Mémoire Ingénieurs Génie Des Procédés 2011

REPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ AMAR TELIDJI-LAGHOUAT DÉPARTEMENT DE GÉNIE DES PROCÉDÉS

MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLÔME D’INGÉNIEUR D’ÉTAT EN GÉNIE DES PROCÉDÉS OPTION : GÉNIE CHIMIQUE

 Dédicaces

 Remerciements  Remerciements

List des abréviations C102

Colonne débuthaniseur  débuthaniseur 

Cmin

La concentration minimum

CSTF

Centre de Stockage et de Transfert Facilitée (Center of Storage and Transfert Facility).

CTH

Centre de Traitement d’Huiles

D001

allon de distribution (!iffuseur)

D101

allon de sé"aration tri#"hasi$ue

D103

allon de sé"aration % moyenne "ression

D104

allon de sé"aration bi#"hasi$ue

D105

allon bi#"hasi$ue

D107

allon de sé"aration bi#"hasi$ue

D401

allons de torches haute "ression

D410

&éser'oir de ga inerte

D901

allons de "ré#sé"aration tri#"hasi$ue

D902

allon 'ertical de "ré#sé"aration

H$1

4remier forage de Hassi &’/L

H$2

!eu-ime forage Hassi &’mel

H$3

Troisime Troisime forage de Hassi &’mel

H$4

$uantime forage Hassi &’mel

H$5

Cin$uime forage Hassi &’mel

H$

Séisme forage Hassi &’mel

H$7

Se"time forage Hassi &’mel

H$&

Huitime forage Hassi &’mel

'002

Turbo com"resseur 

'101

Turbo#e-"ander 

'401

Com"resseur Com"resseur % "iston % deu- étages

(E)

ono#éthanol#amine

(EG

ono éthylne glycol

((SCF

ille million standard cubi$ue foot

(##**

odule 4rocessing 4lant 55

(air

asse molaire de l’air 

List des Fi+%res #artie téori%e Fi+%re *1

&é"artition des réser'es de ga naturel en :;;<.

=

Fi+%re *2

4roduction de ga naturel en milliards de mtres cubes sur la "ériode 2>=;#:;;<

?

Fi+%re *3

Consommation de ga naturel de 2>@A % :;;<

2;

Fi+%re *4

Consommation moyenne "ar "ersonne de ga naturel en é$ui'alent tonne de "étrole.

22

Fi+%re *5

4roduction de ga naturel en *lgérie

2B

Fi+%re *

&é"artition de réser'es gaires en *lgérie

2<

Fi+%re ***3

4hoto de cristau- d’un hydrate dans un réacteur agité (4hoto 5F4)

A2

Fi+%re ***4

La géométrie des différentes ca'ités des structures 5 55 et H.

A:

Fi+%re ***5

8nité de fabrication d’o-yde d’éthylne et d’éthylne

A>

Fi+%re ***

+$uilibre de ca"acité des adsorbeurs d’eau en fonction

@@

d’humidité relati'e basé sur l’air % (T  ==GF 4  2atm).

#artie rati%e Fi+%re *1

+'olution de la teneur en eau du ga en fonction de la "ression du ga

=?

Fi+%re *2

 brut % différentes différentes tem"ératures. Schéma montrant l’em"lacement l’em"lacement de l’in1ection du débit de /0 % la

?B

Fi+%re *3

sortie du ballon sé"arateur !2;2 +'olution de la TFH en fonction de la "ression du ga brut

??

List des Tabea%6 #artie téori%e Tabea% Tabea% *1 Tabea% Tabea% *2 Tabea% Tabea% *3 Tabea% Tabea% **1 Tabea% Tabea% **2 Tabea% **3 Tabea% Tabea% ***1 Tabea% Tabea% ***2

Classement des "ays "roducteurs de ga naturel en :;;A Consom Con sommat mation ion mondi mondiale ale en ga ga natu naturel rel ("ers" ("ers"ect ecti'e i'ess :;:; :;:;)) en en tonn tonnes es Caractéristi$ues "hysicochimi$ues "hysicochimi$ues des "rinci"au- "araffines constituantes le ga naturel Com"osition chimi$ue du ga d’alimentation Caractéristi$ues de l’eau brute Caractéristi$ues de l’eau traitée 4ro"riétés "hysico#chimi$ues des glycols Les a'antages et les incon'énients des glycols

= > 2A := B; B2 A> @;

#artie e6érimentae Tabea% Tabea% *1

Teneurs Teneurs en eau dans le ga brut en fonction f onction des "aramtres o"ératoires (4 T)

==

Sommaire *ntrod%tion +énérae  .

:

 Partie théorique

Caitre * 8 Généraités s%r e +a, nat%re 5.2.0énéralités sur le ga naturel

@

5#2.2. Le ga naturel dans le monde ......

@

5#2.:. Les réser'es mondiales de ga naturel ............

@

5#2.B. 4roduction mondiale du ga naturel ..

=

5#2.<. Consommation mondiale en ga naturel ...

>

5#2.A. 0a naturel en *lgérie .....

2:

5#2.A.2. !é'elo""ement de l’industrie du ga naturel en *lgérie *lgérie ......

2:

5#2.A.:. &ichesse algérienne en ga naturel .......

2B

Caitre ** 8 Desrition tenoo+i%e d% mod%e ** de Hassi $!me 55#2. 4résentation du cham" de Hassi &’mel....

:2

55#2.2. Situation géogra"hi$ue et climati$ue de Hassi &’mel.....

:2

55#2.:. Histori$ue de la région du Hassi &’mel.......

::

55#2.B. !é'elo""ement de Hassi &’mel......

::

55#2.<. 4résentation des secteurs de Hassi &’mel........

:B

55#:. Les acti'ités du cham" de Hassi &’mel...

:A

55#:.2. 4rocédés de traitement du ga.........

:A

55#:.2.a) 4rocédé 4&5C*&!......

:A

55#:.2.b) 4rocédé H8!SDE...

:A

55#:.2.c) 4rocédés mi-te......... mi-te......... 

:@

55#:.:. Les odules de traitement tr aitement de ga...

:@

55#:.:.2. 0énéralités sur les odules.....

:@

55#:.:.:. Les salles de contrIle des modules..........

:=

55#:.<.? Section réseau de torches....... torches.......... ...

BA

55#:.A.Traitement 55#:.A.Traitement de ga.................. ga..................

BA

55#:.A.2. !escri"tion du "rocédé .......

B@

55#:.A.2.a) 0a de 'ente.....

B@

55#:.A.2.b) CondensMt et 04L.....

B=

55#:.A.:. Com"ression et transfert du ga(3;;:) ..

B?

55#:.@. 0lycol... 0l ycol... 

B?

55.:[email protected]. 4ré"aration et stockage de glycol.

<;

55#:.@.:. 5n1ection de glycol....

<;

55#:[email protected]. &égénération de glycol........

<2

55#:.@.<. !escri"tion du "rocédé de régénération de glycol...

<2

55#B. 4artie sécurité N Systme de lutte contre les incendies....


55#B.2. /au d’incendies........... d’incendies...........


55#B.:. ousse "hysi$ue......... "hysi$ue.........


55#B.B. 6éhicules et a""areils mobiles....


55#B.B.a) 6éhicules..... 6éhicules..... 


555#2.=. Structures des hydrates (Structure de base)........

A2

555#2.=.a) Hydrates de structures 5 .........

AB

555#2.=.b) Hydrates de structures 55 .......

AB

555#2.=.c) Hydrates de structure H .........

AB

555#2.?. 4ré'ention des hydrates... hydrates...... ...

A<

555#2.?.2. Chauffage..... Chauffage.....

A<

555#2.?.:. &éduction de "ression..

A<

555#2.?.B. 8tilisation des inhibiteurs........

A<

555#2.?.B.2 Les Sels.......

A<

555#2.?.B.: *lcools.... *lcools....

AA

555#2.?.B.B *utres inhibiteurs....

AA

555#2.>. *baissement de la tem"érature de formation des hydrates (TFH) "ar in1ection d’inhibiteur .......

A@

555#2.>.2. !éshydratation "ar absor"tion.....................

A@

555#2.>.2.a) 4rinci"e ........

A@

555#2.>.2.b) Ty"e d’absorbants .......

A=

555#:.2.B. !éshydratation "ar "rocédé de détente#réfrigération... détente#réfrigération... 

@=

555#:.2.<. !éshydratation "ar absor"tion..

@=

555#:.2.<.2 Les a'antages ..

@?

555#:.2.<.: Les incon'énients .......

@?

555#:.2.A. Chauffage...... Chauffage......

@?

555#:.2.@. &éduction de "ression...

@>

 Partie calcul 

5#2. /-"osé de l’ob1ectif du tra'ail (4roblémati$ue)...

