’huile vis-à-vis des effets d’altération par les températures et la pression qui règnent dans les moteurs . En outre , ils empêchent le phénomène de cisaillement du film d’huile .
Nature des additifs :
– Polyméthacrylate
– Polyacrylate
– vinyl pyrollidone
– Polyisométhylène
– Métacrylate Ethylène propylène – styrène oléfine
b)- Additifs antioxydant : Les additifs antioxydant atténuent les phénomènes d’oxydation importants ( formation de CO2 et H2O ) .
Réactifs :
– Ditertiaire Butyle Para Crésol ( DBPC )
– Phénates- Dithiocarbonates
– Amines – Dithiophosphates
– Benzotriazol -Dérivée d’acide gallique
c)- Additifs – anti -usure : Ils assurent la continuité d’un film en vue de protection permanente des pièces .
Réactifs :
– Esters phosphoriques
– Tri ou di ( aryl – alkyl ) phosphates
– Tri ou di ( aryl – alkyl ) phosphonates
– Tri ou di ( aryl – alkyl ) phosphinates
LEMENA Donatien 9 Promotion 2004
– Ditriophosphonates métalliques .
d)- Additifs anti-corrosion : Ces additifs neutralisent les éléments acides et d’hydropéroxydes apportés par les combustibles , tels que l’acide sulfurique qui sont susceptibles d’occasionner des corrosions .
Réactifs : additifs de nature basique : phénates , alkyl phénol , sulfonates .
e)- Additifs de dispersion et de détergences : Ces additifs confèrent à l’huile un pouvoir de détergente qui permet d’éviter l’agglomération et la coagulation éventuelle des impuretés pouvant nuire à la circulation de l’huile . L’action de ces additifs consistent à maintenir en suspension fine ces particules et ces produits insolubles généralement à base de carbone provenant de la combustion . Les réactifs appliquées comme additifs peuvent être les suivants :
– sulfonates , triophosphonate , phénate
– Succinimide bis Succinimide
– Produits de type base de Maninch
f)- Additifs anti-mousse : Les additifs anti-mousse évitent et empêchent l’émulsion à une présence en quantité importante d’eau dans l’huile .
Natures réactifs : Les composés , à base de Silicone , sont parmi les additifs anti-mousse le plus couramment employés à l’heure actuelle. Les silicones ont une structure chimique assez comparable à celles des hydrocarbures . Les plus simples des structures de silicones sont des polyméthylsyloxanes qui ont des groupes méthyl-siloxane accolés ensemble pour former des chaînes de différentes longueurs :
– diméthyl polysiloxane
Les contaminations des huiles
Les impuretés d’origine extérieure à l’huile ou au carburant sont :
– des impuretés et des poussières de l’atmosphère : elles s’introduisent dans les moteurs en fonction par : l’admission ( cas de filtre à air inefficace ou en leur absence ) , les reniflards , la jauge d’huile , les joints de collecteur d’admission non étanches , l’huile et le carburant (en cas de souillure avant usage par manque de précaution en cours de manipulation ou de stockage );
– de l’eau : elle provient de condensation à l’intérieur des moteurs ( par suite de fonctionnement à température insuffisante ) , de la respiration des carters , surtout dans les cas d’atmosphère chargée d’humidité ( du fait des variations de pression en marche et des appels d’air à l’arrêt ) , de fuite aux joints de culasse , aux joints de chemises humide , de blocs cylindres ( ces fuites sont parfois très faibles et difficiles à détecter ) . Les fuites de mélange eau et anti – gel sont encore plus nocives que l’eau seule .
– Des abrasifs divers , ils comprennent :
. le sable de fonderie qui a pu rester dans les pièces depuis la coulée
. les produits de rodage des soupapes , utilisés sous forme de pâtes ou de suspension solides ;
. Les poussières et copeaux métalliques provenant d’opérations d’usinage ;
. Les produits utilisés pour le sablage des bougies ;
. Les particules employées pour les grenaillages , après démoulage des pièces de fonderie .
– du carbone : il résulte du passage des produits de combustion du carburant dans l’huile du carter ; cette pollution peut atteindre des valeurs très importantes, surtout dans le cas de moteurs Diesel fonctionnant , en surcharge , avec filtre à air encrassés ( réduction de la qualité d’air nécessaire à la combustion ) , avec des injecteurs et des propres d’injection déréglés ou usés , etc. Le carbone ou suie est à l’origine des dépôts trouvés dans les moteurs .
