Description de l’atelier des utilités  

L’atelier des utilités comporte deux stations

- Une unité de traitement des eaux (TED)

- Une centrale thermoélectrique (CTE)

- Une unité de compression d’air

TED :

L’unité de traitement des eaux au site de Pakistan Maroc Phosphore est chargée de la gestion des eaux à l’intérieur du site, elle permet de subvenir aux besoins de l’usine en eau de différentes qualités selon les exigences du procédé. A savoir :

- L’eau désiliciée : utilisée pour la dilution de l’acide fort et pour l’alimentation de la chaudière de récupération

- L’eau potable : pour les douches de sécurité, les douches oculaires et les stations de service.

Pourquoi le traitement des eaux ?

Le traitement d’eau douce est important pour éviter les problèmes suivant : Érosion ou colmatage : Ils sont dus à plusieurs raisons, par exemple : - la présence des matières

en suspension dans l’eau. La prolifération des algues et les micro-organismes dans les circuits de refroidissement, ce qui

gêne la circulation de l’eau, et peut conduire à des arrêts dans l’installation. Entartrage : C'est le dépôt sur les parois chaudes des sels contenus dans l’eau d’alimentation. Ces

dépôts engendrent une baisse au niveau du rendement thermique, et au niveau de la résistance mécanique des tubes.

La corrosion : Qui est dues aux actions d’oxygène, d’hydrogène, et du gaz carbonique. Le primage : C'est l’entraînement de l’eau de la chaudière dans la vapeur. La formation des

bulles de vapeur, qui n’éclatent pas dans la surface de l’eau et qui s’échappent à travers les tôles perforées de la chaudière, conduit à l’entraînement de l’eau dans la vapeur. Il en résulte une détérioration des turbines, la corrosion des lignes de retour des condensats, etc.

Description par unités opérationnelles   :

Pompage et stockage de l’eau brute   :

Bassin de stockage d’eau brute (225-IR-11) :

L’eau brute est distribuée par le Client dans les limites de l’installation depuis son stockage dans un bassin de stockage d’eau brute en béton (225-IR-11) de 400 m3. Le débit est en moyenne de 700 m3/h, mais des pics jusqu’à 1000 m3/h peuvent arriver.

Réservoir de stockage d’eau brute (225-IR-12) :

C’est réservoir de type cylindrique vertical de 5000 m3 de capacité, et qui est en fait un réservoir d’eau pour incendie.

Pompes d’alimentation de l’usine de phosphore (225-IR-11-P01/P02) :

Un ensemble de deux pompes centrifuges verticales immergées dans le bassin d’eau brute, permet d’assurer les fonctions suivantes :

- Distribuer l’eau à l’usine de production d’acide phosphorique avec un débit maximum de 450 m3/h.

- Remplir le réservoir de stockage d’eau brute (225-IR-12) avec un débit maximum de 100 m3/h. qui est en fait un réservoir d’eau pour incendie,

- Maintenir une certaine pression dans le réseau d’eau pour incendie.

Pompes d’alimentation du filtre (225-IR-11-P03/P04)   :

Un 2ème ensemble (1W+1SB) constitué de deux pompes (225-IR-11-P03/P04) centrifuges verticales immergées dans le bassin de stockage d’eau brute, permet d’assurer l’alimentation du prétraitement d’eau brute avec un débit de 130m3/h.

Pompes pour eau d’incendie (225-IR-12-P05/P06)   :

Un 3ème ensemble (1W+1SB) est constitué de deux pompes pour eau d’incendie (225-IR-P05/P06) de capacité de 250 m3/h. La pompe principale est équipée d’un moteur électrique, tandis que l’autre est équipée d’un moteur Diesel, elle prend le relais en cas de panne de courant électrique. Ces deux pompes sont normalement arrêtées et ne sont mises en marche que lorsque la pression chute dans le réservoir (225-IR-12). Elles servent aussi de pompes d’urgence pour le refroidissement des compresseurs dans la station de traitement d’air.

Flowsheet

Filtration et stockage d’eau filtrée   :

La première étape du pré-traitement d’eau brute est la filtration. L’unité de filtration est composée de deux chaines, l’une en marche et l’autre en stand-by.

