COMMISSION EUROPENNE

Document de rfrence sur les meilleures techniques disponibles

Raffineries de ptrole et de gaz

Fvrier 2003

Ce document est la traduction de la version anglaise publie par la Commission europenne qui seule fait foi.

Traduction V 1

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz ii

RSUM

Le BREF (document de rfrence sur les meilleures techniques disponibles) concernant les raffineries de

ptrole et de gaz reflte un change d'informations ralis en application de l'article 16, paragraphe 2 de la

directive 96/61/CE du Conseil. Le prsent rsum ( lire en relation avec les explications sur les objectifs

et la terminologie dusage et juridique donnes dans la prface) dcrit les principaux rsultats et

conclusions concernant les MTD, ainsi que les niveaux d'mission y affrent. Il s'agit d'un document

autonome, mais par nature moins dtaill et complexe que le texte intgral du BREF. Il ne remplace donc

pas ce texte intgral dans sa fonction d'aide la dcision en matire de MTD. Plus dune quarantaine de

personnes ont directement particip lchange dinformations. Les compagnies ptrolires tant le plus

souvent des multinationales, des ressortissants d'tats non europens ont galement particip l'change

d'informations.

Champ dapplication

La porte du prsent BREF pour le secteur du raffinage du ptrole et du gaz est fonde sur la section 2.1

de l'annexe I de la directive 96/61/CE, dite IPPC, laquelle elle emprunte galement son titre. Le prsent

document couvre la fois les raffineries de ptrole et les usines de traitement du gaz naturel. Les activits

connexes telles que lexploration, la production, le transport ou la commercialisation des produits ne sont

pas vises ici. Tous les types de raffineries de ptrole, quelle que soit la capacit et les types de procds

mis en uvre, sont couverts. Certaines activits que lon rencontre en raffinerie ne sont pas couvertes

parce qu'elles le sont par d'autres BREF (par ex. la production d'olfines lgres et de solvants, la

production d'lectricit partir du gaz naturel). D'autres activits ne sont pas entirement couvertes par le

prsent document parce qu'elles sont partiellement couvertes par d'autres BREF, (par ex. le froid

industriel, le stockage, les eaux et gaz rsiduaires). Il convient donc de prendre en considration d'autres

BREF aux fins de l'autorisation IPPC pour un site donn. La dpollution des sols n'est pas incluse dans le

BREF car il ne s'agit pas d'une technique de prvention ni de rduction de la pollution.

L'industrie europenne du raffinage L'industrie du raffinage du ptrole et du gaz est un secteur important et stratgique. Les raffineries de

ptrole couvrent elles seules 42% des besoins nergtiques de l'UE, et 95% des carburants ncessaires

au secteur du transport. On compte une centaine de raffineries dans l'UE, en Suisse et en Norvge, qui

traitent un total denviron 700 millions de tonnes par an. Ces installations sont bien rparties sur tout le

territoire europen, en gnral proximit des ctes. On estime que ce secteur emploie directement 55

000 personnes, auxquelles s'ajoutent 35 000 emplois indirects. on dnombre galement 4 usines on-shore

de traitement du gaz naturel.

Les procds de raffinage et les principales questions environnementales

Le prsent document dresse un tableau actualis de la situation technique et environnementale de ces

deux secteurs industriels. Il contient une brve description technique des principaux processus/activits

rencontrs dans ces secteurs, accompagne des niveaux rels d'mission et de consommation relevs dans

les installations europennes.

Les raffineries sont typiquement des grandes installations totalement intgres. Ce sont des sites

industriels qui grent de gros volumes de matires premires et de produits, et ce sont galement de gros

consommateurs d'nergie et d'eau. Les raffineries sont la source, lors du stockage et de la mise en uvre

des procds, d'missions dans l'atmosphre, dans l'eau et dans le sol, dans des proportions telles que la

gestion environnementale est devenue un aspect majeur de leur exploitation. Le type et l'ampleur des

missions des raffineries dans l'environnement sont gnralement bien connus. Les oxydes de carbone,

d'azote et de soufre ainsi que les particules (provenant essentiellement des processus de combustion) et

les composs organiques volatils sont les principaux polluants manant des deux secteurs. L'eau est

utilise en quantits importantes dans une raffinerie, dans divers procds, ainsi que pour le

refroidissement. Cette eau est pollue par les produits ptroliers, notamment les hydrocarbures, les

sulfures, l'ammoniac et certains mtaux. Compte tenu des normes quantits de matires premires

qu'elles traitent, la production de dchets des raffineries reste modeste. Actuellement, les dchets des

raffineries se composent surtout de boues, de dchets non spcifiques (mnagers, de construction, etc.) et

de produits chimiques uss (acides, amines, catalyseurs).

Les missions atmosphriques sont les principaux polluants issus des raffineries de ptrole, et dans une

mesure nettement moindre, des usines de traitement du gaz naturel (nombre de points d'missions, tonnes

mises, nombre de MTD dveloppes). Pour chaque million de tonnes de ptrole brut trait (les capacits

de raffinage des installations europennes varient de 0,5 plus de 20 millions de tonnes), les raffineries

mettent de 20 000 820 000 tonnes de dioxyde de carbone, 60 700 tonnes d'oxydes d'azote, 10 300

tonnes de particules, 30 60 000 tonnes d'oxydes de soufre et 50 6000 tonnes de composs organiques

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz iii

volatils. Elles engendrent en outre, pour chaque million de tonnes de ptrole brut raffin, entre 0,1 et 5

millions de tonnes d'eaux uses et entre 10 et 2000 tonnes de dchets solides. Ces carts importants dans

les missions des raffineries europennes peuvent s'expliquer en partie par des diffrences dans le degr

d'intgration et le type des raffineries (des simples aux complexes). Toutefois les principales diffrences

tiennent surtout aux lgislations environnementales en vigueur en Europe. Les principales missions

atmosphriques issues des usines de traitement du gaz sont le CO2, les NOx et les COV. Les eaux uses et

les dchets sont en gnral moins importants que pour les raffineries de ptrole.

tant donns les progrs accomplis par les raffineries dans la rduction des missions de soufre,

l'attention se porte davantage sur les COV (y compris les odeurs), les particules (taille et composition)

et les NOx, comme c'est d'ailleurs le cas dans le dbat gnral en matire d'environnement. Lorsque le

dbat sur les missions de dioxyde de carbone s'amplifiera, les raffineries seront galement trs

concernes. Les techniques d'puration des eaux uses mises en uvre par les raffineries sont

parfaitement au point, et l'accent s'est dplac sur la prvention et la rduction. La rduction de la

consommation d'eau et/ou de la concentration des polluants dans l'eau peut contribuer rduire les

missions finales de polluants.

Techniques prendre en compte pour dterminer les MTD

Prs de 600 techniques ont t examines aux fins de la dtermination des MTD. Ces techniques ont t

analyses selon une dmarche cohrente. Cette analyse fait l'objet pour chaque technique d'un rapport

contenant une brve description, les bnfices environnementaux, les incidences croises sur

l'environnement, les donnes oprationnelles, l'applicabilit et les aspects conomiques. Dans certains

cas, on a examin l'ampleur de la mise en uvre, et on indique le nombre d'installations utilisant la

technique en cause. La description des techniques se termine par des rfrences bibliographiques l'appui

des donnes du chapitre 4. Ces techniques sont rparties en 25 sections, comme indiqu au tableau

suivant.