=2

5#:. !étermination la teneur en eau dans le ga naturel..

=2

5#:.2. Sé"arateur d’admission (!2;2).

=:

5#:.2.2. Cas design (2>?;)..

=:

5#:.2.2 .a) "ériode hi'er T<;GC (tém"éréture minimal attient en hi'er) 

=:

5#:.2.2 .b) "ériode d’été T<>C (tém"éréture ma-imum attient en été) ..

=B

5#B.:.a) T <;GC .

?B

5#B.:.b) T <>GC .

?<

5#B.B. Cas futur.

?<

5#B.B.a) T <;GC .

?<

5#B.B.b) T<>GC .

?<

5#<. Calcul de la tem"érature de début de formation des hydrates TFH.

?A

5#<.2. Cas design 

?@

5#<.:. Cas *ctuel *ctuel

?@

5#<.B. Cas future ...

?=

5#A. !étermination du débit "rati$ue de /0 % in1ecter.

?>

5#A.2. L’abaissement L’abaissement de tem"érature.

?>

5#A.:. La concentration minimale (en "oids) de /0 dans la solution finale (eau,glycol) 'ice

?>

5#A.:.a) Cas design.

>;

5#A.:.b) Cas actuel.

>;

5#A.:.c) Cas futur..

>2

*ntrod%tion +énérae

Le ga naturel est un combustible fossile il s’agit dQun mélange d’hydrocarbures "résent naturellement dans des roches "oreuses sous forme f orme gaeuse. *'ec *'ec :BP de l’énergie consommée en :;;A le ga naturel est la troisime source dQénergie la "lus utilisée dans le monde a"rs le  "étrole (B=P) et le charbon (:
l’unité 04L) du module 55 de Hassi &’mel. 5l s’agit donc "ar consé$uent d’une mise % 1our des débits d’in1ection du /0 en fonction de cette nou'elle 'aleur de "ression ('aleur actuelle). L’ob1ectif secondaire de ce calcul est de faire une "ré'ision (future estimation) de ce débit dans les $uel$ues années % 'enir lors$ue la "ression 'a atteindre sa 'aleur réduite de 2;B 3g,cm : en :;2@. Le tra'ail de ce mémoire est di'isé en deu- "arties la "remire "artie (ou "artie théori$ue) est di'isée % son tour en trois cha"itres N Le "remier "remier cha"itre cha"itre a""orte des information informationss générales générales concernant concernant le ga naturel dans le monde et en *lgérie. /n commencent "ar les réser'es mondiales en met la lumire sur la  "roduction et la consommation mondiales du ga a"rs $uoi on "asse "lus s"écialement en *lgérie o on "arle des dé'elo""ements des richesses et des réser'es en ga naturel dans ce  "ays. /nfin on donne $uel$ues caractéristi$ues les "lus im"ortantes du ga naturel sans oublier  de "arler du contrIle de $ualité concernant le trans"ort et la distribution du ga.

 Partie théorique

Chapitre I 

Généralités sur le gaz naturel  naturel 

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

*:1 Généraités s%r e +a, nat%re *:11 Le +a, nat%re dans e monde 4endant longtem"s le ga naturel a été considéré comme un sous "roduit du "étrole U il était brVlé au- torches de nombreu- gisements. 5l a commencé % Rtre utilisé au- +tats#8nis d’abord dans l’industrie "uis "our des usages domesti$ues en se substituant "eu % "eu au ga manufacturé. Son dé'elo""ement a ensuite été trs ra"ide grMce % l’abondance de ses réser'es % leur  ré"artition sensiblement "lus é$uilibrée $ue celle des réser'es "étrolires et % son e-cellente $ualité "our le consommateur final. ais le coVt de son trans"ort "se de "lus en "lus lourd. 7us$u’% ces dernires années les grandes ones "roductrices coWncidaient a'ec les grandes ones consommatrices. Ce n’est "lus le cas au1ourd’hui N les "ays industrialisés occidentau- dis"osent $ue $ue de 22P 22P des des rése réser' r'es es "rou "rou'é 'ées es de ga ga natu nature rell alor alorss $u’i $u’ils ls re"r re"rés ésen ente tent nt <>P <>P de la consommation mondiale. *u "lan local ce "hénomne se ré"te U c’est notamment le cas en

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

de ga naturel ont "lus $ue doublé au cours des 'ingt dernires années et s’éle'aient en :;;; % 2A;2> trillions de mtres cubes. Le ratio mondial des réser'es "rou'ées de ga naturel "ar ra""ort % la "roduction % son ni'eau actuel est entre @; et =; ans. Ceci re"résente le tem"s restant a'ant l’é"uisement des réser'es en su""osant $ue les tau- actuels de "roduction soient maintenus.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

La "roduction mondiale totale en :;;; était de :<::B milliards de mtres cubes en croissance de <BP "ar ra""ort % l’année "récédente. 8ne croissance sensiblement "lus éle'ée $ue la moyenne annuelle sur la "ériode 2>>;#:;;;. ien $ue la "roduction ait augmenté dans toutes les régions la croissance la "lus ra"ide a été enregistrée au oyen#Drient et en *fri$ue. 4endant la décennie >; la "roduction a "rogressé dans toutes les régions sauf en e-. 8nion so'iéti$ue. /n :;;A le monde a "roduit :=@B milliards de mtres cubes de ga naturel (Tableau 5.2) en hausse de :AP "ar ra""ort % l’année "récédente (alors $ue la "roduction de "étrole n’a augme augmenté nté $ue de 2P). La &ussie &ussie re"résente  re"résente ::P de la "roduction mondiale Les chiffres de  "roduction de ga naturel sont asse com"le-es % inter"réter selon les modes de calcul on "eut ou non com"ter le ga associé brVlé en torchre com"ter les 'olumes de ga a'ant ou a"rs e-traction des "olluants.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Tabea% *1 8  Classement des "ays "roducteurs de ga naturel en :;;A. #as &ussie

#rod%tion ;Gm3< A>?

+tats#unis

A:A

Canada *lgérie &oyaume#8ni 5ran  Eor'ge 5ndonésie *rabie Saoudite 4ays#as alaisie Turkmenistan Dubékistan

2?A ?? ?? ?= ?A =@ =; @: @; A> A@

"otes 4rinci"alement en Sibérie Dccidentale. &Ile &I le croi croiss ssan antt du ga ga non non con' con'en enti tion onne nell et de l’offshore "rofond. /n déclin "robable. 4lus de A;P de la "roduction africaine. !éclin ra"ide. &éser'es sous#e-"loitées. Troll Drmen Lange. Troll /-"ortations en déclin. &éser'es sous#e-"loitées. , , !auletabad.. !auletabad ,

Chine

A;

Croissance trs ra"ide ("roduction doublée en A ans).

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Fi+%re *3 8 Consommation de ga naturel de 2>@A % :;;<.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Fi+%re *4 8  Consommation moyenne "ar "ersonne de ga naturel en é$ui'alent tonne de "étrole. *ctuellement la demande de ga crotra "ar AP "ar :AP en >;P 'ers :;B;. Le commerce international et interrégional se dé'elo""era de faYon s"ectaculaire le commerce interrégional "ourrait crotre de 22P en 2>>A % 2=P 'ers :;2; et ::P de la demande mondiale totale de ga 'ers :;B;.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

X la fin de 2>AB "lusieurs com"agnes de sismi$ues aboutirent % la mise en é'idence d’une one haute "ou'ant constituer un anticlinal notamment dans la région de Hassi &’mel un  "remier forage (H) ( H) a été réalisé en 2>A@. Huit "uits sont alors réalisés délimitant ainsi une structure anticlinale constituant un grand réser'oir de ga. Ce "rem "remie ierr dé'e dé'elo lo"" ""em emen entt du cham cham"" "erm "ermet et de "réc "récis iser er le faci facis s des des nou' nou'el elle less géologi$ues et d’a""rofondir les connaissances sur le réser'oir et son effluent. 9uatre "uits sont relies % un centre de traitement "ermettant l’e-"loitation commerciale du cham" dés fé'rier 2>@2 deu- unités li'rent du ga % 0L<#Z % tra'ers un gaoduc reliant Hassi &’mel % *re[ *re[ le condensMt était é'acué % Haoudh#/l#Hamra 'ia l’oléoduc J EG? K. !e"uis la mise en e-"loitation "lusieurs éta"es ont été mar$uées a'ant d’atteindre la "hase actuelle de dé'elo""ement de 2>@2 % 2>=2 la "roduction annuelle de ga brut "asse de ;? % B: milliards de mB et celle du condensMt "asse de 2:@ ;;; % @:B ;;; tonnes et de 2>=2 % 2>=< des études des réser'oirs "ermettent de définir le mode d’e-"loitation du cham".