Chaque chaine de filtration comprend :

Un filtre bi-couche (225-IS-21/23)   (2W)   :

Ce filtre permet de traiter jusqu’à 105 m3/h d’eau brute. Il a pour role l’élimination des matières en suspension dans l’eau brute. Une couche d’hydro-anthracite et une couche de sable assurent une filtration en profondeur. La filtration est continue tant que le lit filtrant n’est pas saturé. Un lavage à contre-courant est réalisé lorsque le filtre atteint une pression diférentielle haute.

Un filtre à charbon actif (225-IS-22/24) (2W)   :

Ce filtre de 105 m3/h de capacité assure le role d’élimination du chlore qui a été ajouté à l’eau par le client, ainsi que les hydrocarbures dissous. La filtration est possible tant que le filtre à charbon n’est pas saturé. Lorsque le charbon est saturé il doit être remplacé. L’ancien charbon doit être rejeté ou doit être retourné au fournisseur de charbon actif pour réactivation. Il doit etre périodiquement lavé à contre-courant pour éviter l’effet canal (renardage) et pour éliminer les poussières de charbon.

Réservoir de stockage d’eau filtrée (225-IR-25)   :

L’eau filtrée est stockée dans le réservoir de stockage d’eau filtrée (225-IR-25) de capacité de 500m3 .

Pompes de lavage du filtre à contre-courant (225-IR-25-P07/P08)   :

Le lavage des filtres bi-couches et filtres à charbon est assuré par un ensemble de pompes centrifuges horizontales qui pompent à partir du stockage d’eau filtrée. Cet ensemble est constitué de deux pompes (1W+1SB) de lavage du filtre à contre-courant (225-IR-25-P07/P08), de capacité nominale de 320 m3/h, elles peuvent laver à contre-courant les deux filtres bi-couche et les filtres à charbon actif.

Pompes d’alimentation en cations (225-IR-25-P09/P10)   :

C’est un ensemble de pompes centrifuges horizontales permetant l’alimentation des chaines de déminéralisation primaires à raison de 100 m3/h chacune.

Flowsheet

Déminéralisation et stockage eau déminéralisée   :

L’unité de déminéralisation est constituée de deux chaines de déminéralisation dites chaines primaires, fonctionnant en alternance. Chacune est composée d’un échangeur cationique, d’un dégazeur atmosphérique et d’un échangeur anionique.

- Echangeur cationique (225-IK-31/33) :

L’échangeur cationique (225-IK-31/33) est constitué de deux couches de résine cationique fortement acide, séparées par un plancher à buselures. Il élimine les cations présents dans l’eau d’alimentation en les échangeant avec des ions hydrogènes. Ceux-ci se combinent avec les molécules d’eau, acidifiant ainsi l’eau. L’équilibre des carbones dans l’eau se déplace en direction du dioxyde de carbone (libre).

- Dégazeur (225-IS-31/32)   :

La tour de dégazage (225-IS-31/32) permettant de traiter un débit allant jusqu’à 100 m3/h a pour role essentiel d’éliminer le CO2 dissous dans l’eau. réalisant ainsi une économie sur la capacité de la résine anionique.

- Soufflante de séparateur de gaz (225-IC-31/32)   :

Une soufflante d’air centirfuge de 3400 m3/h de capacité permet de souffler l’air de barbotage dans le tour de stripping atmosphérique.

- Pompes d’alimentation de l’échangeur anionique/ recirculation (225-IS-31-P12/13)   :

Deux pompes centrifuges horizontales en acier inoxydable pompent l’eau dégazée pour alimenter l’échangeur anionique avec un débit de 100m3/h.

- Echangeur anionique   (225-IK-32/34):

L’échangeur anionique (225-IK-32/34) est constitué d’un lit de résine anionique à faible basicité et un lit de résine anionique fortement basique, séparés par un plancher à buselures. La résine anionique faiblement basique élimine la majorité des anions associés à l’ion hydrogène (les anions d’acide inorganique) et la résine anionique fortement basique élimine aussi la silice et le dioxyde de carbone.

- Réservoir de stockage d’eau déminéralisée (225-IR-34)   :

L’eau déminéralisée est stockée dans le réservoir de stockage d’eau déminéralisée (225-IR-34) construit en acier carboné et dont la capacité est de 1000 m3. Quatre ensembles de pompes centrifuges pompent dans ce réservoir.