Domaines d'application des techniques

Section

Activit/procd

production et

prvention

gaz et gaz

uss

eaux uses

dchets

solides

TOTAL

2 Alkylation 3 0 0 0 3

3 Production d'huile de base 14 4 2 1 21

4 Production de bitume 2 5 1 2 10

5 Craquage catalytique 17 13 2 5 37

6 Reformage catalytique 3 3 0 0 6

7 Procds de cokfaction 9 19 8 3 39

8 Refroidissement 3 - - - 3

9 Dessalage 13 0 4 1 18

10 Systme nergtique 56 22 2 0 80

11 thrification 1 0 1 1 3

12 Procds de sparation des

gaz

3 2 0 0 5

13 Procds consommant de

l'hydrogne

8 0 0 2 10

14 Production d'hydrogne 6 0 0 0 6

15 Gestion intgre des

raffineries

33 0 24 6 63

16 Isomrisation 3 0 0 0 3

17 Usines gaz naturel 0 12 5 3 20

18 Polymrisation 1 0 0 2 3

19 Units de distillation

primaire

3 2 3 3 11

20 Traitement des produits 5 2 4 0 11

21 Stockage et manutention

des produits de raffinerie

21 19 2 12 54

22 Viscorduction 3 1 1 1 6

23 Traitements des gaz uss - 76 - 1 77

24 Traitements des eaux uses - - 41 - 41

25 Gestion des dchets - - - 58 58

TOTAL 207 180 100 101 588

Comme on peut le calculer daprs ce tableau, 35% des techniques figurant dans le chapitre 4 concernent

la production et la prvention de la pollution, 31% concernent la rduction de la pollution de l'air et 17%

la rduction de la pollution de l'eau, la rduction des dchets ou la prvention de la pollution du sol. Il

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz iv

ressort encore une fois de ces chiffres que les missions atmosphriques sont le problme

environnemental majeur du raffinage.

Meilleures techniques disponibles pour les raffineries de ptrole et de gaz

Les conclusions concernant les meilleures techniques disponibles pour ces deux secteurs forment la partie

essentielle du prsent document; elles figurent au chapitre 5. Elles sont accompagnes dans la mesure du

possible des donnes relatives aux niveaux associs d'mission, de consommation et d'efficacit. L

encore, ce chapitre fait apparatre que les missions l'atmosphre sont le problme d'environnement

majeur des raffineries. Plus de 200 MTD sont indiques au chapitre 5, couvrant tous les problmes

environnementaux rencontrs dans les raffineries. En raison de la complexit de ce secteur, des

diffrentes matires premires utilises, du grand nombre de problmes multimilieux et des diffrentes

perceptions environnementales, il n'a pas t facile de dfinir le plan de ce chapitre. Ainsi par exemple, il

n'est pas tabli de priorits entre les objectifs environnementaux ni entre les tapes pour les atteindre, du

fait des vues divergentes sur ces questions au sein du groupe de travail technique et des possibilits

variables selon le site pour atteindre un mme objectif environnemental.

La prsente section du rsum met en lumire les problmes environnementaux les plus importants et les

principaux rsultats dcrits au chapitre 5. Au cours de l'examen des informations changes par le groupe

de travail technique, de nombreuses questions ont t souleves et discutes, dont seulement une partie est

voque ici.

Approche des MTD par unit et approche gnrique

Une des principales controverses apparue au cours de la prparation du BREF a t, du fait de son

importance pour les conclusions du chapitre 5, la question de l'intgration des processus au sein de la

raffinerie dans son ensemble, notamment sur la base de l'approche par enveloppe globale dite bulle

raffinerie , par opposition une approche intgre multimilieux pour chaque unit de procd, appele

approche unit par unit. On a notamment conclu qu'il convient de tenir compte dans la procdure

d'autorisation des mrites respectifs de ces deux approches, qui peuvent se complter plutt que s'exclure.

C'est pourquoi le chapitre 5 a t divis en deux sections (gnrique et par procd). Ainsi, les MTD pour

une raffinerie donne sont une combinaison d'lments non spcifiques un procd, applicables toutes

les raffineries (MTD gnrique) et de MTD particulires applicables dans ce cas prcis.

Application des permis IPPC fonds sur les MTD

tant donn qu'il est peu probable que des raffineries entirement nouvelles soient construites en Europe,

l'application du concept de MTD concerne essentiellement le cas de l'autorisation de nouvelles units

dans des raffineries existantes, ou de la mise jour et du renouvellement de permis pour des installations

existantes. L'application de certains concepts ou mthodes lis aux MTD peut s'avrer particulirement

difficile dans ces raffineries existantes, du fait de la complexit du secteur du raffinage, de sa diversit, de

son haut degr d'intgration des processus ou de sa haute technicit.

Les niveaux de consommation ou d'mission "associs aux meilleures techniques disponibles" sont

prsents le cas chant dans le chapitre consacr aux MTD. Les BREF ne fixent pas de normes

juridiquement contraignantes, mais donnent des informations l'intention des entreprises, des tats

membres et du public sur les niveaux d'mission et de consommation qu'il est possible d'atteindre en

utilisant les techniques prescrites. Ces niveaux ne constituent pas des valeurs limites d'mission ou de

consommation et ne doivent pas tre apprhends comme tels. Les valeurs limites appropries pour

chaque cas particulier devront tre dtermines en tenant compte des objectifs de la directive IPPC et de

considrations locales.

Il a t admis que la mise en uvre des MTD doit tre apprcie au cas par cas dans chaque raffinerie, et

que des solutions multiples sont possibles. C'est pourquoi les techniques de prvention ou de rduction

constituent un groupe particulier de possibilits au sein des MTD.

Parmi les nombreuses questions environnementales abordes dans le BREF, les cinq suivantes sont

probablement les plus importantes:

accrotre l'efficacit nergtique;

rduire les missions d'oxyde d'azote;

rduire les missions d'oxyde de soufre;

rduire les missions de composs organiques volatils;

rduire la pollution de l'eau.

MTD pour une meilleure efficacit nergtique des raffineries

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz v

Il a t admis au cours de l'change d'informations qu'une des plus importantes MTD concerne

l'augmentation de l'efficacit nergtique, dont le principal bnfice sera une diminution de toutes les

missions polluantes dans l'air. On a dtermin les techniques permettant d'accrotre l'efficacit

nergtique des raffineries (~32) et des donnes accompagnent leur description, mais il n'a pas t

possible, par aucune des mthodes existantes, de quantifier ce qui constitue une raffinerie efficace en

termes d'nergie. Seuls les indices Solomon dune dizaine de raffineries europennes sont disponibles. On

admet, dans le chapitre consacr aux MTD, qu'une augmentation de l'efficacit nergtique doit tre

recherche sur deux fronts: accrotre le rendement nergtique des diffrents procds/activits et

amliorer l'intgration nergtique de l'ensemble de la raffinerie.

MTD pour la rduction des missions d'oxyde d'azote

Les missions de NOx des raffineries constituent galement un problme qu'il convient d'analyser de deux

points de vue; la raffinerie dans son ensemble et les activits/procds spcifiques, notamment le systme

nergtique (fours, chaudires, turbines gaz) et les rgnrateurs des craqueurs catalytiques, car ce sont

les deux sources principales de ce type d'missions. Le groupe de travail a donc essay de parvenir un

consensus, tant par l'utilisation du concept de "bulle" que par l'examen des diffrents processus metteurs

de NOx. Le groupe de travail n'est pas parvenu dterminer une gamme unique d'missions associes

l'application des MTD dans la "bulle". Cinq gammes diffrentes de valeurs ont t donnes par le groupe

de travail technique pour l'approche globale (bulle) de la concentration (trois fondes sur des scnarios

diffrents de mise en uvre des MTD) et deux pour l'approche globale de la charge de la bulle raffinerie

(une fonde sur un scnario de mise en uvre des MTD). Les MTD concernant les missions de NOx

(~17) sont en gnral accompagnes des valeurs d'missions associes.

MTD pour la rduction des missions d'oxyde de soufre

Le troisime domaine qu'il convient d'examiner de ces deux points de vue concerne les missions de SOx,

qui proviennent essentiellement du systme nergtique (du fait de combustibles contenant des composs

soufrs), des rgnrateurs de craqueur catalytique, de la production de bitume, des procds de

cokfaction, du traitement l'amine, des units de rcupration du soufre et des torches. Une difficult

supplmentaire tient au fait que le soufre est prsent dans des produits fabriqus par la raffinerie. Le bilan

soufre figure donc parmi les lments inclure dans le systme de gestion environnementale. Le groupe

de travail technique s'est donc efforc de parvenir un consensus l'aide du concept d'enveloppe globale

(bulle) et en examinant chaque processus metteur de SOx. Le groupe de travail technique n'a pas t en

mesure de dterminer une gamme unique d'missions associes la mise en uvre des MTD dans le

cadre du concept de "bulle". Cinq gammes diffrentes de valeurs sont indiques pour l'approche globale

de la concentration (trois fondes sur des scnarios diffrents de mise en uvre des MTD) et deux pour

l'approche globale de la charge de la bulle (une fonde sur un scnario de mise en uvre des MTD). Les

MTD concernant les missions de SOx (~38) sont en gnral accompagnes de valeurs d'missions

associes.

