optimisation de la consommation du glycol

1. 1

2. Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Faculté de Génie Mécanique & Génie de Procédés
Département de Génie Chimie et Cryogénie
Génie des procèdes
Raffinage & Pétrochimie
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention d’un Master
Proposée par :
Présenté par : Mr. A. BENKATTAS
Melle. Amina BOUKAZOUHA Co-dirigée par :
Melle. Sarah DERKAOUI Mme. O.BENHABILES
2

3. Introduction
Déshydratation
Module I
Circuit du glycol
Problématique
Résultats et discussion
Conclusion
3

4. Déshydratation
Le gaz naturel joue un rôle
énergétique croissant au niveau
mondial, face au pétrole, il est son
Module I seconde concurrent dans le marché
de combustible.
Circuit du L’exploitation du gaz naturel à
glycol
partir des gisements diminue en
fonction du temps, à cause de la
Problématique chute de pression au niveau des
réserves gaziers, donc la
décroissance de la richesse, c’est le
Résultats et
discussions
cas des gisements de Hassi R’mel.
Conclusion
3

5. N’est pas directement utilisé
Déshydratation
Module I
Circuit du
glycol
Problématique
Résultats et
discussions
Conclusion
5

6. Formation
Constituants
Déshydratation
indésirables
Module I Problèmes:
•Installations
•Equipements
Circuit du
glycol
Température HYDRATES Arrêt
Problématique Amélioration de la teneur commercial du gaz sec
•Réduire la teneur en eau présent dans le gaz naturel
Résultats et
discussions •Inhiber la formation des hydrates
Conclusion GLYCOL
6

7. C’est quoi les hydrates
Solides cristallins gelés
Déshydratation
Composés de:
•Molécule de gaz
Module I •Molécule d’eau
Circuit du
glycol
Pression
Problématique
Température
La forme d’hydrate de gaz la plus courante est
Résultats et
discussions l’hydrate de méthane, les autres molécules de
gaz incluent l’éthane, le propane, le butane,
l’isobutane, le pentane, le dioxyde de carbone
Conclusion et le sulfure d’hydrogène 7

8. Structure cristalline de l’hydrate de gaz
Déshydratation
Petits hydrates
Module I Contenir du méthane
Circuit du
glycol Plus volumineuse et plus complexe
Contenir de plus grosse molécules
d’hydrocarbures
Problématique
Résultats et Contenir de l’iso pentane
discussions et les hydrocarbures à
chaine ramifiée
Conclusion
8

9. Déshydratation
•Elle est nécessaire pour assurer le bon
Déshydratation
fonctionnement des lignes de transport de gaz
•Eliminer l’eau associée avec le gaz
Module I •Elle empêche la formation des hydrates et
réduit la corrosion
Circuit du Plusieurs méthodes ont été développées
glycol
pour déshydrater le gaz naturel:
Refroidissement direct
Problématique
Absorption Glycol
Adsorption
Résultats et Grandes quantités d’eau
discussions
Tamis moléculaires
Systèmes cryogéniques,
Conclusion teneur en humidité faible
9

10. Introduction C’est quoi le DEG
• Le diéthyléne glycol est un produit :
Ayant une grande infinité pour l’eau à température et pression
ambiantes
Module I Formule chimique
Liquide Incolore
Circuit du
glycol
Chimique
Conditionné dans des futs métalliques Inodore
Problématique
Il nécessite une protection du personnel en cas où le circuit
n’est pas fermé Peu toxique
Résultats et
discussions
Peu inflammable
Conclusion
10

11. Introduction L’injection du DEG
Elle peut se faire:
Verticalement
Module I
Circuit du
Horizontalement
glycol
Rotative
Problématique
Résultats et Il faut prendre en considération:
discussions
La pression d’injection Les pertes du glycol
Conclusion
La solidification du mélange 11

12. Introduction
Les modules de Hassi R’mel utilisent deux procédés de traitement:
Pritchard et Hudson.
: Unités de traitement gaz
Déshydratation
L'exploitation est utilisé au sein du :module I, il naturelgaz
Le procédé Pritchard
et le traitement Stationgaz injection de sur:
du de re est basé
Hassi R’mel sont repartis surStation BOOSTING
Zone :
à nord CTH 4
cinq modules.
Quatre (MPPI, MPPVI, MPP Anneau d’huile III)
:
II et MPP
• Refroidissement à travers les batteries d’échangeurs.
Circuit du
ont une capacité unitaire de production de d’huile
CTH 2 : Centre de traitement 60
•Déshydratation par la solutionm3/jour ; un cinquième
millions standard de glycol. : Station de Récupération des
CTH 1
glycol Zone
centre
(MPP0) avec une capacité de production 30
CTH 3 Gaz Associes
Problématique
• Détente isenthalpique dans la vanne Joule Thomson.
millions standard m3 / jour.
Résultats et
Chacun d’eux Zone assure la production du gaz
• Fractionnement dans le dééthaniseur et débutaniseur.
sud
discussion sec, GPL et condensât à partir du gaz brut.
Conclusion
12