- Pompes d’eau déminéralisée de l’usine de sulfure (225-IR-34-P15/P16)

L’ensemble des deux pompes centrifuges horizontales en acier inoxydable (225-I34-P15/P16 ) (1W + 1 SB) est chargé d’alimente l’atelier Sulfurique en eau déminéralisée avec un débit 30 m3/h.

- Pompes d’eau déminéralisée CHPS (225-IR-34-P17/P18)   :

L’ensemble des deux pompes (225-I34-P17/P18) (1W + 1 SB) fournit l’eau déminéralisée avec un débit de 40 m3/h pour faire l’appoint dans le stockage de condensat non traité .

- Pompes d’eau de dilution pour régéneration à lits mixtes (225-IR-34-P19/P20)   :

L’ensemble des deux pompes centrifuges horizontales en acier inoxydable (225-I34-P19/P20) (1W + 1 SB) ditribue l’eau de dilution pour la régénération des échangeurs à lits mélangés, avec un débit de 18,5 m3/h.

- Pompes d’eau de dilution pour régénération de chaîne primaire (225-IR-34-P21/P22)

L’ensemble des deux pompes centrifuges horizontales en acier inoxydable (225-IR34-P21/P22) (1W + 1 SB) distribue l’eau de dilution pour la régénération des chaines primaires de déminéralisation avec un débit de 138 m3/h. Elles peuvent fournir de l’eau pour le lavage à contre-courant de la résine et son transport également si nécessaire (vers et dans la tour de lavage ou de stockage).

Production d’eau potable   :

Stockage d’eau potable (225-IR-61)   :

L’eau potable est préparée à partir de l’eau brute. Les pompes de lavage à contre-courant du filtre remplissent de façon intermittente le réservoir de stockage d’eau potable (225-IR-61) de 50m3 de capacité.

Réservoir d’hypochlorite de sodium (225-IR-62/63) :

L’hypochlorite de sodium (NaOCl à 47,5° chlorométriques) destiné à désinfecter l’eau brute est stocké dans les des deux réservoirs de stockage (225-IR-62/63) de capacité de 1m3 chacun,

Pompes doseuses d’hypochlorite de sodium (225-IR-62-P05/IR63-P06)   :

Deux pompes à membrane (225-IR-62-P05/IR63-P06) à commande électromagnétique assurent le role d’injecter l’hypochlorite de sodium de façon intermittente au courant entrant d’eau brute pour la désinfecter.

Pompes pour eau potable (200-IP-31/32)   :

L’eau chlorée est ensuite pompée à l’aide des pompes (225-IR-61-P31/P32) centrifuges horizontales avec un débit constant de 20 m3/h vers un filtre à charbon actif (225-IS-64).

Filtre à charbon actif pour eau potable (225-IS-64)   :

Un filtre à charbon actif (225-IS-64) de capacité 20m3/h qui a pour role d’éliminer le chlore qui a été rajouté dans l’eau.

Hydrophore pour pressurisation d’eau potable (225-IS-65)   :

Le ballon hydrophore (225-IS-65) de 0.2 m3 de capacité, avec membrane en caoutchouc, permet de réguler la pression d’eau en aval des filtres grace à un système anti-bélier.

(Cette eau sera ensuite envoyée via des canalisations vers l’atelier de production d’acide phosphorique, celui de production d’acide sulfurique, ainsi que pour les douches de sécurité et utilisation sanitaire au niveau du site.)

Flowsheet

Stockage, pompage et traitement des condensats non traités   :

Le réservoir de stockage de condensats non traités (225-IR-45) est alimenté par trois origines différentes.

Les condensats en provenance de la centrale électrique avec un débit de 25 à 70 m3/h .

Les condensats en provenance de l’usine de phosphore avec un débit de 35 à 150 m3/h.

Une partie d’eau déminéralisée en provenance du stockage d’eau déminéralisée pour faire l’appoint en eau.

Echangeurs thermiques (225-IT-41/42)   :

Les condensats issus de l’usine de phosphore sont caractérisés par un débit relativement important et une température trop élevée pour la résine anionique des échangeurs à lits mélangés situés en aval. Ils doivent donc être refroidis avec de l’eau de refroidissement dans les échangeurs (225-IT-41/42) avant d’etre stockés. Il s’agit d’échangeurs à plaques en acier carboné capable de refroidir un débit maximum de condensats de 150 m3/h. Le débit d’eau de refroidissement est régulé par la température de sortie du condensat de l’usine de phosphore. Le débit maximum d’eau de refroidissement nécessaire est de 600 m3/h (100%).