La Commission a pris acte des vues divergentes du groupe de travail technique concernant les niveaux

moyens d'missions de dioxyde de soufre lors de la combustion de combustibles liquides associs

l'utilisation des MTD. La Commission note galement que la directive 1999/32/CE relative la teneur en

soufre de certains combustibles liquides prescrit une valeur limite d'mission de 1700 mg/Nm, ce qui

quivaut 1% de soufre dans le fuel lourd, comme valeur moyenne mensuelle sur l'ensemble des

raffineries compter du 1er janvier 2003. En outre, la directive 2001/80/CE, plus rcemment adopte, sur

les grandes installations de combustion (GIC) prvoit des valeurs limites d'mission de 200 1700

mg/Nm en fonction des caractristiques des installations couvertes par la Directive.

Dans cette perspective, la Commission considre qu'une gamme de 50 850 mg/Nm pour les niveaux

moyens d'mission de dioxyde de soufre avec des combustibles liquides correspond aux MTD. Dans de

nombreux cas, atteindre le bas de cette fourchette entranerait des cots et des incidences

environnementales induites qui dpasseraient les bnfices environnementaux de la rduction des

missions de dioxyde de soufre (rfrence dans la section 4.10.2.3). Une incitation vers le bas de la

fourchette pourrait tre le plafond national d'missions de dioxyde de soufre prvu dans la directive

2001/81/CE fixant des plafonds d'mission nationaux pour certains polluants atmosphriques, ou le fait

que l'installation se situe dans une zone sensible en ce qui concerne le soufre.

MTD pour la rduction des missions de COV

Les missions de COV provenant des raffineries ont t considres comme un problme global non li

tel ou tel procd et/ou activit, car les missions de COV sont fugaces, le point d'mission tant

indtermin. Toutefois, les procds et/ou activits fort potentiel d'missions de COV sont indiqus

dans les MTD spcifiques. Du fait de la difficult de dterminer les points d'mission, le groupe de travail

technique a conclu qu'il importait d'tablir une MTD en ce qui concerne la quantification des missions de

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz vi

COV. Une mthode est mentionne au chapitre 5 titre d'exemple. La mise en uvre d'un programme

LDAR (dtection et rparation des fuites) ou d'un quivalent est galement considre trs importante. Le

groupe de travail technique n'a pas t en mesure de dterminer une fourchette d'missions associes

l'application des MTD, principalement en raison de l'insuffisance des donnes disponibles. De

nombreuses (~19) MTD lies aux COV ont t identifies.

MTD pour la rduction de la pollution de l'eau

Comme indiqu plusieurs reprises dans le prsent document, les missions atmosphriques constituent

le principal problme environnemental dans une raffinerie. Nanmoins, les raffineries tant de grandes

consommatrices d'eau, elles produisent galement de grandes quantits d'eaux uses pollues. Les MTD

(~37) pour l'eau se situent deux niveaux. Le premier concerne la gestion de l'eau et des eaux uses dans

l'ensemble de la raffinerie, et l'autre a trait des actions spcifiques visant rduire la contamination des

eaux uses et la consommation d'eau. Des valeurs repres sont indiques au chapitre 5 en ce qui concerne

la consommation d'eau douce et les volumes d'effluents, ainsi que des paramtres pour l'eau la sortie du

traitement des eaux rsiduaires. Le chapitre 5 contient galement de nombreuses (~21) MTD concernant

la possibilit de recycler les eaux uses d'un procd vers un autre procd.

Techniques venir

Ce court chapitre porte sur les techniques qui n'ont pas encore fait l'objet d'applications industrielles et

sont encore au stade de la recherche ou du dveloppement. Ces techniques sont mentionnes en raison des

consquences qu'elles pourraient avoir dans le secteur du raffinage, afin de sensibiliser leur gard en vue

d'une ventuelle rvision du document.

Conclusions

La situation environnementale des raffineries europennes variant considrablement d'un tat membre

l'autre, le point de dpart est dans chaque cas diffrent. On a galement mis en vidence que les

perceptions et les priorits en matire d'environnement ne sont pas non plus les mmes d'un pays l'autre.

Niveau de consensus Le secteur du raffinage est vaste et complexe; il s'tend dans tous les tats membres sauf le Luxembourg.

Sa taille et sa complexit se refltent dans le nombre de procds et/ou d'activs abords dans le BREF,

ainsi que dans le nombre de MTD (plus de 200) qu'il contient. Le fait que l'on soit parvenu un accord

sur toutes ces MTD lexception de 27 dentre elles donne une ide de l'adhsion des membres du groupe

de travail technique aux conclusions formules. Les vues partages concernant ces 27 MTD peuvent tre

rsumes et classes selon les trois axes suivants:

Rsum

Raffineries de ptrole et de gaz vii

une concerne l'introduction gnrale du chapitre 5;

onze concernent les MTD gnriques;

quinze concernent les MTD spcifiques.

dix-neuf concernent les chiffres des fourchettes indiques au chapitre 5, et reprsentent deux opinions: la premire est que les techniques de rduction des missions sont presque toujours

applicables dans tous les cas, et la seconde est que ces techniques ne sont presque jamais

applicables;

quatre concernent la structure des parties du chapitre 5 consacres aux missions de SOx et de NOx et reposent sur la notion d'enveloppe globale (bulle);

deux concernent le tableau des missions dans l'eau; l'une a trait la priode moyenne indique dans la colonne de la concentration, et l'autre sur la faon d'exprimer la teneur en mtaux;

une concerne l'introduction du chapitre 5, et plus prcisment la mthode de slection de la valeur suprieure des fourchettes indiques;

une seule concerne proprement parler une technique, savoir la production d'huile de base.

neuf concernent le tableau des missions dans l'eau;

huit concernent les missions de SOx;

huit concernent les missions de NOx;

deux concernent les missions de particules.

Recommandations pour les travaux futurs En vue des futures rvisions du BREF, il convient que tous les membres du groupe de travail technique et

les parties intresses continuent collecter des donnes sur les niveaux d'missions et de consommation

ainsi que sur les performances des techniques examiner en vue de la dtermination des MTD. Il faut

galement recueillir des donnes sur les niveaux d'mission et de consommation qu'il est possible

d'atteindre, et sur l'conomie de tous les procds de production analyser. Il importe aussi de continuer

collecter des informations sur l'efficacit nergtique. Outre ces domaines d'intrt gnral, certaines

techniques voques au chapitre 4 doivent tre tayes par davantage d'informations. D'autres donnes

complmentaires qui manquent actuellement dans le document concernent les caractristiques des

particules, le bruit et les odeurs. Il est galement admis que d'autres organismes tels que les fournisseurs

de technologies peuvent amliorer la prsentation et la validation des donnes figurant dans le document.

Recommandations pour des travaux futurs de R & D Le paragraphe prcdent met en vidence les nombreux domaines dignes d'attention dans le cadre de

travaux futurs. Une bonne part de ces travaux consiste recueillir des informations utiles la rvision du

prsent BREF. Les propositions de travaux futurs de R & D sont principalement axes sur les techniques

indiques dans le prsent BREF, mais qui sont pour le moment trop coteuses ou impossibles mettre en

uvre dans le secteur.

La CE lance et soutient, dans le cadre de ses programmes de RDT, une srie de projets concernant les

technologies propres, les technologies nouvelles pour le traitement et le recyclage des effluents, et les

stratgies de gestion. Ces projets reprsentent des contributions potentielles utiles aux futures rvisions du

prsent BREF. Les lecteurs sont donc invits informer l'EIPPCB des ventuels rsultats de recherche

entrant dans le champ du prsent document (voir galement la prface du prsent document).

