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Montage des séparateurs
La séparation du gaz et du liquide peut s’accomplir
selon deux processus différents : éclair (flash) ou
différentiel.
 Séparation éclair :du gaz se libère en quantités
d’autant importantes que la baisse de pression est plus
grande. La masse reste constante, seul varie le rapport
en volume de la phase gazeuse à celle de liquide. On dit
qu’il y a flash et le gaz entraîne une quantité non
négligeable de produits lourds, d’où une perte en huile.
 Séparation différentielle : l’emplacement si possible
d’un nombre infini de séparateurs en série, nous
permet de réaliser la vaporisation dite idéale. Elle
fournit moins de gaz et plus de liquide, ainsi l’huile, et
jusqu’à une certaine limite, est valorisée par la
présence de produits légers « courbe des performances
en fonction de la pression de séparation » . Pour des
raisons techniques et économiques, on limite le nombre
d’étagesàtroisouquatre.
°API
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Performances
Fig. 6 : Effet de la pression de séparation
En l’absence de données de l’équilibre liquide vapeur,
et connaissant la pression
suivante
d’arrivée
fournit
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des résultats
l’approximation
satisfaisants :
2 std
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R n  2
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P std
P 1
R  n
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 n = nombre d’espacement entre étages (nombre
d’étages – 1) ;
 P1 = pression du 1 étage ;
 P2 = pression du second étage.
Trois cas peuvent être envisagés :
1) P > FArc + R
2) P < FArc + R
3) P = FArc + R
P
F R
Capacité des séparateurs
Pour un calcul dit pratique, la capacité en gaz d’un
séparateur vertical se calcule comme suit :
Soit une particule liquide de forme sphérique de
diamètre d. Déterminons la vitesse limite de non
entraînement. La particule est soumise à trois forces,
ce sont : le poids de la particule « P » , la poussée
d’Archimède « FArc » et la force aérodynamique « R ».
Ce dernier cas correspond à la suspension de la particule, c’est le cas limite.
Les valeurs de ces forces sont :
g
liquide

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P 
g
FArc gaz

6
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 v
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R  K
ici :
K= coefficient de formede la particule.
Soit :
P– FArc – R= 0
liquide g
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- gaz
6 6
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g - 4
v
K
gaz 2
gaz
 d2
=0
d’où la vitesse limite de nonentraînement est :
gaz
gaz
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liquide  gaz
v 
2 g d
3K = gaz
C

gaz
liquide 
Domaines d ’Utilisation
des Traiteurs
réchauffeurs
Les Emulsions
Les Bruts Salés
Le Moussage
TraitementduGazN
aturel:
Le traitement du gaz naturel consiste à séparer au moins partiellement
certains des constituants présents à la sortie du puits tels que l’eau, les gaz
acides(CO2, H2
S)etleshydrocarbureslourds,afinderépondreauxexigences
com
merciales,quesont:
PouvoircalorifiquesupérieurPCS=39000KJ/n.m3
;
PointderoséeH
C <-6°C;
T
eneureneau<150 ppm vol;
T
eneurenC5+ <0.5%;
T
eneurenH
2S = 2 20mg/Std.m3
.
Traitement /
fractionnement
Traitement /
liquéfaction
Conversion
chimique
C5+
condensât GPL
Gazoduc
Méthanier
Navire
Traitement
Regazeification
Dist
rib
utio
n
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fl
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s
Fig 1. : répartition des traitements des gaz à condensât
GAZ
Déshydratation du gaz par absorption ( ex : TEG ):
Le séchage du gaz naturel est assuré par un lavage à contre courant avec un
solvant présentant une forte affinité pour l’eau, ce solvant est le plus souvent un
glycol. Le gaz déshydraté sort en tête de colonne, le glycol sortant en fond est
régénéré par distillation et recyclé.
Les propriétés recherchées pour le solvant sont :
grande affinité pour l’eau ;
caractère non corrosif ;
régénération facile ;
faible tendance au moussage et à la formation d’émulsion
L’étape d’absorptionest réalisée dans une colonne
à plateaux ou à garnissage. La température à
laquelle est opérée l’étape d’absorption est limitée
en général à 38 °C pour éviter des pertes trop
importantes en glycol. La température minimale
requise est de 10°C, faute d’augmentation de la
viscositéduglycol.
Après l’étape d’absorption, la solution de glycol
traverse un séparateur triphasique dans lequel sont
séparés les HC liquides entraînés ainsi que le gaz
dissous, puis un filtre à cartouche pou arrêter les
particules solides et enfin un filtre à charbon actif
pour retenir les impuretés chimiques. Le solvant est
régénéré par distillation, outre l’eau le solvant
absorbe préférentiellement H2S et des produits
aromatiques « benzène ». Une déshydratation poussée
du gaz naturel nécessite une pureté élevée du solvant
recyclé, celle–ci est améliorée par abaissement de la
pression et augmentation de la T°.
Pour éviter tout risque d’entrée d’air, la pression doit
être maintenue légèrement au-dessus de la pression
atmosphérique . Par ailleurs, la température de
régénération doit rester au- dessus de celle à laquelle le
glycol se décompose. Soit :
177 °C pour le DEG ;
204 °C pour le TEG ;
224 °C pour le T4G.
De telles conditions de régénération conduisent à
une teneur en eau du gaz traité de l’ordre de 35 g /
1000 Std m3
.