Pompes d’alimentation des échangeurs à lits mélangés (225-IR-45-P23/P24)   :

Les deux pompes (225-IR-45-P23/P24) (1W + 1 SB) pompent à partir du stockage de condensats (225-IR-45) pour alimenter à raison d’un débit de 250 m3/h, trois échangeurs à lits mélangés (225-IK-40-41-42).

Echangeurs à lits mélangés (225-IK-40/41/42):

L’échangeur à lits mélangés (225-IK-40/41/42) est un échangeur mixte rempli à peu près à 60% de résine cationique fortement acide et à 40 % de résine anionique fortement basique, Il fonctionne à co-courant de haut en bas et permet de traiter un débit maximum de 150m3/h d’eau en pointe.

L’eau est traitée jusqu’à une qualité presque pure pour etre ensuite distribuée sous pression jusqu’aux limites de l’installation.

Colonne de définage de résine (225-IS-40)   :

Le définage périodique de la résine des échangeurs mixtes se fait à contre-courant avec de l’eau déminéralisée dans une colonne de définage (225-IS-40) cylindrique verticale avec fond conique, d’une capacité de 9.8 m3, construite en SVR. Le transfert de la résine depuis les compartiments des échangeurs primaires vers la colonne de définage se fait grace aux pompes alimentant les échangeurs. Après nettoyage, la résine est transférée vers l’échangeur d’origine grace à un hydro-éjecteur (225-IS-40-PO1) situé à la base de la colonne.

Colonne de stockage de résine (225-IS-41)   :

Une colonne de stockage de résine de capacité 9.8 m3 est disponible pour permettre de vider un échangeur d’ions à la fois pour sa maintenance.

Tampon collecteur d’eau usée (225-IR-46)   :

Les eaux de la colonne de définage et de régénération sont envoyées vers une bâche de collecte d’eau usée de 200 m3 en béton en béton avec briques de type grès anti-acide.

Pompes pour évacuation d’eau usée (225-IR-46-P25/P26)   :

Des pompes centrifuges verticales (225-IR-46-P25/P26) (1W+1SB) en acier inoxydable transfèrent l’eau usée qui a été utilisée lors du définage des résines jusqu’aux limites de l’installation avec un débit de 30 m3/h.

Stockage et dosage des réactifs :

Compression d’air :

Compresseurs d’air (224-IC-71/72)   :

L’unité de compression d’air contient deux compresseurs à air à double étage (224-IC-71/72) (1W + 1SB) de capacité de 1000 Nm3/h avec refroidisseur inter-étage, à l’eau.

Refroidisseur à l’eau : la circulation à contre-courant après le refroidisseur utilise des tubes d’acier inoxydable résistants à la corrosion. Le profil en étoile améliore le transfert de chaleur.

Pot de condensation : un séparateur d’humidité en aluminium élimine les condensats de l’air comprimé à basse pression avant l’extrémité d’air à haute pression

Réservoir d’air (225-IR-71):

L’air comprimé est stocké dans un réservoir (225-IR-71) de capacité 10m3. Une partie de cet air est envoyée aux différentes unités comme air de service, et une partie est déshydratée. Ce pour lequel quatre déshydrateurs d’air sont installés.

Déshydrateurs d'air (124-IS-71/72)   :

Les déshydrateurs d’air (225-IS-71/72) (2W + 2SB) reposent sur le principe d’adsorption. Lorsque l’un est en service l’autre est régénéré ou en attente. Chaque séchoir est constitué de deux tours contenant un déshydratant de type gel de silice. L’air comprimé humide entre par la tour de séchage via la vanne principale inférieure, il circule vers le haut à travers le déshydratant, pour quitter la tour à l’état sec via la vanne principale supérieure. Pendant que dans une tour les billes de gel de silice adsorbent l’humidité de l’air, le gel de silice saturé est réactivé dans l’autre. Après un demi-cycle, les fonctions de la tour sont inversées. L’air déshydraté est utilisé pour les appareils des différentes unités.