Prface

Raffineries de ptrole et de gaz viii

PREFACE

1. Statut de ce document

Sauf mention contraire, les rfrences la Directive dans ce document font rfrence la Directive du

Conseil 96/6 I/CE sur la prvention et la rduction intgres de la pollution. La Directive sappliquant sans

prjudice aux dispositions de la Communaut sur la sant et la scurit sur le lieu de travail, il en est de mme

pour ce document.

Ce document fait partie dune srie prsentant les rsultats dun change dinformations entre les Etats

membres de lUE et les industries concernes par les meilleures techniques disponibles (MTD), le

contrle associ, et leurs dveloppements. Il est publi par la Commission Europenne conformment

lArticle 16(2) de la Directive, et doit donc tre pris en compte comme stipul dans l'Annexe IV de la

Directive lors de la dtermination des meilleures techniques disponibles .

2. Obligations juridiques applicables la Directive de lIPPC et dfinition des MTD

Afin daider le lecteur comprendre le contexte lgal dans lequel sinscrit ce document, quelques-unes

des dispositions les plus pertinentes de la directive IPPC, y compris la dfinition du terme meilleures

techniques disponibles , sont dcrites dans cette prface. Cette description est invitablement incomplte

et est donne seulement titre dinformation. Elle ne prsente aucune valeur lgale et naltre ni ne porte

prjudice de quelque manire que ce soit aux dispositions relles de la Directive.

Lobjectif de la Directive est de raliser la prvention et la rduction intgres de la pollution provenant

des activits listes dans son Annexe I, menant un niveau important de protection de l'environnement

dans son ensemble. La base lgale de la Directive concerne la protection de lenvironnement. Sa mise en

uvre devrait galement tenir compte des autres objectifs de la Communaut, comme la comptitivit de

lindustrie de la Communaut, contribuant de la sorte au dveloppement durable.

Elle tablit plus spcifiquement un systme de dlivrance de permis pour certaines catgories

dinstallations industrielles ncessitant la fois des exploitants et des rgulateurs davoir une vue

densemble intgre du potentiel de pollution et de consommation dune usine. Le but gnral dune telle

approche intgre doit tre damliorer la gestion et le contrle des procds industriels afin dassurer un

haut niveau de protection pour lenvironnement dans son ensemble. Au cur de cette approche se trouve

le principe gnral fourni l'Article 3 qui stipule que les exploitants devraient appliquer toutes les

mesures de prvention appropries contre la pollution, en particulier via lapplication des meilleures

techniques disponibles leur permettant damliorer leur performance environnementale.

Le terme de meilleures techniques disponibles est dfini lArticle 2(11) de la Directive comme le

niveau de dveloppement des activits et de ses mthodes dexploitation le plus efficace et avanc, et

indiquent les techniques particulires appropries en pratique pour fournir en principe la base pour des

valeurs limites d'mission conues pour empcher et, lorsque cela nest pas possible, pour rduire de

manire gnrale les missions et leur impact sur lenvironnement dans son ensemble. LArticle 2(11)

continue en claircissant davantage cette dfinition de la manire suivante :

Le terme techniques inclue la fois la technique utilise et la manire dont linstallation a t conue,

construite, entretenue, exploite et dmantele en fin de vie ;

Les techniques disponibles sont celles qui sont dveloppes une chelle qui permet leur mise en

uvre dans le secteur industriel concern, dans des conditions techniques et conomiques viables, en

prenant en compte les cots et les avantages, que les techniques soient ou non utilises et produites dans

lEtat membre en question, tant quelles sont raisonnablement accessibles pour l'exploitant ;

Le terme meilleures dsigne les techniques les plus efficaces pour atteindre un haut niveau gnral de

protection de lenvironnement dans son ensemble.

De plus, lAnnexe IV de la Directive contient une liste de considrations prendre en compte de faon

gnrale ou dans des cas spcifiques lors de la dtermination des meilleures techniques disponibles, en

gardant lesprit les cots et bnfices vraisemblables dune mesure et les principes de prcaution et de

prvention . Ces considrations incluent les informations publies par la Commission conformment

l'Article 16(2).

Prface

Raffineries de ptrole et de gaz ix

Les autorits comptentes responsables de la dlivrance des permis doivent prendre en compte les principes

gnraux stipuls dans lArticle 3 lors de la dtermination des conditions dobtention du permis. Ces conditions

doivent inclure les valeurs limites dmissions, compltes ou remplaces lorsque cela est appropri par des

paramtres quivalents ou des mesures techniques. Selon lArticle 9(4) de la Directive, ces valeurs limites

dmissions, ces paramtres quivalents et ces mesures techniques doivent, sans prjudice aux standards de

qualit environnementaux, tre bass sur les meilleures techniques disponibles, sans prescrire dutilisation

daucune technique ou technologie spcifique, mais en prenant en compte les caractristiques techniques de

linstallation concerne, sa position gographique et les conditions environnementales locales. En toutes

circonstances, les conditions de dlivrance du permis doivent inclure des dispositions sur la minimisation de la

pollution longue distance ou transfrontire et doivent assurer un haut niveau de protection de lenvironnement

dans son ensemble.

Les Etats membres ont lobligation, comme stipul dans lArticle 11 de la Directive, de sassurer que les

autorits comptentes suivent les dveloppements des meilleures techniques disponibles ou en sont

informes.

3. Objet du document

LArticle 16(2) de la Directive requiert que la Commission organise un change dinformations entre

les Etats membres et les industries concernes par les meilleures techniques disponibles, le contrle

associ et leurs dveloppements , et quelle publie les rsultats de lchange.

Lobjectif de lchange dinformations est fourni dans la Clause 25 de la Directive, qui tablit que le

dveloppement et lchange d'informations au niveau de la Communaut sur les meilleures techniques

disponibles aideront redresser les dsquilibres technologiques dans la Communaut, feront la

promotion d'une dissmination mondiale des valeurs limites et des techniques utilises dans la

Communaut et aideront les Etats membres mettre en uvre cette Directive de manire efficace .

La Commission (la DG Environnement) a tabli un forum dchange dinformations (FEI) pour assister le

travail conformment lArticle 16(2) et un certain nombre de groupes de travail techniques ont t

tablis sous la tutelle du FEI. Le FEI et les groupes de travail techniques incluent chacun une

reprsentation des Etats membres et de l'industrie comme requis par l'Article 16(2).

Lobjectif de cette srie de documents est de reflter prcisment lchange dinformations qui a eu lieu

tel que lexige lArticle 16(2) et de fournir des informations de rfrence pour permettre aux autorits de

les prendre en compte lors de la dtermination des conditions de dlivrance du permis. En fournissant des

informations adquates concernant les meilleures techniques disponibles, ces documents devront agir

comme des outils valables pour diriger la performance environnementale.

4. Sources dinformations

Ce document prsente un rsum des informations collectes auprs dun certain nombre de sources,

incluant en particulier lexpertise de groupes tablis pour assister la Commission dans son travail, et

vrifie par les services de la Commission. Toutes les contributions sont reconnues.

5. Comprhension et utilisation du prsent document

Les informations fournies dans ce document sont destines tre utilises comme des donnes dentre

pour la dtermination des MTD dans des cas spcifiques. Lors de la dtermination des MTD et de la mise

en place des conditions de dlivrance de permis sur la base des MTD, lobjectif global datteinte dun

haut niveau de protection de lenvironnement dans son ensemble devrait toujours tre pris en compte.

Ce document fournit des informations au sujet de deux secteurs industriels : les raffineries de ptrole et

les installations de gaz naturel. Le reste de cette section dcrit les types dinformations qui sont fournies

dans chaque section du document.