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

L’*lgérie est "lacée au $uatrime rang en "ossédant 2;P en'iron des réser'es mondiales (Figure 5.A). L’e-"loitation de ga naturel en "ro'enance de l’*lgérie atteindra ?; milliards de m BU autrement dit l’*lgérie de'iendra "armi les "remiers e-"ortateur dans ce secteur. Les réser'es algériennes en ga naturel sont é'aluées % A;;; milliards de m B "rou'és ce $ui  "lace notre "ays au A me  rang mondial des "ays détenteurs de ga naturel. La "roduction algérienne de ga naturel assurée "ar se"t "rinci"au- gisements a atteint % l’année :;;A N :BA; milliards mB dont =A; milliards de m B de ga commercial B<< milliards de m B de réin1ection BB; milliards de mB de condensMt et 2;; milliards de tonnes de 04L.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

/n 1an'ier :;;B les réser'es "rou'ées de ga naturel sont estimées % <;==.2; > mB. *u cours des di- dernires années les bassins de erkine et d’5llii ont enregistré les tau- de réussite les "lus éle'ées dans l’e-"loration a'ec res"ecti'ement res"ecti'ement A2P et A;P. 4armi les autres bassins de erkine $ui se classent comme les "lus fructueu- figure le bassin d’Dued ya ou ils ont effectué une autre décou'erte de ga et de "étrole en :;;: ainsi $ue les bassins de Timimoune et Hassi assoud. 5l est estimé actuellement $ue des in'estissements de l’ordre de = illiards de dollar  de'ront Rtre déblo$ués les "rochaines années afin de dé'elo""er touts les décou'ertes réalisées (Figure 5.@).

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Dn a coutume de définir la densité d’un ga "ar le ra""ort de sa masse 'olumi$ue dans les conditions de référence choisies ("ar e-em"le "ression atmos"héri$ue normale et 2AGC) % celle de l’air dans les mRmes conditions 2::A 3g,m B. La densité des ga naturels couramment mesurée sur les cham"s "ar des 'alences $ui com"tent % la mRme tem"érature. La densité du ga "eut Rtre obtenue % "artir de sa masse moléculaire $ue l’on "eut définir au moyen de sa com"osition chimi$ue en utilisant la relation N

!ensité de ga =

asse molaire :>

*:12 #o%voir aori?i%e Dn a""elle "ou'oir calorifi$ue d’un combustible li$uide ou gaeu- la $uantité de chaleur  dégag dégagée ée "ar la combus combustio tionn d’une d’une masse masse ou d’un d’un 'olume 'olume unité. unité. 4our 4our un ga ga le "ou "ou'oi 'oir  r  calorifi$ue s’e-"rime en J 7oule "ar mtre cube K mesuré dans les conditions de références.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Tous les hydrocarbures "résents dans le ga brut a""artiennent % la série des "araffines de formule générale N C nH:n\: % cela s’a1oute N de 'ariables "ro"ortions de ga non combustible (E : H:S et CD:) en $uantités a""réciables. /n faibles $uantités (traces) on trou'e l’*rgon et de l’Hélium. (CondensMt 04L) et de l’eau salée. La com"osition chimi$ue nous aide % calculer certaines "ro"riétés du ga naturel telles $ue la com"ressibilité la densité en fonction de la "ression et de la tem"érature et % définir les conditions de son traitement lors de l’e-"loitation (e-traction des hydrocarbures li$uides).

*:14 Caratéristi%es des rinia%6 omosants d% +a, nat%re •

L!a,ote "2 8 

0a incolore et inodore.



Tem"érature Tem"érature d’ébullition % 2 atm N ]2>A?GC.



!ensité du li$uide % la tem"érature d’ébullition N ;?;?.

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

Le tableau sui'ant (Tableau 5.B) donne les caractéristi$ues de $uel$ues "araffines les "lus im"ortant entrant dans la com"osition du ga naturel.

Tabea% *3 8  Caractéristi$ues "hysicochimi$ues des "rinci"au- "araffines constituantes le ga naturel. #ara??ine ;?orm%e imi%e< Co%e%r Temérat%re Temérat%re d!éb%ition ;C< *n?ammation Densité de a vae%r  15C Densité d% i%ide  15C Limite d!e6osion Temérat%re d!a%to: in?ammation ;C<

CH4 5ncolore ]2@BB< 5nfl 5nflam amma mabl blee ;AA<@ ;<<@ ^ 2
C2H 5ncolore ]??
A<;

A2A

C3H& i:C4H10 5ncolore 5ncolore ]<2?> ]22A= Trs infl inflaammab mmable le Trs infl inflam amma mabl blee 2A:B :;@= ;ABA= ;A= (:B#>A)P ] < A;

*:

]

17 Contre de a %aité d% +a, nat%re Le ga naturel doit corres"ondre % des e-igences de $ualité "our Rtre trans"orté distribué et

 Partie théorique

Chapitre I : Généralités sur le gaz naturel 

*:1712 Conernant !%tiisation *:1712a< L!indie de obbe 8 /st une caractéristi$ue techni$ue techni$ue "rinci"ale du ga naturel. naturel. /lle se définit comme comme étant le $uotient entre le "ou'oir calorifi$ue su"érieur (4CS) du ga et la racine carrée de sa densité "ar  ra""ort % l’air. Ce "aramtre est fondamental "our le fonctionnement des brVleurs de ga % induction atmos"héri$ue dont le débit calorifi$ue est "ro"ortionnel "ro"ortionnel % l’indice de obb obbe. e. 5l "ermet aussi  "our ce ty"e ty"e de brVleurs de 'érifier 'érifier l’interchangeabilité des ga naturels de $ualités $ualités différentes. différentes.

*:1712b< Les tene%rs en rod%its odorants 8 Les ris$ues liés au- fuites de ga e-igent $ue celles#ci soient détectables certains ga naturels contiennent des erca"tans J &#SH K $ui sont des odorants naturels. Les ga naturels dont dont le ni'e ni'eau au d’od d’odeu eurr natu nature rell est est nul nul ou insu insuff ffis isan ants ts doi' doi'en entt subi subirr une une odor odoris isat atio ionn

Chapitre II 

 )esription tehnologique tehnologique du module II de

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

**:12 Histori%e de a ré+ion d% Hassi $!me Le gisement de Hassi &’mel a été décou'ert en 2>A2 le "remier "uits H&2 a été foré en 2>A: % $uel$ues kilomtres de erriane. Ce "uits a mis en é'idence la "résence de ga naturel riche en condensMt et en 04L. /ntre 2>A= et 2>@; se"t autres "uits ont été forés (H&: H&B me H&< H&A H&@ H&= H&?). Le gisement de Hassi &’mel est classé < me au monde et 2 er  en

*lgérie il est d’une su"erficie de BA;; km : U étendue sur =; km du nord au sud et de A; km de l’est 'ers l’ouest a'ec une énorme réser'e réser'e de ga estimée de :<2A billions m B. Ce ga se trou'e entre :22; m et ::?; m de "rofondeur. Les "rinci"au- cham"s cham"s sont N Hassi &’mel !1ebel issa Dued Eoumer *it 3heir Sidi eghiche et akouda. Le dé'elo""ement du cham" de Hassi &’mel a été fortement lié au dé'elo""ement technolo technologi$ue gi$ue de l’industrie l’industrie du ga naturel dans le monde monde et les im"ortantes im"ortantes réser'es réser'es recelées recelées  "ar ce gisement ont constitué un atout im"ortant "our lancer une "oliti$ue d’industrie gaire de grande en'ergure "our le "ays.

 Partie théorique



Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

2>?A N L’unité de la récu"ération de ga d’é'asement et "roduction du 04L des modules ; et 2.



2>?2# 2>>B N &éalisation du centre de traitement d’huile.



2>?=# :;;; N Le début en haut des centres de traitement d’huile.



2>>> N 8nité de récu"ération du ga de l’associes.



:;;; N !émarrage du "ro1et oosting.



:;;A N ise en ser'ice du oosting.

**:14 #résentation des sete%rs de Hassi $!me Le cham" de Hassi &’mel com"rend trois secteurs (Figure 55.:) N

a< Sete%r "ord 8  $ui com"rend 

Le module B.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Les $uatre unités 2 : B et < de traitement du ga ont une ca"acité de ?; millions m B,1our  chacune. Ce"endant le module ; a une ca"acité de B; millions m B,1our et !1ebel issa de @ millions mB,1our.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Les deu- centres de com"ression Eord et Sud sont conYus "our la réin1ections du ga sec dans des "uits in1ecteurs "our faire entraner les lourds J la richesse K et réin1ections du ga de 'ente ga "our les 0EL en cas de "roblme ou ré'ision des unités. 8n autre "oste de com"ression $ui est a""elé oosting est actuellement en ser'ice il est conYu "our augmenter la "ression d’entrée du ga des modules de traitement du ga afin d’assurer l’e-"loitation continue du cham" du ga.