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  • 1. Montage des séparateurs La séparation du gaz et du liquide peut s’accomplir selon deux processus différents : éclair (flash) ou différentiel.  Séparation éclair :du gaz se libère en quantités d’autant importantes que la baisse de pression est plus grande. La masse reste constante, seul varie le rapport en volume de la phase gazeuse à celle de liquide. On dit qu’il y a flash et le gaz entraîne une quantité non négligeable de produits lourds, d’où une perte en huile.
  • 2.  Séparation différentielle : l’emplacement si possible d’un nombre infini de séparateurs en série, nous permet de réaliser la vaporisation dite idéale. Elle fournit moins de gaz et plus de liquide, ainsi l’huile, et jusqu’à une certaine limite, est valorisée par la présence de produits légers « courbe des performances en fonction de la pression de séparation » . Pour des raisons techniques et économiques, on limite le nombre d’étagesàtroisouquatre.
  • 3. °API Bo GOR Pséparation Performances Fig. 6 : Effet de la pression de séparation
  • 4. En l’absence de données de l’équilibre liquide vapeur, et connaissant la pression suivante d’arrivée fournit au manifold, des résultats l’approximation satisfaisants : 2 std R n  1 P  P 3 std R n  2 P  P avec :  P std P 1 R  n er  n = nombre d’espacement entre étages (nombre d’étages – 1) ;  P1 = pression du 1 étage ;  P2 = pression du second étage.
  • 5. Trois cas peuvent être envisagés : 1) P > FArc + R 2) P < FArc + R 3) P = FArc + R P F R Capacité des séparateurs Pour un calcul dit pratique, la capacité en gaz d’un séparateur vertical se calcule comme suit : Soit une particule liquide de forme sphérique de diamètre d. Déterminons la vitesse limite de non entraînement. La particule est soumise à trois forces, ce sont : le poids de la particule « P » , la poussée d’Archimède « FArc » et la force aérodynamique « R ».
  • 6. Ce dernier cas correspond à la suspension de la particule, c’est le cas limite. Les valeurs de ces forces sont : g liquide  6 d3 P  g FArc gaz  6 d3  2 4 gaz gaz  v  d2 R  K
  • 7. ici : K= coefficient de formede la particule. Soit : P– FArc – R= 0 liquide g  d3 - gaz 6 6  d3 g - 4 v K gaz 2 gaz  d2 =0 d’où la vitesse limite de nonentraînement est : gaz gaz  liquide  gaz v  2 g d 3K = gaz C  gaz liquide 
  • 8. Domaines d ’Utilisation des Traiteurs réchauffeurs Les Emulsions Les Bruts Salés Le Moussage
  • 9. TraitementduGazN aturel: Le traitement du gaz naturel consiste à séparer au moins partiellement certains des constituants présents à la sortie du puits tels que l’eau, les gaz acides(CO2, H2 S)etleshydrocarbureslourds,afinderépondreauxexigences com merciales,quesont: PouvoircalorifiquesupérieurPCS=39000KJ/n.m3 ; PointderoséeH C <-6°C; T eneureneau<150 ppm vol; T eneurenC5+ <0.5%; T eneurenH 2S = 2 20mg/Std.m3 .
  • 10. Traitement / fractionnement Traitement / liquéfaction Conversion chimique C5+ condensât GPL Gazoduc Méthanier Navire Traitement Regazeification Dist rib utio n ef fl ue nt s Fig 1. : répartition des traitements des gaz à condensât GAZ
  • 11. Déshydratation du gaz par absorption ( ex : TEG ): Le séchage du gaz naturel est assuré par un lavage à contre courant avec un solvant présentant une forte affinité pour l’eau, ce solvant est le plus souvent un glycol. Le gaz déshydraté sort en tête de colonne, le glycol sortant en fond est régénéré par distillation et recyclé. Les propriétés recherchées pour le solvant sont : grande affinité pour l’eau ; caractère non corrosif ; régénération facile ; faible tendance au moussage et à la formation d’émulsion
  • 12. L’étape d’absorptionest réalisée dans une colonne à plateaux ou à garnissage. La température à laquelle est opérée l’étape d’absorption est limitée en général à 38 °C pour éviter des pertes trop importantes en glycol. La température minimale requise est de 10°C, faute d’augmentation de la viscositéduglycol.
  • 13. Après l’étape d’absorption, la solution de glycol traverse un séparateur triphasique dans lequel sont séparés les HC liquides entraînés ainsi que le gaz dissous, puis un filtre à cartouche pou arrêter les particules solides et enfin un filtre à charbon actif pour retenir les impuretés chimiques. Le solvant est régénéré par distillation, outre l’eau le solvant absorbe préférentiellement H2S et des produits aromatiques « benzène ». Une déshydratation poussée du gaz naturel nécessite une pureté élevée du solvant recyclé, celle–ci est améliorée par abaissement de la pression et augmentation de la T°.
  • 14. Pour éviter tout risque d’entrée d’air, la pression doit être maintenue légèrement au-dessus de la pression atmosphérique . Par ailleurs, la température de régénération doit rester au- dessus de celle à laquelle le glycol se décompose. Soit : 177 °C pour le DEG ; 204 °C pour le TEG ; 224 °C pour le T4G. De telles conditions de régénération conduisent à une teneur en eau du gaz traité de l’ordre de 35 g / 1000 Std m3 .