Le document a t divis en sept chapitres et compte galement des annexes. Les Chapitres 1 et 2

fournissent des informations gnrales sur le secteur du raffinage ptrolier et du gaz naturel ainsi que sur les

procds et les activits de production que lon rencontre dans le secteur. Le Chapitre 3 fournit des donnes

et des informations sur les niveaux actuels dmission et de consommation qui refltaient la situation dans

les installations existantes au moment de la rdaction. Le Chapitre 4 dcrit les techniques de prvention (y

compris les techniques de production) et de contrle juges comme tant les plus pertinentes pour

dterminer les MTD et les conditions de permis bases sur les MTD. Chaque technique prsente dans le

Prface

Raffineries de ptrole et de gaz x

Chapitre 4 inclut des informations sur les niveaux de consommation et d'mission jugs atteignables en

utilisant la technique, une ide des cots et des questions croises associes la technique et la mesure dans

laquelle la technique est applicable la gamme dinstallations ncessitant des permis IPPC, par exemple les

installations rcentes, existantes, de grande ou de petite dimension. Le Chapitre 5 prsente les techniques et

les niveaux dmission et de consommation qui sont juges compatibles avec les MTD au sens gnral pour

les raffineries de ptrole et les installations au gaz naturel dans leur ensemble. Le Chapitre 6 dcrit

brivement les techniques qui pourraient tre appliques chacun des secteurs lavenir. Le Chapitre 7

rsume les conclusions et les recommandations du document. Afin daider le lecteur, un Glossaire a

galement t inclus. Les Annexes, qui compltent le document, contiennent un rsum de la lgislation

applicable au secteur et synthtise le type de configurations de raffinerie et les descriptions des

produits/intermdiaires ptroliers produits dans les raffineries.

Lobjet du Chapitre 5 consiste donc fournir des indications gnrales sur les niveaux dmission et de

consommation pouvant servir de point de rfrence appropri pour aider dterminer les conditions de permis

bases sur les MTD ou pour la mise en place de rgles obligatoires selon lArticle 9(8). Il est cependant

ncessaire dindiquer que ce document ne propose pas de valeurs de limite dmission. La dtermination des

conditions de permis appropries ncessitera de prendre en compte les facteurs locaux et propres au site comme

les caractristiques de linstallation concerne, sa situation gographique et les conditions environnementales

locales. Dans le cas dinstallations existantes, la viabilit conomique et technique de leur modernisation doit

galement tre prise en compte. Mme le simple objectif consistant assurer un niveau lev de protection de

lenvironnement dans son ensemble impliquera souvent la ralisation dune analyse des compromis entre les

diffrents types dimpacts environnementaux, et ces analyses seront souvent influences par des considrations

locales. Bien quune tentative ait t faite pour rsoudre certaines des questions mentionnes ci-dessus,

certaines ne peuvent pas tre intgralement prises en compte dans ce document. Les techniques et les niveaux

prsents dans le Chapitre 5 ne seront donc pas ncessairement appropris toutes les installations. Dun autre

ct, lobligation dassurer un niveau lev de protection environnementale, y compris la minimisation de la

pollution de longue distance ou transfrontire, implique que les conditions de permis ne peuvent pas tre

dtermines sur la base de considrations purement locales. Par consquent, il est de la plus haute importance

que les informations contenues dans ce document soient totalement prises en compte par les autorits de

dlivrance de permis.

6. Structure des chapitres

Les Chapitres 2,3, 4 et 6 ainsi que la Section 5.2 disposent dune structure interne commune afin de faciliter

la lecture et la comprhension de ce document. Chacun de ces chapitres a t structur par type de procd

ou dactivit rencontr dans le secteur du raffinage et class par ordre alphabtique afin den faciliter la

recherche dans le document. Ces sections nont pas la prtention davoir une mme importance du point de

vue de limpact environnemental. Certaines sont plus pertinentes que dautres, mais cette structure est

considre comme un moyen clair et judicieux daborder lvaluation des MTD dans ces secteurs

industriels. De plus, il est peu probable quune nouvelle raffinerie de ptrole soit construite en Europe, mais

il est trs probable que de nouveaux procds soient mis en place dans les raffineries europennes existantes.

La premire section de chacun de ces chapitres se consacre la description gnrale de la question

tudie dans le chapitre dans les raffineries dans leur ensemble. Les 20 sections suivantes couvrent tous

les procds et toutes les activits du raffinage ptrolier et une section porte sur les installations de gaz

naturel.

Etant donn que les meilleures techniques disponibles changent au cours du temps, ce document sera

rvis et mis jour lorsque cela sera ncessaire. Tous les commentaires et les suggestions devront tre

adresss au bureau europen de lIPPC lInstitut des tudes technologiques prospectives ladresse

suivante :

Edificio Expo, c/Inca Garcilaso, s/n, E-41092 Sville, Espagne

Tlphone : +34 95 4488 284 Fax : +34 95 4488 426

e-mail : eippcb@jrc.es

Internet : http://eippcb.jrc.es

Raffineries de ptrole et de gaz xi

SOMMAIRE

RSUM.................................................................................................................................................... II

PREFACE .............................................................................................................................................. VIII

CHAMP DAPPLICATION .............................................................................................................. XXIII

1 INFORMATIONS GENERALES .................................................................................................... 1

1.1 Lobjet des raffineries ......................................................................................................................... 1 1.2 Le secteur de la raffinerie en Europe ................................................................................................. 1 1.3 Les raffineries europennes ................................................................................................................ 6

1.3.1 Caractristiques techniques des raffineries europennes ......................................................... 1 1.3.2 Emploi dans le secteur de la raffinerie en Europe .................................................................... 6

1.4 Principaux problmes environnementaux du secteur du raffinage .................................................. 7 1.4.1 Les missions dans latmosphre .............................................................................................. 7 1.4.2 Emissions dans leau .................................................................................................................. 9 1.4.3 Gnration de dchets .............................................................................................................. 10 1.4.4 Contamination du sol et des eaux souterraines ....................................................................... 11 1.4.5 Autres problmes environnementaux ...................................................................................... 12

2 PROCEDES ET TECHNIQUES APPLIQUES .............................................................................. 1

2.1 Prsentation gnrale des procds de raffinerie .............................................................................. 1 2.2 Alkylation ............................................................................................................................................ 5 2.3 Production dhuile de base ................................................................................................................. 7 2.4 Production de bitume .......................................................................................................................... 9 2.5 Craquage catalytique ........................................................................................................................ 11 2.6 Reformage catalytique ...................................................................................................................... 13 2.7 Procds de cokfaction ................................................................................................................... 15 2.8 Systmes de refroidissement ............................................................................................................ 18 2.9 Dessalage ........................................................................................................................................... 20 2.10 Systme nergtique ......................................................................................................................... 21 2.11 Ethrification ..................................................................................................................................... 28 2.12 Procds de sparation des gaz ........................................................................................................ 31 2.13 Procds consommant de lhydrogne ............................................................................................ 33 2.14 Production dhydrogne ................................................................................................................... 40 2.15 Gestion intgre de raffinerie ........................................................................................................... 43 2.16 Isomrisation ..................................................................................................................................... 45 2.17 Usines gaz naturel .......................................................................................................................... 47 2.18 Polymrisation .................................................................................................................................. 49 2.19 Units de distillation principales ...................................................................................................... 50 2.20 Traitements du produit ..................................................................................................................... 53 2.21 Stockage et manipulation des matires de raffinerie ...................................................................... 55 2.22 Viscorduction .................................................................................................................................. 57 2.23 Techniques de rduction des missions ........................................................................................... 59

3 NIVEAUX DEMISSION ET DE CONSOMMATION ACTUELS ............................................ 60

3.1 Niveaux dmission et de consommation actuels dans les raffineries dans leur ensemble ......... 60 3.1.1 Niveaux de consommation actuels dans les raffineries.......................................................... 62 3.1.2 Emissions dans l'air .................................................................................................................. 63 3.1.3 Emissions dans l'eau ................................................................................................................. 71 3.1.4 Gnration de dchets .............................................................................................................. 73

