La raffinerie Dangote est une raffinerie de pétrole située à Lekki, au Nigeria, inaugurée en . Elle a la capacité de traiter environ de pétrole brut par jour, ce qui en fait la plus grande raffinerie à train unique au monde. L'investissement s'élève à plus de de dollars américains..
En , Aliko Dangote emprunte de nairas (environ d'euros) à 12,75 % respectivement 13,5 % par an pour achever la raffinerie.. À la même date, Fitch Ratings constate que la date de démarrage de la raffinerie avait été repoussée trois fois en quatre ans et craignait une baisse de la confiance des investisseurs si l'exploitation ne commençait pas en 2023. Dans le même temps, les quatre raffineries de la compagnie pétrolière nationale NNPC à Kaduna, Port Harcourt. et Warri sont à l'arrêt et devraient reprendre le traitement du pétrole en 2023 après un réussi..
Elle entre en service à la mi-, commençant à produire du gazole et du carburant aviation.
Installation vignette|Situation de la raffinerie de Dangote. La raffinerie est située sur un site de () dans la zone franche de Lekki, dans l'État de Lagos, à une soixante à l'est de Lagos. Elle est alimentée en pétrole brut par la plus grande infrastructure d'oléoducs sous-marins du monde ( de long).. Elle doit fournir permanents dans la région.
Grande complexité La raffinerie de pétrole Dangote aura un indice de complexité Nelson de 10,5, ce qui signifie qu'elle sera plus complexe que la plupart des raffineries des États-Unis (moyenne de 9,5) ou d'Europe (moyenne de 6,5). (la plus grande raffinerie au monde, celle de Jamnagar en Inde, a une complexité de 21,1). L'indice de complexité Nelson augmente fondamentalement avec le nombre et la capacité des procédures chimiques après la distillation, par exemple l'hydrocraquage, le NHT, le CCR, le RFCC, la polymérisation.
La raffinerie mettra notamment en œuvre les procédés de raffinage suivants.. :
Unité de distillation du brut (CDU) vignette|Colonne de distillation du pétrole brut en comparaison avec l'Arche de la Défense et la fusée . En 2019, la plus grande colonne de distillation de brut au monde, pesant , a été mise en place à la raffinerie de Dangote par une entreprise néerlandaise spécialisée. Avec une hauteur de , elle est légèrement plus haute que la fusée qui a amené le premier homme sur la Lune () ou que l'Arche de la Défense ().
Il s'agit de la première étape de traitement dans presque toutes les raffineries de pétrole. Dans le dessaleur, le sel est retiré du pétrole brut. Dans un seul train de préchauffage, le pétrole brut est réchauffé en utilisant la chaleur de différentes procédures de cette liste ou en brûlant du combustible de sa propre fabrication, comme le GPL (c'est ce que l'on appelle souvent le « train unique »). Le CDU sépare le pétrole brut entrant en divers composants de différentes plages d'ébullition et longueurs de molécules. Les composants légers (gaz comme le méthane, l'éthane, le propane et le butane) et les naphtas (naphtas légers comme le pentane, l'hexane et l'heptane et naphtas lourds comme l'octane/C8 jusqu'à C12) remontent la colonne, les huiles plus lourdes (C25 et plus) et les résidus sortent aux points inférieurs.
RFCC alt=Craquage catalytique des fluides FCC|vignette|Craquage catalytique du fluide résiduel (RFCC) et source de danger (la représentation n'est pas à l'échelle).Ce processus de craquage transforme le fluide résiduel provenant du CDU en composants plus légers (voir image ci-dessous). Le fluide résiduel est constitué de molécules comportant de nombreux atomes de carbone (plus de 70) et des structures complexes de cycles et de branches. Il est noir, visqueux et ne peut s'évaporer même à haute température, ce qui le rend inutilisable comme combustible sans avoir été craqué. Le fluide résiduel est mis en contact avec un catalyseur à haute température. Le catalyseur dans cette procédure est une matrice acide telle qu'une zéolite aluminosilicate cristalline.. Le craquage a lieu, transformant le fluide en un gaz de composés à molécules courtes. Ensuite, le catalyseur est récupéré et régénéré. Les hydrocarbures sont introduits dans une colonne qui les sépare en fonction de leur point d'ébullition (et donc de leur longueur moléculaire, comme dans le CDU).