**:2 Les ativités d% am de Hassi $!me **:21 #roédés de traitement d% +a, Les "rocédés de traitement du ga sont multi"les et le choi- de l’un des "rocédés se base sur les critres sui'ants N

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Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

a""elée Turbo#e-"ander Turbo#e-"ander o on aura une tem"érature de _BAGC ce dernier est "lus "erformant car  il "ermet une meilleure récu"ération des hydrocarbures li$uides il dis"ose d’un systme de refroidissement autonome.

**:21< #roédés mi6tes 5ls sont les "lus "erformants car ils utilisent le Turbo#e-"ander Turbo#e-"ander la 'anne 7oule Thomson et la boucle de "ro"ane $ui "ermet d’atteindre un ni'eau de _@@GC. Les "rocédés mi-tes sont "lus  "erformants car ils "ermettent "ermettent une meilleure meilleure récu"ération des hydrocarbures. hydrocarbures. Le ga brut en "ro'enance des "uits "roducteurs est un mélange (ga et hydrocarbures li$uides) contenant une faible "ro"ortion d’eau de gisement. /lle se "résente % une "ression de 2;? bars et une tem"érature ma- de @:GC. (4our Hassi &’mel).

**:22 Les (od%es de traitement de +a,

 Partie théorique



Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

*u- Stations de &éin1ections (Stockage de Com"ression Eord et Sud) de ca"acité de >; millions de mtres cubes chacune "our réin1ections une "artie des ga secs (0E) dans le gisement (Systme de récu"ération ma-imale du brut).





Le "arc des é$ui"ements des unités com"orte N 

:;;; é$ui"ements stati$ues (fours échangeurs de chaleurs ).



A;;; a""areils machines tournantes (moteurs com"resseurs ).



2@;; a""areils d’instrumentation (ca"teurs thermos 'annes ).

La fonction e-"loitation 4 a "our mission de gérer les é$ui"ements des unités de traitement ("our sé"arer les fractions li$uides du ga brut "our une meilleure 'alorisation) et les stations de com"ression ("our la réin1ections).

**:222 Les saes de ontre des mod%es !ans cha$ue module on trou'e une salle de contrIle % la$uelle sont données toutes les

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 



anifold.



Sé"aration d’entrée.



Com"resseurs Com"resseurs du oosting.

Le ga brut $ui 'ient des collecteurs "asse 'ers le manifold d’entrée banalisé a'ec le manifold d’entrée du D!8L/ : arri'e au- trois ballons de "ré#sé"aration (!>;2 *,,C) % une tem"érature T  @AGC. L’eau L’eau est sé"arée et en'oyée 'ers le S45 le condensMt 'ers le ballon !2;A et le ga 'ers un ballon 'ertical de "ré#sé"aration (!>;:) "our éliminer le ma-imum d’eau. Ce ga alimente le com"resseur et sort % 4  22< bar et T  >;GC "assant "ar les aéroréfrigérants  "our le refroidir % T  @;GC et alimente alimente les trains.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Fi+%re **3 8  Schéma technologi$ue de l’unité de DDST5E0 % Hassi &’mel.

**:224 @r+anisation de a diretion E6oitation L’organi organisat sation ion de la direc directio tionn d’e-"l d’e-"loit oitati ation on de la région région de Hassi Hassi &’mel &’mel "eu "eutt Rtre Rtre schématisée dans l’organigramme l’organigramme de la figure sui'ant (Figure 55.<) N

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

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Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

 bruts recueillir % "artir de nombreu- "uits et de "roduire des ga traites (ga de 'ente ou ga de réin1ection). Le 4455 se com"ose de trois trains identi$ues *  et C.

**:231 Comosition imi%e d% +a, d!aimentation Le tableau sui'ant (Tableau 55.2) donne la com"osition chimi$ue du ga d’alimentation dans l’unité 04L de Hassi &’mel N

Tabea% **1 8 Com"osition chimi$ue du ga d’alimentation. Constit%ant  E: CD: C2 C: CB i#C< n#C< i CA

Fratio tion mo moé%aire ;J mo mo< AA@ ;:; =?B@ =<: :?? ;@: 22; ;B@

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Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 



Tene%r Tene%r en ea% N A; 'ol ""m (ma-).



#o%voir aori?i%e s%érie%r N >BA; 3cal,mB (min) U >


Tene%r en C 5B8 ;AP mol (ma-).



Temérat%re8 @;GC (ma-).



#ression de sortie 8  ?2 bars "our le ga de 'ente et =2 bars "our le ga de réin1ection.

•

G#L8 

Tene%r Tene%r en ;C 2 < 8 BP en mole (ma-).



Tene%r Tene%r en ;C 5B< 8 

•



Li$uide clair inflammable et 'olatil.



Tension Tension de 'a"eur &eid (T6&)N 2; 4sia (ma-).

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 



Section de stockage et de transfert du 04L.



!eu- lignes électri$ues fournies "ar la SDE/L0*Z arri'ent % cette unité

b< /nités 21K 22 et 23  N Trois trains identi$ues *  et C $ui assurent le traitement du ga (6oir  *nne-e B figure *.B)

< /nité 24 N Section de "ré"aration stockage et in1ection du /0. d< /nités 25 et 2  N !eu- sections identi$ues "our la régénération du /0. e< /nité 27 N 4roduction de l’air com"rimé (instrument et ser'ice) l’eau "otable de ser'ice de refroidissement d’incendie et 0a inerte.

?< /nité 02 N unité de oosting.

**:24 Les %tiités d% mod%e ** **:241 Setion de rod%tion de !air !air instr%ment et !air de servie servie

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

!onc il doit subir des diffrent traitements a'ant son utilisation. L’eau utilisée le module 55 est classifiée comme suite N 

/au de ser'ice.



/au d’incendie.



/au de refroidissement.



/au "otable.

**:2421 Ea% de servie et ea% d!inendie Com"te tenu de leur ser'ice les eau- de ser'ice et l’eau d’incendie n’e-igent aucun traitement "oussé.

**:2422 Ea% de re?roidissement et ea% otabe L’eau L’eau brute doit subir un traitement a""ro"rié N

 Partie théorique

 _ Conducti'ité  2;;; 6,cm

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

_ Conducti'ité  @;; @;; 6,cm

**:243 Ga, inerte 

Le ga inerte est utilise "our "urger et sécher les é$ui"ements contenant des ga inflammables.



5l "ermet d’éliminer l’air $ue contiennent certains a""areils a'ant $ue ceu-#ci soient utilisés.



Le ga inerte est généré "ar l’unité S<;?C. Celle#ci est com"osée essentiellement de deu- ballons 'erticau- rem"lis de charbon actif.



Le ga $ui en sort est dirigé 'ers le réser'oir de ga inerte !<2;.

**:244 Setion +a, omb%stibes ;F%e +a,< Cette section % "our fonction de "ré"arer et fournir les ga combustibles destinés au-

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

**:24 Setion de draina+e !es fosses creusées et bétonnées "rati$uées "rs des trains et des communs récoltent les eau- re1etées des di'ers é$ui"ements de sé"aration. Ces fosses sont é$ui"ées de "om"es de drainage et des transmetteurs de ni'eau 4<2< *, (train *) 4<2A *, (train ) 4<2@ (train C) 4<2= *, ("our les communs). Ces courants d’eau huileuse sont dirigés 'ers le sé"arateur  d’huile S45 ou la fosse % brVlage. Les eau- non huileuses sont amenées directement 'ers le  bassin d’é'a"oration. d’é'a"oration.