3.2 Alkylation .......................................................................................................................................... 75 3.3 Production d'huile de base ................................................................................................................ 77 3.4 Production de bitume ........................................................................................................................ 80 3.5 Craquage catalytique ........................................................................................................................ 81 3.6 Reformage catalytique ...................................................................................................................... 86 3.7 Procds de cokfaction ................................................................................................................... 88 3.8 Systmes de refroidissement ............................................................................................................ 90 3.9 Dessalage ........................................................................................................................................... 92 3.10 Systme nergtique ......................................................................................................................... 94

3.10.1 Gestion de l'nergie .................................................................................................................. 94 3.10.2 Consommations et capacit nergtiques ............................................................................... 95

Raffineries de ptrole et de gaz xii

3.10.3 Emissions .................................................................................................................................. 97 3.11 Ethrification ...................................................................................................................................103 3.12 Procds de sparation des gaz ......................................................................................................104 3.13 Procds consommant de l'hydrogne ...........................................................................................105 3.14 Production d'hydrogne ..................................................................................................................108 3.15 Gestion intgre de la raffinerie .....................................................................................................111 3.16 Isomrisation ...................................................................................................................................115 3.17 Installations au gaz naturel .............................................................................................................117 3.18 Polymrisation ................................................................................................................................119 3.19 Units de distillation primaire ........................................................................................................120 3.20 Traitements du produit ...................................................................................................................122 3.21 Stockage et manipulation des matriaux de raffinerie .................................................................124 3.22 Viscorduction ................................................................................................................................127 3.23 Emissions manant des techniques de traitement des gaz rsiduaires ........................................129 3.24 Emissions manant des techniques de traitement des eaux uses ...............................................130 3.25 Gnration de dchets .....................................................................................................................132 3.26 Surveillance .....................................................................................................................................134

4 TECHNIQUES PRENDRE EN CONSIDRATION POUR DTERMINER LES MTD .. 138

4.1 Gnralits sur les activits considres dans ce chapitre............................................................139 4.2 Alkylation ........................................................................................................................................140

4.2.1 Procd dalkylation de lacide fluorhydrique .....................................................................140 4.2.2 Procd dalkylation en prsence dacide sulfurique ...........................................................142 4.2.3 Valoriser lintermdiaire par hydrognation slective ou isomrisation ............................144

4.3 Production dhuile de base .............................................................................................................144 4.3.1 Procd dextraction effets multiples .................................................................................144 4.3.2 Types de solvants utiliss dans lunit dextraction aromatique .........................................145 4.3.3 Rcupration des solvants dans les units de dparaffinage................................................147 4.3.4 Unit de retraitement de la paraffine .....................................................................................148 4.3.5 Nettoyage de lhuile de graissage ..........................................................................................149 4.3.6 Stockage des produits et des intermdiaires dhuile de base ...............................................149 4.3.7 Stockage et valuation comparative des solvants .................................................................149 4.3.8 Traitement du soufre dans les units dhydrognation ........................................................150 4.3.9 Stripage des eaux uses provenant de lextraction aromatique ...........................................150 4.3.10 Systme ptrole lourd ..........................................................................................................151

4.4 Production de bitume ......................................................................................................................151 4.4.1 Stockage des produits asphalts ............................................................................................151 4.4.2 Techniques de contrle des missions dans lair ..................................................................152 4.4.3 Techniques de contrle des missions dans les eaux uses .................................................155 4.4.4 Techniques de prvention de la gnration de dchets ........................................................155 4.4.5 Systme ptrole lourd ..........................................................................................................156

4.5 Craquage catalytique ......................................................................................................................156 4.5.1 Mode de combustion totale dans un rgnrateur ................................................................156 4.5.2 Craquage catalytique de rsidus (RCC) ................................................................................158 4.5.3 Mode de combustion partielle dans le rgnrateur .............................................................159 4.5.4 Hydrotraitement des charges .................................................................................................160 4.5.5 Chaudire de rcupration de chaleur et dtendeur appliqus aux gaz de combustion du rgnrateur FCC ....................................................................................................................................161 4.5.6 Slection du catalyseur ...........................................................................................................162 4.5.7 Gestion des eaux uses dans une unit de FCC ....................................................................163 4.5.8 Techniques de rduction des oxydes dazote ........................................................................164 4.5.9 Technique de rduction des particules ..................................................................................167 4.5.10 Techniques de rduction des oxydes de soufre ....................................................................171 4.5.11 Techniques de rduction combines .....................................................................................176 4.5.12 Techniques de gestion des dchets ........................................................................................176

4.6 Reformage catalytique ..........................................................................................................................177 4.6.1 Reformage catalytique continu .....................................................................................................177 4.6.2 Reformeur semi-rgnratif ...................................................................................................178 4.6.3 Type de promoteur de catalyseur ..........................................................................................178 4.6.4 Nettoyage des gaz de combustion de la rgnration ..........................................................179 4.6.5 Dpoussireur lectrostatique dans les gaz de combustion de rgnration ......................179 4.6.6 Formation de dioxines dans les units de reformage catalytique ........................................180

4.7 Procds de cokfaction .................................................................................................................180

Raffineries de ptrole et de gaz xiii

4.7.1 Cokfaction retarde ..............................................................................................................180 4.7.2 Cokfaction fluide ..................................................................................................................181 4.7.3 Procd de calcination ............................................................................................................182 4.7.4 Flexicoking .............................................................................................................................183 4.7.5 Utilisation de boues et/ou de dchets huileux comme intermdiaires dans lunit de cokfaction ..............................................................................................................................................184 4.7.6 Nettoyage des gaz de cokfaction .........................................................................................185 4.7.7 Utilisation de leau dans le procd de refroidissement/coupe ...........................................186 4.7.8 Manipulation et stockage du coke .........................................................................................186 4.7.9 Techniques de rduction des missions dans lair ................................................................187 4.7.10 Techniques de prvention des missions dans leau ............................................................189 4.7.11 Techniques de rduction de la contamination du sol ...........................................................190

4.8 Systmes de refroidissement ..........................................................................................................190 4.8.1 Sparation des eaux de refroidissement et des eaux du procd .........................................190 4.8.2 Refroidissement de lair .........................................................................................................191 4.8.3 Prvention des fuites dhuile dans leau de refroidissement................................................191

4.9 Dessalage .........................................................................................................................................192 4.9.1 Bonnes pratiques de dessalage ..............................................................................................192 4.9.2 Renforcement de la sparation hydrocarbures/eau avant le dversement dans la station d'puration ...............................................................................................................................................192 4.9.3 Renforce la sparation de matire solide/deau-huile ..........................................................193 4.9.4 Rutilisation de l'eau dans le dessaleur .................................................................................194 4.9.5 Stripage de la saumure du dessaleur .....................................................................................195

4.10 Systme nergtique ...................................................................................................................195 4.10.1 Gestion de l'nergie ................................................................................................................196 4.10.2 Combustibles de raffinerie: types et nettoyage.....................................................................200 4.10.3 Technique de production dnergie .......................................................................................204 4.10.4 Techniques de rduction et de contrle des oxydes dazote ................................................212 4.10.5 Technique de rduction des particules ..................................................................................226 4.10.6 Techniques de rduction des oxydes de soufre ...................................................................227

4.11 Ethrification...............................................................................................................................230 4.11.1 Distillation catalytique ...........................................................................................................230 4.11.2 Prvenir les troubles dans l'unit de traitement biologique des eaux uses. .......................230 4.11.3 Prvenir les fuites des composs solubles dans leau ..........................................................231

4.12 Procds de sparation des gaz ..................................................................................................231 4.12.1 Augmentation de lintgration de chaleur dans les installations en amont .........................231 4.12.2 Amlioration du systme dlimination des condensats ......................................................231 4.12.3 Rduction maximale des missions fugaces .........................................................................232 4.12.4 Rutilisation des gaz combustibles utiliss dans la production de GPL .............................232 4.12.5 Prvention des missions de substances odorantes du GPL ................................................233