En raison de la géométrie de leurs molécules, le craquage des alcanes entraîne toujours :
un excès d'atomes de carbone, par exemple dans les cokers ; ou un ajout nécessaire de dihydrogène, par exemple dans l'hydrocraquage ; ou des doubles liaisons covalentes indésirables dans les composés hydrocarbonés (« alcènes »).
Étant donné qu'aucun hydrogène n'est ajouté dans le RFCC, les composés sortants appartiennent principalement aux alcènes/oléfines (éthène/éthylène, propène/propylène). Ils peuvent être hydrotraités en alcanes (pour l'essence), alkylés ou polymérisés en polyéthylène/polypropylène. Le régénérateur RFCC de Lekki a été l'élément le plus lourd sur une route africaine, avant son installation. Il s'agit également de la pièce unique en métal la plus lourde au monde.
Le RFCC est l'une des zones les plus critiques en matière de sécurité d'une raffinerie. En 2015, le régénérateur d'une raffinerie Exxon à Torrance, en Californie, a explosé en raison d'un manque d'entretien (l'expandeur était usé, un échangeur de chaleur d'une autre unité laissait échapper des gaz combustibles dans le système et une vanne coulissante de catalyseur fonctionnait insuffisamment après de trop nombreuses années d'utilisation) et d'actions incorrectes après un dysfonctionnement (diminution du débit de vapeur, installation d'une pièce d'écartement, "écart" par rapport à la procédure standard). En 2018, la raffinerie Superior dans le Wisconsin a explosé, également en raison d'une vanne coulissante de catalyseur RFCC usée.vignette|Comparaison de la taille du régénérateur RFCC de la raffinerie Dangote avec celle de l'obélisque de la place de la Concorde.
Usine d'unicracking en mode d'hydrocraquage doux L'hydrocraquage « casse » les composants plus lourds (molécules avec plus de 25 atomes de carbone). et les résidus en présence d'hydrogène en molécules de taille moyenne (4 à de carbone par molécule) L'hydrocraquage doux (MHC) est un craquage avec moins de pression mais en utilisant un catalyseur en présence d'hydrogène (la pression est de 60 à par rapport à l'hydrocraquage conventionnel à ). La zéolite est utilisée comme catalyseur. Contrairement à l'hydrotraitement, où l'hydrogène est utilisé pour rompre les liaisons entre le carbone et le soufre ou le carbone et l'azote, l'hydrocraquage doux utilise l'hydrogène pour rompre les liaisons entre les atomes de carbone..
Usine d'alkylation vignette|Unité d'alkylation (méthode à l'acide sulfurique) ; l'épaisseur du trait correspond approximativement au flux massique. vignette|Procédure d'alkylation. Les sous-produits du procédé RFCC sont des alcènes à chaîne courte (propylène, butylène) et des isoparaffines (isobutane), qui ne sont pas souhaitables. L'alkylation est utilisée pour convertir l'isobutane et les alcènes de faible poids moléculaire (principalement le propylène et le butylène) en alkylat, principalement l'isoheptane et l'isooctane. L'alkylate est un mélange d'essence de haute qualité car il possède de bonnes propriétés antidétonantes et brûle proprement.
Le processus se déroule en présence d'un acide . L'usine est appelée « unité d'alkylation à l'acide sulfurique » (SAAU). La principale technologie utilisée pour la SAAU est le procédé STRATCO sous licence de DuPont. Au cours des dix dernières années, plus de 85 % de la capacité SAAU ajoutée dans le monde a été produite à l'aide de la technologie STRATCO-DuPont. Un SAAU peut être divisé en cinq grandes sections : réaction, réfrigération, traitement des effluents, fractionnement et purge. Dans le réacteur, les hydrocarbures qui réagissent sont mis en contact avec l'acide sulfurique catalyseur à une température de .
