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Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene                Faculté de Génie Mécanique & Génie de Procéd...
Introduction   Déshydratation      Module I  Circuit du glycol    ProblématiqueRésultats et discussion     Conclusion     ...
Déshydratation                 Le gaz naturel joue un rôle                 énergétique croissant au niveau                ...
N’est pas directement utiliséDéshydratation  Module I  Circuit du   glycolProblématique Résultats et discussions Conclusio...
Formation                                           ConstituantsDéshydratation                                           i...
C’est quoi les hydrates                                   Solides cristallins gelésDéshydratation                         ...
Structure cristalline de l’hydrate de gazDéshydratation                   Petits hydrates  Module I       Contenir du méth...
Déshydratation                 •Elle est nécessaire pour assurer le bonDéshydratation                 fonctionnement des l...
Introduction                       C’est quoi le DEG                 • Le diéthyléne glycol est un produit :              ...
Introduction        L’injection du DEG                  Elle peut se faire:                  Verticalement  Module I Circu...
Introduction                 Les modules de Hassi R’mel utilisent deux procédés de traitement:                 Pritchard e...
Introduction                                Injection duDéshydratation                      DEG   Module I                ...
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GAZ SEC                     VAPEUR D’EAU              DEG Régénéré   SECTION                     SECTIONDESHYDRATATION    ...
Introduction                 •Toute fois l’injection et la régénération du glycolDéshydratation                 s’accompag...
Introduction                                    Les paramètres d’exploitationDéshydratation                 Tableau I: Tab...
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Introduction                                           Les pertes du glycolDéshydratation              solubilité         ...
IntroductionDéshydratation  Module I                 Tableau IV: Influence du temps de rétention et de la température  Cir...
IntroductionDéshydratation                 Tableau V: Influence du temps de rétention et de la température   Module I     ...
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Introduction             Evaporation         • Le DEG entrainé par la vapeur d’eau ou                                     ...
Introduction                                       Optimisation des pertesDéshydratation   Tableau VII : Tableau représent...
Introduction           Le cout de la quantité de DEG gagnéDéshydratation                         Gain entre les deux modes...
IntroductionDéshydratation                 Notre étude qui à été effectué au niveau   Module I                  A lamodule...
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  2. 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. BENKATTASMelle. Amina BOUKAZOUHA Co-dirigée par :Melle. Sarah DERKAOUI Mme. O.BENHABILES 2
  3. 3. Introduction Déshydratation Module I Circuit du glycol ProblématiqueRésultats et discussion Conclusion 3
  4. 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 laProblématique 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. 5. N’est pas directement utiliséDéshydratation Module I Circuit du glycolProblématique Résultats et discussions Conclusion 5
  6. 6. Formation ConstituantsDéshydratation indésirables Module I Problèmes: •Installations •Equipements Circuit du glycol Température HYDRATES ArrêtProblématique 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. 7. C’est quoi les hydrates Solides cristallins gelésDéshydratation Composés de: •Molécule de gaz Module I •Molécule d’eau Circuit du glycol PressionProblématique 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. 8. Structure cristalline de l’hydrate de gazDéshydratation Petits hydrates Module I Contenir du méthane Circuit du glycol Plus volumineuse et plus complexe Contenir de plus grosse molécules d’hydrocarburesProblématique Résultats et Contenir de l’iso pentane discussions et les hydrocarbures à chaine ramifiée Conclusion 8
  9. 9. Déshydratation •Elle est nécessaire pour assurer le bonDéshydratation 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 directProblématique Absorption Glycol Adsorption Résultats et Grandes quantités d’eau discussions Tamis moléculaires Systèmes cryogéniques, Conclusion teneur en humidité faible 9
  10. 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 InodoreProblématique Il nécessite une protection du personnel en cas où le circuit n’est pas fermé Peu toxiqueRésultats etdiscussions Peu inflammable Conclusion 10
  11. 11. Introduction L’injection du DEG Elle peut se faire: Verticalement Module I Circuit du Horizontalement glycol RotativeProblématiqueRésultats et Il faut prendre en considération:discussions La pression d’injection Les pertes du glycol Conclusion La solidification du mélange 11
  12. 12. Introduction Les modules de Hassi R’mel utilisent deux procédés de traitement: Pritchard et Hudson. : Unités de traitement gazDéshydratation Lexploitation 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 AssociesProblématique • 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. 13. Introduction Injection duDéshydratation 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. 14. E201 E202 E204 S 202S 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 201Eau P201 1atm 203 120 C Vapeur d’eau Fumées P206 103 C 120 C H 203 Fuel gaz Glycol 14
  15. 15. E201 E204 78bar E202 -18 CS202 E205 PV12 E203 V204 25bar V205 30 C LV8 V214 1,5bar S201 15
  16. 16. 63 C 100 C 70 C 40 CV 215 S202 73 C S201 103 C T 203 120 C 120 C 16
  17. 17. GAZ SEC VAPEUR D’EAU DEG Régénéré SECTION SECTIONDESHYDRATATION REGENERATION DEG Hydraté GAZ HUMIDE FUEL GAS 17
  18. 18. Introduction •Toute fois l’injection et la régénération du glycolDéshydratation 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. 19. Introduction Les paramètres d’exploitationDéshydratation 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 106Problématique Concentration du DEG 75 76,36 hydraté (% massique) Concentration du DEG 85 86,5 régénéré (% massique) Conclusion 19
  20. 20. Introduction Calcul des paramètres de déshydratationDéshydratation 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 leProblématique 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. 21. Introduction Influence de la concentration du DEG sur le débit d’injectionDéshydratation 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 13,2087Problématique 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. 22. Introduction Les pertes du glycolDéshydratation 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/jProblématique 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. 23. IntroductionDéshydratation 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) 275,92 199,75 182,2 163,15 157,72Problématique t (min) 20 25 30 35 40 [DEG](ppm) 187,62 126,44 178?44 207,54 255,39 Conclusion 23
  24. 24. IntroductionDéshydratation 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 glycolProblématique 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. 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. 26. Introduction Evaporation • Le DEG entrainé par la vapeur d’eau ou par le gaz • Ces pertes peuvent se situer au niveau desDéshydratation 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 0,5Problématique Les pertes par évaporation sont négligeables devant les pertes par solubilité Conclusion 26
  27. 27. Introduction Optimisation des pertesDéshydratation 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 /JProblématique Conclusion 27
  28. 28. Introduction Le cout de la quantité de DEG gagnéDéshydratation 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 1,118Problématique WDEG =194,965 kg/j D’où le gain quotidien est: 1,2 194,965 Conclusion 17000 DA/j 233, 957 $/j 28
  29. 29. IntroductionDéshydratation 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 glycolProblématique 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
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