– des sels de plomb : ils proviennent de la combustion des essences éthylées ;
– des carburants et combustibles : ils s’introduisent dans l’huile par l’effet de la dilution (défaut du circuit d’alimentation , mauvaise combustion , fonctionnement du moteur à froid; etc. . ) ;
– des produits divers : peinture ou revêtements internes des moteurs , débris des chiffon de nettoyage , pâte à joint , produits chimiques de nettoyage , etc. .
Un autre groupe de contaminants est représenté par les produits d’usure des moteurs , c’est – à – dire :
– du fer , en provenance des pièces en fonte et en acier ;
– du cuivre , de l’étain et du plomb , résultant plus communément de l’usure des coussinets et des paliers ;
– du chrome , dans le cas d’utilisation de segments et de portées chromés , ou d’eau de refroidissement additionnée de bichromate de soude ;
– de l’aluminium , dû à l’usure des pistons ;
– et d’autre métaux divers .
La valorisation énergétique
– La recherche de possibilités d’utilisation des déchets en combustibles de substitution connaît actuellement un très grand développement . C’est la raison pour laquelle les huiles usagées peuvent être utiliser comme sources d’énergie ou combustible . Par ailleurs , bien que son pouvoir calorifique puisse être estimé à environ 90% du fuel lourd et fasse donc de l’huile usagée comme un combustible intéressant . D’une manière générale le pouvoir inférieur d’une fuel lourd est estimé à 10000 kcal / kg d’ou donc le pouvoir calorifique inférieur d’une huile usagée est de l’ordre de 9000kcal / kg . Pour les huiles usagées : PCI = 9000kcal / kg
– Valorisation énergétique en cimenterie .
– Valorisation énergétique en centrale d’enrobage de bitume.
Raffinage à l’acide sulfurique
L’huile , ainsi débarrassée de sa phase aqueuse , est raffinée à l’acide sulfurique à une température de l’ordre de 35°C . Les molécules d’hydrocarbures contenues dans l’huile usagée ont en effet la propriété de résister à l’acide sulfurique concentré , même à chaud , lorsqu’elles ne sont pas oxydées ; mais , dans le cas contraire , elles sont attaquées et se combinent à l’acide pour donner des produits pâteux de forte densité , appelés goudrons sulfuriques . Ce traitement conduit à leur décantation en fond de cuve . Ce raffinage nécessite actuellement un poids d’acide sulfurique égal à environ 13 -14 % de la charge brute initiale . Il entraîne dans sa décantation un poids de goudrons sulfuriques de l’ordre de 15% du poids de la charge brute de départ . A partir de ce traitement , on élimine les sédiments insolubles , les débris de métaux , les oxydes métalliques , les composés solubles indésirables dans l’huile : produits d’oxydation , additifs divers , produits aromatiques sulfonables , ect…. Il est à noter que ce traitement qui est habituellement fait en discontinu peut être amélioré en étant remplacé par un traitement en continu qui permet une diminution de la quantité d’acide sulfurique utilisé.
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Table des matières
NTRODUCTION GÉNÉRALE
PREMIÈRE PARTIE ز ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I : Généralités sur les huiles ou les lubrifiants
I-1- Les fonctions principales du lubrifiants
I -2- La technologie d’un lubrifiant
I-2-1 L’huile de base
a) Le désasphaltage
b) Le traitement au furfural
c) Le déparaffinage
d) L’hydrofinissage
I-2-2 Les additifs
a) Les additifs de viscosité
b) Additifs antioxydants
c) Additifs anti-usure
d) Additifs anti-corrosion
e) Additifs de dispersion et de détergences
f) Additifs anti-mousse
I -3 – Les caractéristiques des lubrifiants
I -3 -1 Les caractéristiques d’identification
a) La viscosité
b) Le total Basic Number ( TBN )
c) Le point d’Eclair en vase ouvert
I -3 -2 Les caractéristiques moteurs
a) La teneur en eau
b) La dilution gazole
c) Les matières charbonneuses
d) Le niveau de détergence
I – 4 Classification des huiles
I-4-1 La classification SAE
I -4 -2 La classification CCMC
I – 4 -3 La classification API
CHAPITRE II : Caractérisation des huiles usagées
II – 1 Collecte des huiles usagées
II -1 -1 Les détenteurs d’huiles usagées