**:247 Setion de reomression reomression Les ga % basse basse "ression arri'ant arri'ant des ballons ballons !2;< !2;A et !2;= des trois trains seront seront recom"rimés "ar le turbocom"resseur 3;;: (*,) 1us$u’% == kg,cm : (tau- de com"ression de B:AA) B:AA) Ces ga sorten sortentt % une tem"é tem"ératu rature re de 2:; 2:;GC. GC. L’aéroré aéroréfri frigér gérant ant /;;: /;;: abais abaisse se cette cette

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Le ga brut 'enant de DDST5E0 arri'e au diffuseur (!;;2) % une "ression d’en'iron de 22< bars et une tem"érature de @;GC (Figure 55.A) "uis il est re"arti sur trois trains identi$ues de mRme ca"acité de (:; millions m B,1our)de ga traité actuellement le ga brut de cha$ue train est refroidi dans l’aéroréfrigérant d’admission (/2;2) 1us$u’ % <; C "uis se dirigent 'ers le "remier  sé"arateur (!2;2) o les hydrocarbures li$uides et l’eau sont sé"arés du ga "ar différences de densités. L’ea L’eauu est en'oyé 'ers le ballon de détente (!<;<) "uis 'ers le sé"arateur d’huile,eau U le ga de !2;2 "asse % tra'ers les échangeurs ga,ga (/2;: *F) et (/ 2;B *,) cIté tube ou il est refroidir 1us$u’% (]=GC). Le ga "asse ensuite % tra'ers une 'anne J 7oule Thomson 4&C6 2;? K et est détendu 1us$u’% >? 3g,cm 3g,cm : "our arri'er au ni'eau du deu-ime sé"arateur (!2;:) % (]2BGC). 4our é'iter la formation des hydrates on in1ecte de glycol est effectuée au ni'eau des échangeurs (/2;:*F) et (/2;B *,) a"rs sé"aration des hydrocarbures,/0 au ni'eau du (!2;:). Le glycol hydraté est soutiré et en'oyé 'ers l’unité de régénération du /0. Le ga du (!2;:) se détendu isentro"i$uement dans le J Turboe-"ander K 32;2 1us$u’% @A 3g,cm : et  1us$u’a une tem"érature de (]B: C). Le ga froid du (!2;B) 'a refroidir le ga brut % l’entrée au ni'eau des (/2;: *F) cIté calandre. 5l est re"risé "ar le com"resseur entrané "ar l’/-"ander 

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Les hydrocarbures li$uides (condensMt) du !2;2 et du !>;2 (section de oosting) se dirigent 'ers le sé"arateur riche !2;A o les constituants légres s’é'a"orent U les condensMt (la charge chaude) chaude) alimentent la "artie inférieur du dé#éthaniseur C2;2. *u ni'eau du :2 me "lateau. ] Les condensMt des !2;: et !2;B se re1oignent "assent dans le sé"arateur !2;<. ] Le condensMt du !2;< (charge froide) 'a alimenter la "artie su"érieur du C2;2 au A

me

 "lateau.

Les ga du !2;< et du ballon de reflu- du dé#éthaniseur (!2;=) se mélangent et cdent leur frigories au ga brut % tra'ers l’échangeur de la chaleur (/2;B *,) cIté calandre U ensuite ils se mélangent a'ec ceu- de !2;A "our Rtre com"rimé au ni'eau du recom"resseur (3;;:) % =< 3g,cm: et re1oignent la ligne du ga sec (4i"e <:). Les li$uides alimentant le A me "lateau du C2;2 "assent % tra'ers l’échangeur du reflu- (/2;@) cIté calandre. 9uand % ceu- "ro'enant du !2;A U ils sont réchauffés dans l’échangeur d’alimentation (/2;<) cIté calandre. Les ga de tRte

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

 "ression. Ces ga s’écoulent 'ers le "i"eline en tant $ue ga de 'ente ou ga de réin1ection. Dn in1ecte le 04L dans les ga traités "our a1uster leur "ou'oir calori$ue. Les 04L in1ectés sont ramenés sous la "ression de la "om"e d’a""oint "our "ou'oir calorifi$ue 4;;A *,.

**:2 Go Les "rocédés de traitement du ga naturel sont caractérises "ar les moyens de réfrigération des 'anne 7oule Thomson les Turbo#e-"anders. Sous certaines conditions de haute "ression et faible tem"érature mRme "ositi'e il y a ris$ue de formation d’hydrates $ui s’agglomrent et finissent "ar abstenir les installations. La "résence d’eau con1ointement a'ec le CD : fa'orise la formation d’un acide res"onsable de l’une des corrosions les "lus sé'res au ni'eau des é$ui"ements et des conduites. 5l e-iste différentes méthodes "our inhiber ces hydrates et a1uster  la teneur en eau $ui re"résente l’une des caractéristi$ues de la $ualité de ga de 'ente. Le traitement cryogéni$ue $ue subit le ga naturel "our la sé"aration des hydrocarbures

Fi+%re **58 Schémas du "rocédé (H8!SDE) em"loyé au module 55 "our le traitement du ga.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

Cette section % "our fonction de "ré"arer stocker in1ecter et régénérer la solution de mono# éthylne glycol. Cette section se di'ise en trois "arties sui'ant leur fonction N

**21 #réaration et stoNa+e de +o Le mono#éthylne glycol (C :H@D:) est dé'ersé dans le "uisard a'ant $u’il soit transféré au réser'oir de stockage (T:;2) "ar les "om"es de 'idange (4:;<). Le "rocédé de "ré"aration de glycol (% ?;P en "oids) consiste % N 2. *limenter *limenter le réser' réser'oir oir (ac (ac T:;2) T:;2) a'ec a'ec l’eau. l’eau. :. élanger élanger le glycol glycol et l’eau dans dans le réser'oir réser'oir T:;2 T:;2 % laide des des 4om"es 4om"es 4:;: *,. *,. B. esure esure la concentra concentration tion en glycol glycol de cette solutio solutionn "ar "rise d’échan d’échantillon tillonnage nage.. <. *mener *mener la solution solution de de glycol glycol 'ers 'ers le ballon ballon !:;:. !:;:.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

mélangent au ga saturés en eau et absorbent ainsi l’humidité 1us$u’% se $ue l’état d’é$uilibre soit atteint.

**:23 $é+énération de +o Le glycol hydraté d’une concentration de =AP en "oids est récu"éré en différents "oints de  "rocessus U dans les a""endices a""endices des ballons (!2;: !2;B !2;< !2;@ et !2;=) "uis sera dirigé 'ers l’unité de régénération. 5l e-iste deu- unités de régénération du glycol l’une en ser'ice et l’autre en stand#by.

**:24 Desrition d% roédé de ré+énération de +o Le glycol hydraté $ui "asse "ar le "ré#filtre (S<;B) % une "ression de ;
Fi+%re ** 8 Schéma 8 Schéma technologi$ue du "rocédé de régénération du glycol.

 Partie théorique

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

**:3 #artie sé%rité 8 Sst>me de %tte ontre es inendies **:31 Ea% d!inendies Le collecteur "rinci"al d’eau incendie est alimenté % "artir du réser'oir de stockage % eau brute (T <;2). 5l alimente % son tour tour $uatre "om"es deu- sont entranées "ar "ar moteur électri$ue et les deuautres "ar moteur diesel. La "ression dans le collecteur (= 3g,cm :) est assurée "ar une "om"e J 7DC3/ K. Lors$u Lors$uee le feu se décla déclare re deudeu- "om"es "om"es (entra (entrané nées es "ar moteu moteurr électr électri$u i$ue) e) du collec collecteu teur  r   "rinci"al se mettent en marche "our fournir de l’eau en raison de la chute de "ression dans le collecteur "rinci"al. Les deu- "om"es entranées "ar moteur diesel sont des "om"es de secours autrement dit elles fonctionnent lors$ue les "om"es entranées "ar moteur électri$ue tombent en "anne ou lors$ue l’alimentation électri$ue est interrom"ue. Sur les collecteurs d’incendie sont installées de nombreuses lances % mousse,eau ré"arties dans

 Partie théorique



Camions é$ui"és d’un réser'oir % eau de 2; m B.



*mbulance.

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

*:33b< )areis mobies 

0énératrice électri$ue (% A lam"es) sur remor$ue.



4om"e incendie entranée "ar moteur sur remor$ue. (2?; m B,h 2: 3g,cm:).



Lance mobile % émulsifiant (:;; litres).



!é'idoirs sur roues ("our tuyau- incendie). i ncendie).

**:34 E6tinte%rs de ?ammes **:341 Di??érents tes d!e6tinte%rs **:341a< E6tinte%rs C@ 2 /-tinc /-tincteu teurs rs % CD: auto automa mati ti$u $ues es $ui $ui sont sont acti action onné néss "ar "ar les les déte détect cteu eurs rs de fumé fumées es et de

 Partie théorique



Local des turbines % ga "our recom"resseurs.



Local du turbogénérateur etc.