4.13 Procds consommant de l'hydrogne .......................................................................................233 4.13.1 Hydroraffinage ........................................................................................................................233 4.13.2 Procds dhydrodsulfuration ..............................................................................................234 4.13.3 Distillation catalytique ...........................................................................................................235 4.13.4 Technique de remplacement du catalyseur en service pour le traitement des charges forte teneur en mtal ........................................................................................................................................236 4.13.5 Hydrognation des diolfines lgres ...................................................................................236 4.13.6 Hydrocraqueur ........................................................................................................................237 4.13.7 Hydrotraitement des rsidus ..................................................................................................237

4.14 Production d'hydrogne ..............................................................................................................239 4.14.1 Technique de reformeur vapeur chauffe au gaz ...............................................................239 4.14.2 Gazification des ptroles lourds et du coke ........................................................................240 4.14.3 Purification de lhydrogne ...................................................................................................241

4.15 Gestion intgre de la raffinerie ................................................................................................242 4.15.1 Outils de management environnemental ...............................................................................242 4.15.2 Le concept du droit polluer .................................................................................................243 4.15.3 Bonnes pratiques dentretien .................................................................................................248 4.15.4 Formation ................................................................................................................................250 4.15.5 Planification et contrle de la production .............................................................................250 4.15.6 Gestion de la scurit .............................................................................................................250 4.15.7 Gestion de l'eau .......................................................................................................................251 4.15.8 Gestion intgre des missions ..............................................................................................256

4.16 Isomrisation ...................................................................................................................................257

Raffineries de ptrole et de gaz xiv

4.16.1 Procd disomrisation catalyseur promu par du chlorure actif .....................................257 4.16.2 Procd disomrisation zolitique .......................................................................................257 4.16.3 Augmentation des hexanes cycliques dans le flux de charge de lisomrisation ...............258

4.17 Installations au gaz naturel .............................................................................................................258 4.17.1 Adoucissement du gaz naturel lamine ..............................................................................258 4.17.2 Unit de rcupration de soufre .............................................................................................259 4.17.3 Rutilisation du dioxyde de carbone .....................................................................................259 4.17.4 Techniques de rduction des missions de COV .................................................................259 4.17.5 Techniques pour rduire les missions de NOx ...................................................................260 4.17.6 Techniques de rduction des missions dans leau ..............................................................260 4.17.7 Techniques de rduction de la production de dchets ..........................................................261

4.18 Polymrisation ................................................................................................................................261 4.18.1 Procd ....................................................................................................................................261 4.18.2 Gestion et rutilisation du catalyseur ....................................................................................262

4.19 Units de distillation primaire ........................................................................................................263 4.19.1 Unit de distillation progressive ............................................................................................263 4.19.2 Intgration de chaleur des units de distillation de ptrole brut ..........................................264 4.19.3 Intgration de la chaleur des units de distillation sous vide...............................................265 4.19.4 Utilisation de pompes vide et de condenseurs de surface .................................................266 4.19.5 Rduction de la pression sous vide dans lunit de distillation sous vide ..........................266 4.19.6 Traitement des non condensables provenant du condensateur de lensemble de ljecteur sous vide 267 4.19.7 Epuration et rutilisation des eaux uses ..............................................................................268 4.19.8 Autres techniques prendre en considration dans les units atmosphriques ..................268

4.20 Traitements des produits ................................................................................................................268 4.20.1 Cascade des solutions caustiques ..........................................................................................269 4.20.2 Gestion de la substance caustique use .................................................................................270 4.20.3 Incinration de lair vici rejet lors de ladoucissement ....................................................271 4.20.4 Remplacer la filtration largile par lhydrotraitement .......................................................271 4.20.5 Traitement ...............................................................................................................................271 4.20.6 Dparaffinage catalytique ......................................................................................................272

4.21 Stockage et manipulation des matires..........................................................................................273 4.21.1 Rservoirs souterrains ............................................................................................................273 4.21.2 Rservoirs toit flottant internes ...........................................................................................273 4.21.3 Rservoirs toit fixe ..............................................................................................................274 4.21.4 Toits flottants externes ...........................................................................................................275 4.21.5 Cuves pressurises ..................................................................................................................276 4.21.6 Joints doubles et secondaires .................................................................................................276 4.21.7 Stratgie de stockage ..............................................................................................................277 4.21.8 Prvention des fuites au niveau des fonds des rservoirs ....................................................277 4.21.9 Confinement du mur de protection du parc de stockage ......................................................281 4.21.10 Rduire la gnration des rsidus de stockage .................................................................282 4.21.11 Procdures de nettoyage du rservoir ...............................................................................282 4.21.12 Couleur des rservoirs ........................................................................................................283 4.21.13 Autres bonnes pratiques de stockage ................................................................................283 4.21.14 Mlange en ligne ................................................................................................................285 4.21.15 Mlange par lots .................................................................................................................286 4.21.16 Rcupration de vapeur ......................................................................................................286 4.21.17 Utilisation/destruction de vapeur.......................................................................................288 4.21.18 Equilibrage de vapeur pendant les procds de chargement ...........................................289 4.21.19 Mesures de chargement par le bas .....................................................................................290 4.21.20 Sols hermtiquement tanches ..........................................................................................290 4.21.21 Usine GPL malodorante .....................................................................................................290 4.21.22 Les conduites ariennes et les lignes de transfert .............................................................291

4.22 Viscorduction ................................................................................................................................291 4.22.1 Conversion thermique profonde ............................................................................................291 4.22.2 Hydroviscorduction ..............................................................................................................292 4.22.3 Viscorducteurs maturateurs ...............................................................................................292 4.22.4 Gestion de gaz acides et des eaux uses ...............................................................................293 4.22.5 Rduction de la formation de coke dans les viscorducteurs ..............................................293

4.23 Traitements des gaz rsiduaires .....................................................................................................293 4.23.1 Techniques de rduction de CO.............................................................................................294 4.23.2 Options de contrle des missions de CO2 ...........................................................................294

Raffineries de ptrole et de gaz xv

4.23.3 Techniques de rduction de NOx ...........................................................................................294 4.23.4 Particules .................................................................................................................................300 4.23.5 Systme de gestion de soufre .................................................................................................304 4.23.6 Techniques de rduction des COV ........................................................................................321 4.23.7 Torches ....................................................................................................................................331 4.23.8 Techniques combines pour rduire les polluants dans lair ...............................................333 4.23.9 Techniques de contrle et de prvention des odeurs ............................................................335 4.23.10 Techniques de contrle et de prvention du bruit ............................................................335

4.24 Traitements des eaux uses ............................................................................................................336 4.24.1 Gestion des eaux uses au sein dune raffinerie ...................................................................336 4.24.2 Dsulfuration des eaux acides (SEA) ....................................................................................338 4.24.3 Rduction et rcupration des hydrocarbures dans les eaux uses .....................................341 4.24.4 Traitements primaires .............................................................................................................342 4.24.5 Traitements secondaires .........................................................................................................344 4.24.6 Traitements tertiaires ..............................................................................................................345 4.24.7 Traitements finaux ..................................................................................................................346 4.24.8 Traitement des eaux uses de la raffinerie ............................................................................347

4.25 Gestion des dchets.........................................................................................................................349 4.25.1 Etablissement dun programme de gestion des dchets .......................................................349 4.25.2 Gestion et traitement des boues .............................................................................................350 4.25.3 Gestion des catalyseurs solides uss .....................................................................................353 4.25.4 Rcupration et recyclage des dchets ..................................................................................355 4.25.5 Biodgradation des dchets ...................................................................................................357 4.25.6 Stabilisation/solidification des dchets .................................................................................358 4.25.7 Stockage des dchets ..............................................................................................................359

5 MEILLEURES TECHNIQUES DISPONIBLES (MTD) ........................................................... 360

5.1 MTD gnriques (totalit de la raffinerie) ....................................................................................364 5.2 MTD pour le procd/lactivit .....................................................................................................370

6 TECHNIQUES EMERGEANTES ............................................................................................... 382

7 CONCLUSIONS ............................................................................................................................ 385

9. GLOSSAIRE .................................................................................................................................. 391

10 ANNEXES ................................................................................................................................... 391