13. Introduction
Injection du
Déshydratation DEG
Module I
Préparation Une détente
de la de DEG
solution jusqu’à 1,5
DEG bar
Problématique
La
régénération
Résultats et
du DEG
discussions
Conclusion
13

14. E201
E202
E204
S 202
S 214 S 211 78bar
PV34 -18 C
E205 V 204
P>102bar
V 205 25bar
P210 30 C
P239
E203
40 C
LV8
Torche
E215
1,5bar
PV33
63 C 100 C 70 C V 214
P207
V 215 E214
E213
F201
LV42
T 73 C S 201
Eau
P201 1atm 203 120 C
Vapeur d’eau
Fumées P206
103 C 120 C
H 203 Fuel gaz
Glycol
14

15. E201
E204
78bar
E202 -18 C
S202
E205
PV12
E203 V204
25bar
V205
30 C LV8
V214
1,5bar S201
15

16. 63 C 100 C
70 C 40 C
V 215 S202
73 C
S201
103 C T 203
120 C
120 C
16

17. GAZ SEC VAPEUR D’EAU
DEG Régénéré
SECTION SECTION
DESHYDRATATION REGENERATION
DEG Hydraté
GAZ HUMIDE
FUEL GAS
17

18. Introduction
•Toute fois l’injection et la régénération du glycol
Déshydratation
s’accompagnent des pertes quotidiennes totalisant
une moyenne de 19,5 l/million m3
Circuit du
Module I
glycol
• Nous avons entrepris une étude d’optimisation
de débit d’injection journalier en glycol pour
Circuit du
glycol diminuer la consommation du DEG.
• Les calculs qui vont être effectués vont nous
démontrer s’il est possible de réduire le débit
Résultats et
d’injection du glycol afin de réaliser l’étude
discussions économique.
Conclusion
18

19. Introduction
Les paramètres d’exploitation
Déshydratation
Tableau I: Tableau résument les différents paramètres d’exploitation
Les paramètres Cas design Cas actuel
Module I
d’exploitation V202 V204 V202 V204
Ps (kg/cm2) 101,1 80,8 104,2 78
Circuit du
glycol T s ( C) 64,3 -18,4 60,3 -18,6
Débit du gaz (m3/h) 2,5 106 2,428 106
Problématique Concentration du DEG
75 76,36
hydraté (% massique)
Concentration du DEG
85 86,5
régénéré (% massique)
Conclusion
19

20. Introduction
Calcul des paramètres de déshydratation
Déshydratation Tableau II: Résultats du calcul des différents paramètres d’injection du DEG
Cas design Cas actuel
Circuit du V202 V204 V202 V204
glycol
TFH ( C) 20,17 17,46 19,77 17,41
Quantité d’eau dans le
Problématique 2609,00 28,15 2046,04 27,36
gaz(kg/ MMSCf)
Les paramètres Cas design Cas designCas actuel
Cas actuel
d’exploitation V202 V204 V202 V204
Quantité d’eau à éliminer (kg/ MMSCf) 2580,85 2018,67
Ps (kg/cm2) 101,1 80,8 104,2 78
Conclusion T Débit d’eau (kg/h) 64,3
s( C) -18,46452,43
60,3 4900,44
-18,6
Débit d’injection (m3/h) 14,5 11,93

21. Introduction
Influence de la concentration du DEG sur le débit d’injection
Déshydratation
Tableau III: Résultats analytiques de la variation du débit d’injection
du glycol en fonction des concentrations régénérées et hydratées.
Module I % massique % massique
x2
75 75,5 76 76,5
Circuit du x1
glycol
85 11,0073 11,6639 12,3934 13,2087
Problématique 85,25 10,7388 11,3648 12,0584 12,8314
85,5 10,4831 11,0807 11,7411 12,4749
85,75 10,2393 10,8104 11,4401 12,1378
Conclusion
m3/h 21