Chapitre II : )esription du module II de *assi +,mel 

**:334 Si+na%6 d!aarme Le signal d’alarme est situé % 2;; m de cha$ue installation traitant des Hydrocarbures on les installe le long des 'oies d’accs .Ce signal est constitue "ar un ou "lusieurs a'ertisseurs rassemblés dans un coffret

Chapitre III   es *!drates

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

*** Les drates ***:1 Généraités s%r es drates L’e-" e-"loi loitat tation ion du ga nature naturell c’est c’est heu heurté rtéee % des diffic difficult ultés és liées liées au bou boucha chage ge des canalisations "ar dé"It de cristau- d’abord considres comme étant de la glace ces cristau- sont en fait constitués "ar des hydrates de ga naturel a""araissant bien ou dessus de la tem"érature de formation de la glace. 5l s’agit des com"osés d’inclusion $ue forment a'ec l’eau certains des constituants du ga naturel et en tout "remier lieu le méthane. 4our é'iter le bouchage des canalisations (Figure 555.2) les installations de "roduction et de trans"ort doi'ent Rtre "rotégées des ris$ues de formation d’hydrates une "remire faYon d’y arri'er consiste % déshydrater le ga naturel. Lors$ue ce ce n’est "as "ossible il faut se "lacer dans dans des conditions de tem"érature tem"érature et de

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:11 Les ea%6 de +isement Les eau- de gisement "ro'iennent de l’a$uifre sous#1acent au cours de l’e-"loitation d’un gisement la mise en mou'ement mou'ement de l’a$uifre ("oussée ("oussée des eau- ou [aters dri'e) contribue % ralentir le déclin de "ression du réser'oir. 5l "eut mRme Rtre nécessaire de retreindre le régime de "roduction de certains "uits de  "roduction "ar cristallisation des sels les eau- de gisement "eu'ent Rtre d’origine marine elle sont alors caractérisées "ar teneur éle'ées en chlorures "articulirement en chlorure de sodium $uel$ue fois trs su"érieures % la teneur dans l’eau de mer dissous.

***:12 La tene%r en ea% dans e +a, nat%re La teneur en eau dans le ga naturel dé"end essentiellement de la tem"érature et de la  "ression. Les sels en solution dans l’eau réduisent sa "ression "artielle en "hase 'a"eur et la

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Conn Co nnai aiss ssan antt l’é' l’é'ol olut utio ionn des des cond condit itio ions ns de tem" tem"ér érat atur uree et de la "res "ressi sion on dans dans une une installation il est "ossible au moyen de la courbe de rosée (eau du ga naturel) de déterminer la one de formation des hydrates. La $uantité d’eau dé"osée "eut Rtre ensuite calculée % "artir de la différence entre les teneurs en eau dans le ga % saturation res"ecti'ement % l’entrée et % la sortie.

***:14 So%biité d% +a, nat%re dans !ea% Les ga naturels sont trs "eu solubles dans l’eau mRme sous des "ressions éle'ées. La solubilité dans l’eau "ure est en fonction de la tem"érature et de la "ression. /n com"a com"aran rantt % une tem"ér tem"ératu ature re don donnée née la solubi solubilit litéé de différ différent entss hydro hydrocar carbur bures es il a""arat $u’% une "ression donnée cette solubilité diminue fortement a'ec le nombre d’atomes de carbone. 4ar contre l’effet de "ression n’est mar$ué $ue "our les hydrocarbures les "lus légers.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Les autres "aramtres $ui fa'orisent la formation des hydrates mais $ui sont d’ordre moins im"ortant sont N 2. L’augmentation ’augmentation de la turbulence turbulence de l’écoulement l’écoulement tels $ue la 'itesse d’écoulement éle'é. :. 4ulsation 4ulsation de "ress "ression ion et et tous ty"es ty"es d’agitat d’agitation. ion. B. La "résenc "résencee des des fines fines "articul "articules es 1ouant 1ouant le rIle rIle de germes germes de crista cristallis llisati ation on telles telles $ue microc microcris ristau tau-- des des hydra hydrates tes et "artic "articule uless solide solidess ("ous ("oussi sires res o-y o-ydes des de corros corrosion ion)) J 1ouent un rIle catalyti$ue dans la réaction de formation K.

***:1 Détermination d% domaine ;#K T< de ?ormation des drates 4our un ga naturel donné en "résence d’eau li$uide les hydrates se forment % une certaine tem"érature "our une "ression fi-ée.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:17 Str%t%res des drates ;Str%t%re de base< Les hydra hydrates tes de ga (Figu (Figure re 555.B) 555.B) sont sont des com"os com"osés és d’inse d’inserti rtion on forme formess d’un d’un résea réseauu organisé de molécules d’eau liées "ar des liaisons hydrogne et dont les ca'ités sont occu"ées  "ar di'erses molécules organi$ues organi$ues $ui stabilisent la structure "ar les interactions de ty"e 6an 6an der  aals $u’elles forment a'ec le réseau a$ueu-.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:17a< Hdrates de str%t%res str%t%res * 8 *u- conditions d’é$uilibre de "ression et tem"érature de formation et de dissociation des hydrates le cristal unitaire de cette structure est com"osé de <@ molécules d’eau mélangées a'ec des com"osants gaeu- N méthane éthane et dio-yde de carbone. Structures 5 N @2.::.<@H:D D N 2 N re"rés re"résent entee si- "etite "etitess ca'ité ca'itéss ("oly ("olydr dres es const constitu itués és de 2: faces faces "en "entag tagona onales les et référencées A 2:). : N re"résente les deu- grandes ca'ités ("olydres constitués de 2: faces "entagonales et de : faces he-agonales et référencées A 2: @:).

***:17b< Hdrates de str%t%res ** 8

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

B N re"résente r e"résente la grande ca'ité.

***:1& #révention des drates La form format atio ionn des des hydr hydrat ates es.. 4eut 4eut Rtre Rtre é'it é'itéé en se "lac "lacen entt en deho dehors rs de cond conditi ition on thermodynami$ue de formation. Ceci "eut Rtre réalisé en augmentent la tem"érature % une  "ression donné ou on baisse la "ression % une tem"érature donné. Si c’est im"ossible il est nécessaire "our é'iter la formation des hydrates soit de réduire la teneur en eau du ga "ar une o"ération de séchage soit d’utiliser des inhibiteurs. Les inhibiteurs agissent comme des J antigels antigels K ce sont des sol'ants miscibles en "hase a$ueuse $ui en modifiant la fugacité de l’eau "ermettant d’abaisser la tem"érature de formation des hydrates.

***:1&1 Ca%??a+e

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Les électrolytes constituent des inhibiteurs trs efficaces. Les sels en solution agissent "ar  attraction des di"Iles "ar les molécules d’eau U les molécules d’eau tendent % s’associer a'ec les ions en solution "lutIt $u’% former un réseau autour des molécules de ga en solution. 4our la mRme raison la solubilité du ga dans l’eau diminue. Les sels les "lus efficaces comme inhibiteurs dé"endent au- cations sui'ants N *lB\  g:\  Ca:\  Ea\  3 \ Le chlorure de calcium est fré$uemment choisi en raison de son efficacité et de son faible coVt "ar contre en raison des ris$ues de corrosion et dé"It les sels ne sont $ue "eu utilisés en  "rati$ue comme inhibiteurs. inhibiteurs.

***:1&32 )oos Les alcools notamment les glycols et le méthanol son trs largement utilisés comme

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Chapitre III : es h!drates

L’ammoniac est inhibiteur trs efficace mais il est corrosif to-i$ue et forme a'ec le dio-yde de carbone en "résence d’eau des carbonates $ui ris$uent de constituer un dé"It solide. /n outre sa tension de 'a"eur est éle'ée et il est difficile % récu"érer. Le mono#é mono#étha thanol nol#am #amine ine (/*) (/*) "réco "réconis nisée ée comme comme inhibi inhibiteu teur. r. X une con conce centr ntrati ation on massi$ue massi$ue donnée donnée elle s’a're "lus efficace efficace $ue le di#éthyl di#éthylne ne glycol. glycol. Son utilisation utilisation "eut Rtre intéressante si le mRme sol'ant est utilisé % l’issue de l’éta"e de trans"ort "our désacidifier le ga.  Eou'eau- ty"es d’additifs $ui sont utilisés en faibles concentrations concentrations é'itent la "rise en masse des hydrates sont étudiés actuellement. L’eau étant dis"ersé dans une "hase li$uide d’hyd d’hydroc rocarb arbure ures s ils "ermet "ermetten tentt d’obte d’obtenir nir une sus"e sus"ensi nsion on de crista cristauu- d’hyd d’hydrate ratess $ui sont sont trans"ortées sans bouchages ni "ertes de charges e-cessi'es. e-cessi'es.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:191a< #rinie 8 Le séchage du ga naturel est assuré dans ce cas "ar un la'age % contre courant a'ec un sol'ant "résentant une forte affinité "our l’eau cette solution est le "lus sou'ent un glycol. Les  "ro"riétés recherchées recherchées "our le sol'ant sol'ant sont les sui'antes sui'antes N j 0rande affinité "our l’eau. j Caractre non corrosif. j Stabilité thermi$ue. j &égénération facile. j 6iscosité réduite. j Faible tension de 'a"eur. j Solubilité dans les hydrocarbures réduite. j Faible tendance au moussage et % la formation d’émulsion.