Ensuite, les charges sont traitées pour éliminer les impuretés, notamment l'eau. La charge est refroidie dans la section de réfrigération et les hydrocarbures légers sont évacués de l'usine. Ensuite, l'acide, les sulfates d'alkyle et les sulfates de dialkyle sont éliminés du flux d'effluents pour éviter la corrosion et l'encrassement dans le processus en aval. Pour maintenir la force désirée de l'acide usé, une petite quantité d'acide frais est ajoutée en continu au réacteur. Dans la section de fractionnement, l'isobutane superflu est récupéré et les hydrocarbures restants sont séparés en produits souhaités. L'acide usé est dégazé dans un tambour de purge d'acide et l'effluent acide est neutralisé avec du caustique dans un laveur avant d'être brûlé. L'acide usé est stocké et déchargé à intervalles réguliers.
Le , un incendie s'est produit dans une raffinerie de Baton Rouge en raison de travaux de maintenance sur une vanne vieille de trente ans qui devait être actionnée manuellement. d'isobutane se sont échappés et ont formé un nuage de gaz explosif qui s'est enflammé au niveau d'une machine à souder laissée allumée (à ). Quatre travailleurs ont subi de graves brûlures..
À Philadelphie, en Pennsylvanie, le , du propane a fui d'un collecteur dans une usine d'alkylation et s'est enflammé, provoquant trois explosions extrêmement violentes. Cela a lancé plusieurs équipements, dont un conteneur de qui s'est écrasé à de son emplacement initial.
Traitement de l'hydrogène du naphta (NHT) alt=Hydrotraitement du naphta|vignette|Hydrotraitement du naphte. vignette|Procédure chimique du traitement de l'hydrogène du naphte. Dans ce procédé, le naphta léger ou lourd provenant du CDU réagit avec de l'hydrogène en présence d'un catalyseur comme le cobalt-molybdène (ou le nickel-molybdène pour le pétrole brut à faible teneur en soufre) à des températures relativement élevées et à des pressions modérées. (Les conditions de réaction d'une unité d'hydrotraitement du naphta sont d'environ avec une pression de 25 à ).
Le NHT convertit les aromatiques indésirables (« BTX » : benzène, toluène, xylène), les oléfines/alcènes (comme l'hexène), l'azote, l'oxygène, les métaux et les composés soufrés en produits, qui peuvent être utilisés dans d'autres procédés.. Le principal objectif du NHT est d'éliminer le soufre et l'azote. Ces contaminations se transforment en NO et SO dans un moteur à combustion et sont nocives pour la santé humaine et l'environnement. Les composés de soufre et d'azote présents dans le naphta peuvent également désactiver le catalyseur dans les procédures de reformage comme le CCR et doivent donc être éliminés avant le reformage catalytique.
Le NHT se compose principalement d'un réchauffeur, d'un injecteur d'hydrogène, d'un réacteur à lit fixe et d'une colonne de séparation, dans laquelle le naphta désulfuré et les gaz comme le dihydrogène et le sulfure d'hydrogène sont répartis. La dernière section du NHT peut être un slide stripper. Le strippeur à coulisseau sépare (strippe) le naphta léger (pentanes, hexanes) du naphta lourd. Le naphta léger va directement au mélange d'essence ou est d'abord isomérisé. Le stripper à glissière se compose principalement d'une colonne de stripage et d'un tambour de reflux. Comme le RFCC, le NHT est une zone de sécurité critique d'une raffinerie.
En 2010, l'échangeur thermique NHT de la raffinerie Tesoro d'Anacortes s'est rompu, provoquant une explosion et tuant sept travailleurs. L'échangeur thermique avait subi les effets à long terme d'une « attaque d'hydrogène à haute température ». Le personnel de maintenance avait ignoré la fuite de l'échangeur thermique avant l'explosion, la considérant comme "normale".
Hydrotraitement du gazole