II -1 -2 La collecte globale
II -1 -3 La collecte sélective
II -2 Condition de stockage
II -2 -1 Pas de mélange
II -2 -2 Bien stocker
II -3 Caractéristiques des huiles usagées
II -4 Les contaminants des huiles
II -5 Compositions et concentration des contaminants des huiles Usagées
II-6 Les autres valorisations des huiles usagées
II-6.1. Valorisation énergétique
II-6.2. Revêtements des poteaux éléctriques
DEUXIÈME PARTIE- ÉTUDE EXPÉRIMENTALE
Chapitre I : Etude du comportement des huiles usagées
I -1 Support de l’étude
I -2 Protocole d’analyse
I -2 -1 Prélèvement
I -2 -2 Analyse
I -2 -3 Présentation des résultats d’analyse
I -3 Paramètre retenu pour l’examen de l’évolution de l’huile en service
I -4 Résultats des analyses
I -5 Interprétation relative à l’échantillon des huiles usagées
I -5 -1 Teneur en eau
I -5 -2 Réserve d’alcalinité ( BN)
I -5 -3 Point d’éclair
I -5 -4 Dilution gazole
I -5 -5 Viscosité
Chapitre II : But et démarche des étude expérimentales
II -1 Justification du choix des huiles usagées
II -2 Prétraitement des déchets
II -2 -1 Le Prétraitement thermique
II -2 -2 La centrifugation
II -3 Appareillage
II -3 -1 Décanteur
a) Définition
b) Principe de fonctionnement
II -3 -2 Filtre
a) Définition
b) Principe de fonctionnement
II -3 -3 Distillation
a) Définition
b) Principe de fonctionnement
II – 4 Description détaillée du procédé de régénération
II -4 -1 Décantation
II -4 -2 Distillation atmosphérique
II -4 -3 Raffinage à l’acide sulfurique
II -4 -4 Neutralisation
II -4 -5 Traitement à la terre activée
II -4 -6 Distillation sous vide
II -4 -7 Filtration
II – 5 Etude pratique des huiles usagées
II -5 -1 Manipulation
a) Régénération de l’huile claire
b) Rendement
c) Régénération de l’huile noire
d) Rendement
e) Conclusion
II – 6-Identification des huiles régénérées et du gazole produits par la détermination des propriétés physico – chimiques
II – 6 – 1 Résultats des analyses
II – 6 – 2 Interprétation et conclusion
CHAPITRE III- METHODES D’ANALYSE
I- Mesure de l’indice de viscosité
I-1. Objet
I-2. Définition
I-3. Unité de viscosité
I-3.1. Le poiseuille (PI) unité de viscosité dynamique
I-3.2. Le mètre carrée par seconde (3²/s), unité de viscosité cinétique
I-4. Appareillage
I-5 Mode opératoire
I-5.1. Préparation de l’échantillon
I-5.2. Cas de viscosité de cannon-Fenske
II- Dilution
II-1. Principe
II-2. Appareillage et réactifs nécessaires
II-3. Mode opératoire
III-. Dosage photométrique des matières charbonneuses
III-1. Principes
III-2. Matériels
III-3. Modes d’emploi
IV- RNB CASTROL CALORIMETRIQUE (Méthode A.12)
VI-1. Principe
VI-2. réactifs
VI-3. Mode opératoire
V- Mesure de la teneur en eau
VI- Calcul de l’indice de viscosité
VI-1. Avant propos
VI-2. Objet et domaine d’application
VI-3. Définition
VII- Détermination de la teneur en cendres des produits pétroliers
VII-1. Objet
VII-2. Méthode 1
VII-2.1. Domaine d’application
VII-2.2. Définition
VII2.3. Principe
VII-2.4. Appareillage
VII-2.5. Mode opératoire
VII-2.6. Calcul et expression des résultats
VII-2.7. Fidélité
VII-2.8. Procès verbal d’essai
VII-3. Méthode II
VII-3.1. Domaine d’application
VII-3.2. Définition
VII-3.3. Principe
VII-3.4. Appareillage
VII-3.5. Réactif
VII-3.6. Mode opératoire
VII-3.7. Calcul et expression des résultats
VII-3.8. Fidélité
VII-3.9. Procès verbal d’essai
VIII- Point d’éclair en vase clos au moyen de l’appareil Abel
VIII-1. Objet
VIII-2. Définition
VIII-3. Principe
VIII-4. Appareillage
VIII-5. Echantillon et prise d’essai – Précaution particulier
VIII-5.1. Mode opératoire
VIII-5.2. Expression des résultats
VIII-6. Fidélité
TROISIÈME PARTIE : ÉTUDE ÉCONOMIQUE – SOCIALE ET ENVIRONNEMENTALE
I – Etude économique
I – 1 Coût des matières premières
I – 2 Coût de l’énergie utilisée
I – 3 Consommation en eau de refroidissement
I – 4 Durée d’un traitement
I – 5 Résumé du coût d’exploitation
I – 6 Prix de revient
I – 7 Comparaison de prix
I – 8 Conclusion.
II – Considération relative à l’environnement
II -1 Le problèmes de l’environnement
II -2 La solution au problème de l’environnement
III – INTERET SOCIAUX
CONCLUSION GÉNÉRALE
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