***:191b< Te d!absorbants 8 •

+thylne glycol ou mono#éthylne mono#éthylne glycol (/0) N C : H@ D:

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

une forme intermoléculaire similaire a'ec l’eau "ar consé$uent ils ont une haute affinité "our  l’eau et hautement associés a'ec les liaisons hydrogne. Le mono éthylne glycol (/0) di#éthylne glycol (!/0) et le tri#éthylne glycol (T/0) sont les "rinci"au- "roduits utilisés "our la déshydratation du ga naturel. Les facteurs $ui ont amené % leur em"loi sont leur stabilité e-cellente % la chaleur ainsi $ue leur basse tension de 'a"eur 

***:193 Les di??érents tes de +os La formule générale des glycols est N HD](C :H
Q Le mono:ét>ne +o ;(EG<  N HD]CH:#CH:]DH. Q Le di:ét>ne +o ;DEG< 8  HD]CH:#CH:]D]CH:#CH:]DH QLe tri:ét>ne +o ;TEG<8 HD]CH:#CH:]D]CH:#CH:]D]CH:#CH:]DH

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

8ne faible "artie de l’o-yde d’éthylne se transforme également en acétaldéhyde CH BCHD et décom"osé "ar la suite en CD : et H:D il ne reste $ue des traces tr aces (de l’ordre de ""m). Les glycols sont ensuite obtenus % "artir de l’o-yde éthylne selon les réactions sui'antes N C:H< D \ H:D HD#CH:#CH:#DH \ C: H
HD#CH:#CH:#DH (/0). H#(DCH:#CH:):#DH

H#(DCH:#CH:):DH \ C: H< D

H#(DCH:#CH:)B#DH

Toutes ces réactions ont lieu en "hase li$uide % haute "ression.

(ati>re remi>re 8 +thylne % >>>P (en mole) de "ureté "ureté minimale. D-ygne % >>AP (en mole) de "ureté minimale.

(!/0). (T/0).

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Les "roblmes de corrosion et de fonctionnement arri'ent normalement $uand la solution en circulation de'ient sale. !onc "our obtenir une longue 'ie de glycol sans troubles il est nécessaire de reconnatre ces "roblmes et sa'oir comment les "ré'enir les "roblmes ma1eurs sont N 

 D-ydation.



 !écom"osition thermi$ue.



 ContrIle de 4H.



 Contamination de sel.



 4résence  4résence des hydrocarbures li$uides.



 oussage.

***:1951 @6dation

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:1953 Contre d% H Le 4H est mesure l’acide contenu dans le glycol (moins de 4H "lus d’acide) et est une indication de dégradation $ui "rend "lace U le 4H désiré dans la solution étant de = % =A. Si les démarches nécessaires ne sont "as "rises le 4H continuera % descendre "endant $ue le systme est en marche. Le tau- de corrosion augmentera ra"idement a'ec la descente de 4H dans le glycol. Les acides organi$ues résultants de l’o-ydation du glycol "roduits de décom"osition thermi$ue sont les com"osés corrosifs les "lus ennuyeu-. ennuyeu-. !onc !o nc le 4H du gly glycol col de'r de'rai aitt Rtre Rtre 'érif 'érifié ié "ério "ériodi di$u $uem emen entt et gard gardéé sous sous base base "ar  "ar  neutralisation des com"osés acidi$ues a'ec du bora- ou généralement "ar la /* $ui est em"loyée "our le contrIle du 4H dans le systme de glycol. L’addition de ces bases de'rait Rtre faite a'ec soin "arce $u’une grande $uantité de ces bases résultera une grande "réci"itation de matire noire. La matire noire semble Rtre un com"le-e $u’est formé dans des systmes o le 4H est bas

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

formation de mousse dans le glycol et sa dégradation. 5ls doi'ent Rtre éliminés au ni'eau d’un filtre % charbon. S’il est difficile % détecter et su""rimer ces causes des "roduits anti# émulsifs  "eu'ent Rtre momentanément momentanément utilisés "our résoudre le "roblme.

***:195 (o%ssa+e La formation de mousse "eut entraner une augmentation des "ertes de glycol et réduire la ca"acité de l’usine. Le moussage "eut encore causer un "au're contact entre le ga et la solution de glycol donc l’efficacité de séchage. Le glycol ne forme "as de mousse "ar lui#mRme. Les im"uretés forment la mousse "articulirement % une basse tem"érature. Les facteurs fa'orisant la formation de mousse sont N 

Les hydrocarbures li$uides.



Les inhibiteurs de corrosion.



Les sels.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

/lle inter'ienne en $uatre "oints "rinci"au- de l’installation N 2. 4erte "ar solubilité solubilité dans les hyd hydrocar rocarbures bures.. :. 4erte "ar 'a"o 'a"orisat risation ion dans le ga ga "roduit. "roduit. B. 4erte % la régénérati régénération on "ar 'a"orisatio 'a"orisationn ou l’entraneme l’entranement nt dans les 'a"eurs 'a"eurs d’eau d’eau sous forme des gouttelettes li$uide. <. 4erte 4erte mécan mécani$u i$uee (au ni'eau ni'eau des des "om "om"es "es). ). A. 4erte "ar "erYage "erYage des tubes tubes des des échang échangeurs eurs (ga,ga (ga,ga)) augment augmente. e. @. 4erte 4erte "ar "ar o-y o-yda datio tion. n. Considérablement les "ertes de glycol ces "ertes "eu'ent Rtre minimisées "ar un contrIle de débit et la concentration du /0 in1ectée "ar un bon réglage des installations ainsi $u’en é'it é'iten entt la dést déstab abil ilis isat atio ionn des des unit unités és de trai traite tem ment ent % fin fin d’a' d’a'oi oirr de bonn bonnee sé"a sé"ara rati tion on condensMt,glycol.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

-isosité abso%e  0C Cae%r séi?i%e ;R='+' < #oint d!éaire ;C<

;;;A::

;;;=?=

;;;>?>

;;2;@B

:B>A

:B;=

:2>;

:2@A

222

2:<

2=@.@=

2>@22

***:19& Coi6 d% te de +o L’éthylne glycol est "armi les glycols celui $ui se "rRte le mieu- % l’inhibition des hydrates. /n raison de sa masse molaire "lus faible il est "lus efficace % une concentration massi$ue fi-ée $ue le di#éthylne glycol ou $ue le tri#éthylne glycol. L’em"loi du di#éthylne glycol "eut toutefois se 1ustifier lors$u’il s’agit de réduire les "ertes de sol'ant dans le ga. !’autre "art lors$ue le ga est déshydraté % l’issue de l’éta"e de trans"ort l’em"loi du di# éthylne glycol comme inhibiteur "ermet de n’utiliser $u’un sol'ant uni$ue au cours des éta"es de trans"ort trans"ort et de déshydra déshydratation tation.. Le Tableau ableau 555.: rassembl rassemblent ent les "rinci"au "rinci"au-- a'antage a'antagess et incon'énients des glycols.

Tabea% ***2 8  Les a'antages et les incon'énients incon'énients des glycols.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

traitement. Sous certaines conditions de hautes "ressions et des faibles tem"ératures "ositi'es La 'a"eur d’eau "eut se condenser se solidifier "ro'o$uant ainsi la formation des hydrates et fa'oriser la corrosion si le ga contient des com"osés acides. La form format atio ionn des des hydra hydrate tess "eut "eut Rtre Rtre é'it é'itée ée en se "laY "laYan antt en deho dehors rs de cond condit itio ions ns thermody thermodynami$ nami$ues ues de formation. formation. Ceci "eut Rtre réalisé en augmentant augmentant la tem"érature tem"érature % une  "ression donnée ou en baissant la "ression % une tem"érature donnée. Si c’est im"ossible il est nécessaire "our é'iter la formation des hydrates soit de réduire la teneur en eau du ga "ar une o"ération de séchage soit d’utiliser des inhibiteurs.

***:21 Dé?inition de a désdratation La déshydratation est l’action d’enle'er d’un cor"s toute l’eau (ou "res$ue) $u’il renferme. /n d’autre terme la déshydratation est synonyme de séchage. Cette o"ération s’effectue dans l’industrie du "étrole et de ga en 'ue de N 4arache'er (améliorer) la $ualité $ualité du "roduit fini.

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Ce traite traiteme ment nt conde condense nse égale égalemen mentt la fracti fraction on lourde lourde des hydro hydrocar carbur bures es du ga ga brut brut (dégaolinage) (dégaolinage) et "ermet d’a1uster simultanément le "oint de rosée hydrocarbures. hydrocarbures.

***:212 Désdratation ar adsortion en it ?i6e Le "rocédé fonctionne en manire alterne et "ériodi$ue cha$ue lit "assant "ar des éta"es successi'es successi'es d’adsor"tion et de désor"tion (Figure 555.@). *u cour de l’éta"e d’adsor"tion le ga % traité est en'oyé sur le lit d’adsorbant $ui fi-e l’eau. Lors$ue le lit est saturé du ga chaud est en'oyé "our régénérer l’adsorbant.

