Compréhension moléculaire et prédiction des propriétés physicochimiques dans les produits pétroliers

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Soares, Jean-Jérôme Da Costa
Copyright Year	2017
Abstract	La diminution en petrole brut leger necessite de convertir les fractions lourdes en produits valorisables (essences, gazoles, huiles, etc.). Dans ce contexte, l'hydrocraquage (HCK) fournit des produits de tres haute qualite a partir de distillats sous vide (DSV) du petrole brut. La qualite des coupes obtenues est caracterisee par des proprietes physico-chimiques qui sont soumises a des specifications. L'optimisation du procede necessite des experimentations longues et couteuses. IFPEN a donc de plus en plus recours a des tests sur unite d'experimentation haut debit (EHD). Ces derniers posent cependant un probleme d'accessibilite aux coupes d'interet. Par ailleurs, pour comprendre et predire l'impact des conditions operatoires sur la qualite des produits, des simulateurs sont developpes. Certaines proprietes de produits sont cependant complexes et difficiles a modeliser voire mal comprises. Ce travail de these a porte sur l'amelioration de la comprehension moleculaire des proprietes produits pour une meilleure prediction. Dans cette etude, nous nous sommes focalises sur le point de trouble (PT) de la coupe gazole et l'indice de viscosite (VI) de l'huile obtenue lors de l'hydrocraquage de DSV. Deux techniques d'analyse moleculaire ont ete utilisees : la chromatographie en phase gazeuse bidimensionnelle (GC×GC) qui permet de determiner la composition par famille chimique des differentes coupes et la resonance magnetique nucleaire (RMN) du 13C qui fournit des informations sur la structure chimique des hydrocarbures presents dans ces melanges. Nous presentons les resultats obtenus par une regression multivariee parcimonieuse (sparse Partial Least Squares) appliquee aux donnees GC×GC et 13C RMN. Il s'agit d'une variante de la PLS classique qui permet de reduire le nombre de facteurs tout en privilegiant ceux qui sont les plus correles a une propriete d'interet donnee. Globalement, cette etude a notamment permis de mieux comprendre l'impact des differents hydrocarbures (n-paraffines, isoparaffines, aromatiques,…) et de leur structure moleculaire (longueur de chaines, degres de branchements,…) sur le PT des gazoles et le VI des huiles. La bonne qualite des modeles obtenus par sparse PLS montre par ailleurs la possibilite d'acceder a la qualite des produits lors de l'utilisation d'EHD. Des modeles de prediction par krigeage ont egalement ete developpes. Cette methode d'interpolation permet de predire une propriete en un point donne en effectuant une moyenne ponderee des observations au voisinage de ce point. Les modeles de krigeage sont des modeles locaux adaptes aux structures de donnees complexes. Ce sont des approches probabilistes qui permettent d'estimer les incertitudes de prediction. Aussi bien dans le cas du PT de la coupe gazole que dans celui du VI de la coupe huile, les resultats montrent une amelioration des performances. Cette approche est tout a fait novatrice dans le domaine des produits petroliers. Lors de l'utilisation d'unites EHD, elle permet d'acceder au VI des huiles de base plus aisement que via des donnees chromatographiques ou spectroscopiques, qui sont de plus non accessibles en raffinerie
File Format	PDF HTM / HTML
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Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article