10.1 Annexe I. Lgislation environnementale et valeurs limites dmission appliques aux raffineries. ....................................................................................................................................................392

10.1.1 Lgislation de lUE et autres lgislations internationales ....................................................392 10.1.2 Lgislation nationale et valeurs limites dmission de lUE+ .............................................397 10.1.3 Lgislation et valeurs limites dmission des pays nappartenant pas lUE+ .................412

10.2 Annexe II. Configurations de la raffinerie ....................................................................................414 10.2.1 Configuration 1 : unit de distillation-reformage + isomration .........................................415 10.2.2 Configuration 2 : configuration du craquage catalytique ....................................................416 10.2.3 Configuration 3 : configuration de type hydrocraqueur .......................................................417 10.2.4 Configuration 4 : raffinerie complexe avec hydroconversion et CCGI ..............................418

10.3 Annexe III. Charge dalimentation, intermdiaires et produits de la raffinerie ..........................420 10.3.1 Ptrole brut ..............................................................................................................................420 10.3.2 Intermdiaires et produits de la raffinerie .............................................................................422

10.4 Annexe IV. Exemples fournis sur la rentabilit de la mise en uvre des techniques environnementales. ......................................................................................................................................425

10.4.1 Calcul de la rentabilit de la mise en uvre dune technique dans une situation hypothtique ............................................................................................................................................425 10.4.2 Donnes de rentabilit de la SRU ..........................................................................................426 10.4.3 Recueil des donnes de rentabilit des techniques de rduction du NOx............................427 10.4.4 Etude de faisabilit sur lapplicabilit des mesures environnementales relatives au NOx dans deux sites de raffinerie diffrents ..................................................................................................429

10.5 Annexe V : Informations gnrales fournies par les membres du GTT pour les diffrentes propositions des missions de SO2 et de NOx selon le droit polluer .....................................................430

10.5.1 Calculs bass sur des hypothses MTD fournies par les Pays-Bas .....................................431 10.5.2 Exemple de lAutriche ............................................................................................................... 3 10.5.3 Deux exemples fournis par un membre du GTT ...................................................................... 3 10.5.4 Propositions et justification italienne pour les donnes fournies concernant la bulle ..... 4

Raffineries de ptrole et de gaz xvi

10.5.5 Propositions et justifications de la Concawe par rapport aux donnes fournies concernant la bulle ................................................................................................................................................... 5

10.6 Annexe VI. Propositions de deux Etats membres sur la mise en uvre des MTD dans le secteur de la raffinerie .................................................................................................................................................. 8

10.6.1 Propositions franaises sur la structure de certaines parties du Chapitre 5 ............................ 8 10.6.2 Propositions italiennes pour la structure de certaines parties du Chapitre 5 ........................ 12

Raffineries de ptrole et de gaz xvii

LISTE DES FIGURES

Figure 1.1 : Pourcentage de soufre dans le brut utilis dans chaque pays europen ....................................... 3 Figure 1.2 : Distribution gographique des raffineries europennes ............................................................... 8 Figure 1.3 : Indice Nelson de complexit des raffineries europennes par pays (moyenne de 6,1) .............. 4 Figure 1.4 : Evolution de la complexit des raffineries europennes .............................................................. 5 Figure 1.5 : Emploi dans les raffineries europennes en fonction de la complexit de la raffinerie ............. 6 Figure 1.6 : Emploi dans les raffineries europennes en fonction de la complexit de la capacit de brut .. 7 Figure 2.1 : Plan gnral dune raffinerie de ptrole complexe ....................................................................... 3 Figure 2.2 : Schma simplifi du flux de procd de lunit dalkylation de fuel lourd ................................ 6 Figure 2.3 : Diagramme en btons dune usine de lubrifiants .......................................................................... 8 Figure 2.4 : Schma simplifi du flux du procd dune unit de soufflage de bitume ................................. 9 Figure 2.5 : Schma simplifi du flux de procd du craqueur catalytique en lit fluidis............................ 12 Figure 2.6 : Schma simplifi du flux de procd du craqueur catalytique en continu ................................ 14 Figure 2.7 : Schma simplifi du flux du procd de lunit de cokfaction diffre .................................. 16 Figure 2.8 : Schma simplifi du flux du procd dun flexicokeur .............................................................. 17 Figure 2.9 : Diagrammes simplifis des systmes de refroidissement utiliss dans les raffineries ............. 18 Figure 2.10 : Diagramme simplifi de flux de procd dun dessaleur de brut ............................................ 20 Figure 2.11 : Diagramme simplifi du flux du procd dun systme de gaz combustible.......................... 22 Figure 2.12 : Diagramme simplifi du flux du procd dun systme de fioul lourd ................................... 23 Figure 2.13 : Schma de flux en bloc du CCGI............................................................................................... 24 Figure 2.14 : Plan classique dune unit de prparation deau de charge de chaudire et une chaudire

vapeur ......................................................................................................................................................... 26 Figure 2.15 : Schma simplifi de flux de procd dun procd de production de MTBE ........................ 29 Figure 2.16 : Schma simplifi de flux de procd de la production de TAME ........................................... 29 Figure 2.17 : Schma simplifi de flux de procd pour une partie dune installation gaz ....................... 31 Figure 2.18 : Schma simplifi de flux de procd dune unit d'hydrodsulfuration de distillat ............... 36 Figure 2.19 : Schma simplifi de flux de procd de lhydrocraqueur (tage unique recyclage) ........... 38 Figure 2.20 : Echantillon d'un schma simplifi de flux du procd d'hydroconversion (en lit mobile) .... 39 Figure 2.21 : Production dhydrogne par reformage vapeur et rcupration module en pression ........ 41 Figure 2.22 : Schma simplifi de flux de procd dune unit disomrisation .......................................... 45 Figure 2.23 : Diagramme gnral de flux de lindustrie du gaz naturel ........................................................ 48 Figure 2.24 : Schma simplifi dune unit de polymrisation ...................................................................... 49 Figure 2.25 : Diagramme simplifi de flux de procd dune unit de distillation de brut .......................... 51 Figure 2.26 : Schma simplifi de flux de procd dune unit de distillation sous vide lev ................... 52 Figure 2.27 : Diagramme simplifi de flux du procd dextraction doxydation du mercaptan ................ 54 Figure 2.28 : Diagramme simplifi de flux de procd du systme caustique en cascade (extraction de

loxydation de mercaptan et adoucissement de loxydation du mercaptan).......................................... 54 Figure 2.29 : Diffrents types de rservoirs de stockage ................................................................................ 56 Figure 2.30 : Schma simplifi de flux de procd dune unit de viscorduction ...................................... 57 Figure 3.1 : Exemple dmissions et de consommations spcifiques constates dans les raffineries

europennes ............................................................................................................................................... 61 Figure 3.2 : Emissions spcifiques de CO2 manant de certaines raffineries europennes comme fonction

de lindex de complexit de Nelson ......................................................................................................... 63 Figure 3.3 : Emissions spcifiques de NOx manant de certaines raffineries europennes comme fonction

de lindex de complexit de Nelson ......................................................................................................... 64 Figure 3.4 : Emissions de SO2 manant de certaines raffineries europennes comme fonction de la

capacit en ptrole brut ............................................................................................................................. 67 Figure 3.5 : Emissions spcifiques de SO2 manant de certaines raffineries europennes comme fonction

de la capacit en ptrole brut .................................................................................................................... 67 Figure 3.6 : Emissions spcifiques de SO2 manant de certaines raffineries europennes comme fonction

de lindex de complexit de Nelson ......................................................................................................... 68 Figure 3.7 : Index dintensit nergtique vs. index de complexit de Nelson dans certaines raffineries

europennes. .............................................................................................................................................. 95 Figure 3.8 : Teneurs en azote et en soufre du fioul lourd (rsidus sous vide) en fonction de son origine

gographique. ............................................................................................................................................ 96 Figure 3.9 : Procd commercial de coke de ptrole ....................................................................................108 Figure 3.10 : Evolution historique et de la distribution de la bulle de combustion du SO2 annuelle calcule

dans les raffineries de lUE .....................