22. Introduction
Les pertes du glycol
Déshydratation solubilité •Le DEG contenu dans le condensât
•Se situent au niveau du ballon de séparation
V205
Module I
• La quantification du DEG perdu par solubilité dans le condensât est
fait par dosage spectrophotométrique.
Circuit du
glycol
QDEG perdu = 1017,94 m3/j
Problématique
87% des pertes quotidiennes totales
• Faire attention à ce type des pertes.
• Etude des facteurs qui influent sur la solubilité du glycol dans le condensât.
Conclusion
22

23. Introduction
Déshydratation
Module I
Tableau IV: Influence du temps de rétention et de la température
Circuit du
glycol
t (min) 6 8 10 12 14
[DEG](ppm) 275,92 199,75 182,2 163,15 157,72
Problématique
t (min) 20 25 30 35 40
[DEG](ppm) 187,62 126,44 178?44 207,54 255,39
Conclusion
23

24. Introduction
Déshydratation
Tableau V: Influence du temps de rétention et de la température
Module I
t (min) 9,322 10,487 11,652 12,817 13,982
Circuit du [DEG](ppm) 223 192,76 182,54 169,36 162,57
glycol
Problématique t (min) 9,322 10,487 11,652 12,817 13,982
[DEG](ppm) 165,53 148,78 136,19 123,18 119,43
t (min) 9,322 10,487 11,652 12,817 13,982
Conclusion [DEG](ppm) 161,34 146,67 127,90 125,14 129,13
24

25. Introduction 70
T=30 C T=27 C T=24 C
600
• Une augmentation de la température engendre une
60
550
augmentation de la concentration du DEG dans le condensat.
500 50
Niveau (%)
Déshydratation
450 • Une augmentation du temps de40
Q DEG (l/j)
rétention provoque une
400
diminution de la concentration de DEG.
30
350
20
Module I 300
250 10
200 0
56
Circuit du 35 45 55 65 0 5 10 13,05 15
glycol Niveau (%) Temps (min)
Problématique
Evaluation des pertes par une
bonne sélection des paramètres
dans le ballon de séparation
Conclusion V205
25

26. Introduction Evaporation • Le DEG entrainé par la vapeur d’eau ou
par le gaz
• Ces pertes peuvent se situer au niveau des
Déshydratation ballons V204 et V205 ainsi T203
Module I Tableau VI : Tableau résumant le pourcentage des pertes par évaporation
Circuit du / V204 V205 T203
glycol
% 0,0036 0,0052 0,5
Problématique
Les pertes par évaporation sont négligeables devant les
pertes par solubilité
Conclusion
26

27. Introduction
Optimisation des pertes
Déshydratation Tableau VII : Tableau représentant le débit de DEG perdu quotidiennement
dans les conditions actuelles et optimales
Module I
/ T=30 C T=27 C
Quantité de DEG perdue (l/j) 469,387 295
Circuit du
glycol
174,387 l /J
Problématique
Conclusion
27

28. Introduction Le cout de la quantité de DEG gagné
Déshydratation
Gain entre les deux modes d’exploitation
Module I
( mode actuel et mode optimal)
Le prix du glycol = 1200$/tonne 1,2 $/ kg
Circuit du
glycol Le débit massique de DEG est donné par:
WDEG =QDEG d = 174,587 1,118
Problématique
WDEG =194,965 kg/j
D’où le gain quotidien est: 1,2 194,965
Conclusion 17000 DA/j 233, 957 $/j
28

29. Introduction
Déshydratation
Notre étude qui à été effectué au niveau
Module I
A lamodule par Hassi R’melce travail soit
du fin, nousà solubilité au donne des
Les pertes I espérons que niveau du
résultats en comparaison ceux de l’actuel
suffisant pour atteindretrès
ballon V205 sont l’objectif
Un gain économique journalier de 17000
Circuit du importantes, c’est concrétiserraisonle
souhaité design. Ou nous avons pu
avec du et d’être pour cette dans
glycol DA par une diminution des pertes donc la
constater une étudié utiledans le débit
moduleavons réduction pour ceux qui
nous et qu’il soit l’influence du
réduction de la consommation du glycol
Problématique d’injection du DEGsur 175 l / jla en
veulent savoir plus de l’optimisation de
temps de rétention et de tout
optimisant les concentration régénérées
la consommation ce type des pertes.
température sur du diéthyléne glycol.
Résultats et
discussions et hydratées.
29

30. 30