8n adsorbant doit "résenter les caractéristi$ues sui'antes N • • • •

Ca"acité d’adsor"tion % l’é$uilibre im"ortante U *dsor"tion ré'ersible "ermettant de régénérer l’adsorbant U Cinéti$ue d’adsor"tion ra"ide U Faible "erte de charge U

Les adsorbants les "lus utilisé actuellement sont N

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

Fi+%re ***8 +$uilibre de ca"acité des adsorbeurs d’eau en fonction d’humidité relati'e basé sur 

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

L’absor"tion est donc une rétention d’une substance "ar une autre. Si l’absor"tion est un  "rocessus seul et donc "as sui'i ou "récédé d’un autre "hénomne "hysi$ue ou chimi$ue alors elle obéit % la loi de cloison de Eernst N J Le ratio des concentrations d’une substance dissoute dans deu- "hases en contact est une constante "our une "hase soluté et autre "hases K.

Trois com"osés organi$ues sont généralement utilisés l’éthylne glycol (/0) le di# éthylne glycol (!/0) et le tri#éthylne glycol (T/0). Ces sol'ants sont utilisés le "lus fré$uemment "our la déshydratation du ga naturel dans les gaoducs "lutIt $ue dans les usines cryogéni$ues. Ces sol'ants sont utilisés essentiellement "our la déshydratation du ga naturel  "our é'iter la condensation condensation en ligne ligne de l’eau dans les gaoducs gaoducs "endant le trans"ort trans"ort du ga. /n général les glycols sont limités au- a""lications o il est nécessaire d’a'oir des dé"ressions du "oint de rosée com"rises entre B; et <:GC atteignant des 'aleurs moyennes finales du "oint de rosée de l’ordre de ]:;GC (2;;; ""m). Le glycol "au're absorbe l’eau du ga

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

4our maintenir le ga au dessus de la tem"érature de formation des hydrates une "remire solution "articulirement a""ro"riée dans le cas d’une ligne de collecte de faible longueur consiste % isoler la conduite. Si le trans"ort effectué sur une distance relati'ement faible cette méthode en générale ne suffit "as ou de'ient d’un coVt "rohibitif. 8n dis"ositif d’isolation des conduites est associé % un chauffage d’a""oint électri$ue N il est assuré "ar des rubans de chauffage électri$ue soit "ar induction d’un courant électri$ue su"erficiel dans la conduite % chauffer. L’isolation "ermet d’é'iter la consommation d’électricité e-cessi'e. 8n chauffage momentané "eut Rtre également utilisé "our éliminer un bouchon d’hydrates. Cette o"ération nécessite de nombreuses "récautions "récautions U elle ne doit "as Rtre brutale "our é'iter des contraintes e-cessi'es dans la conduite. 5l est nécessaire également de faire fondre d’abord les e-trémités du bouchon et de "rogresser 'ers le centre N en effet si les hydrates sont dissociés au centre il "eut en remettre une su""ression dangereuse ris$uant de conduire % une ru"ture de la

 Partie théorique

Chapitre III : es h!drates

***:21 $éd%tion de ression 8n abaissement de "ression effectué % tem"érature fi-ée re"résente un des moyens "our  sortir du domaine de formation des hydrates. Toutefois une détente du ga s’accom"agne généralement d’une baisse de tem"érature $ui 'a % l’encontre de l’effet recherché. *insi $u’une déten détente te isentr isentro"i o"i$ue $ue ou mRme mRme isenth isenthal" al"i$u i$uee con condu duit it % une aug augmen mentat tation ion des des ris$ue ris$uess de formation des hydrates. 8ne dé"ressurisation ne "ermet d’éliminer un bouchon d’hydrate si elle est menée de manire "res$ue isotherme U ceci im"li$ue $ue la conduite ne soit "as isolée et $ue le "rocessus de détente soit suffisamment lent. La dé"ressurisation n’étant en général effectuée $ue sur un tronYon de conduite $u’il faut isoler. /lle doit Rtre menée simultanément de "art et d’autre du bouchon de manire % é'iter le ris$ue de "ro1ection de ce bouchon.

#artie a%

*:1 E6osé de !obOeti? d% travai ;#robémati%e< 8 L’ob1ectif "rinci"al de ce tra'ail est de réé'aluer (ré#estimer) les 'aleurs des débits d’in1 ’in1eectio tion de l’é l’éthy thylne lne glyco lycoll (/0 (/0)) $ui sont sont direc irecte teme ment nt lié liées % la 'ari 'ariaation tion (diminution"rogressi'e annuelle) de la "ression du ga au ni'eau de la ligne d’alimentation (% l’entrée de l’unité 04L) du module 55de Hassi&’mel. 5l s’agit donc "ar consé$uent d’une mise %  1our des débits d’in1ection du /0 en fonction de cette nou'elle 'aleur de "ression ('aleur  actuelle). L’ob1ectif secondaire de ce calcul est de faire une "ré'ision (future estimation) de ce débit dans les $uel$ues années % 'enir lors$ue la "ression 'a atteindre sa 'aleur réduite de 2;B 3g,cm: en :;2@. 8ne autre autre con consé$ sé$uen uence ce de la chu chute te de la "ressi "ression on J de 2<2 2<2:3 :3g,c g,cm m :  (en 2>?;) % 22<3g,cm: (en :;22) a'ec oosting en ser'ice K est $u’elle a induit une forte diminution du tau-

*:21 Séarate%r d!admission ;D101< *:211 Cas desi+n ;19&0< 8 *:211a< #ériode d!iver T40C N (tem"érature minimal atteinte en hi'er) 

4ression de ser'ice de !2;2



Tem"érature Tem"érature de ser'ice de !2;2

$emar%e 8 

23g,cm: 2<:: "sia.



T(GF)2? T(GC)\B:

)iation n%méri%e 8 4  2<2: . 2<::  :;;=?@ 4sia  :;;; "sia. T  2? . (<;) \ B:2;
42<2: 3g,cm : T<;GC.

*:211b< #ériode d!été 8 T49 GC 8 (tem"érature ma-imal atteinte en été) 

4ression de ser'ice de !2;2

42<2: 3g,cm :.



Tem"érature Tem"érature de ser'ice de !2;2

T <>GC.

)" 8 4  2<2: . 2<:::;;=?@ "sia  :;;; "sia. T  2?. (<>) \B:  2:;: GF  2:;GF. !e la mRme manire $ue "récédent l’utilisation de l’aba$ue (*nne-e *.2) *.2) donne N 9eau  @< lb H:D,scf. 9eau @<. 2@;:  2;:A:? 3g d’eau,Sm B ga.

.ea%1025K2& '+ d!ea%=(Sm 3 de +a,

4ar inter"olation linéaire N 42  :;;;#2A;; A;;

92  <2<>#
4:  :;;;#2@:2;?B=?>: :;;;#2@:2 ;?B=?>:

9 :  O

9:  ( 9 2 . 4 4:), 42.

)" 8 9:  (#@A2 . B=?>:) , A;; #<>B. 9:  (9 eau <2<>) # (9 eau  O)  #<>B. 9:  <2<> # 9 eau  #<>B. 9eau  <2<> # (#<>B) <2<>\<>B <2<>\<>B <@<: lb H :D,scf. 9eau  <@<: . 2@.;: =
.ea% 743K5 '+ d!ea%=(Sm 3 de +a,

9:  ( 9 2 . 4 4:), 42.

)" 8 9:  (#2@ . B=?>:) , A;; #2:2:. 9:  (9eau @<) # (9eau  O)  #2:2:. # 2:2:. 9:  @< # 9eau  #2:2:. 9eau  @< # (#2:2:) @<\2:2: =@2: lb H :D,scf. 9eau  =@2: . 2@.;: 2:2><< 3g d’eau,Sm Bga.

.ea% 1219K44 '+ d!ea%=(Sm 3+a,

*:213 Cas ?%t%r 8 ;201< *:213a< #ériode d!iver ;T40 GC< 8

)" 8 9:  (#B: . BAB<), =;;#2@2. 9:  (9 eau @2 @2)@2 lb H :D,scf. 9eau <>@2 . 2@;:=><=A3g 2@;:=><=A3g d’eau,Sm Bga.

.ea%794K75'+d!ea%=(Sm3 de +a,

*:213b< #ériode d!été T49 GC 8 

4ression de ser'ice de !2;2

4 2;B 3g,cm :.



Tem"érature Tem"érature de ser'ice de !2;2

T <>GC.

9:  (9eau ?;) # (9eau  O) #:::. 9:  ?;# 9eau #:::. 9eau  ?;#(#:::)  ?;\::: ?;\:::  ?::: lb H:D,scf. 9eau  ?::: . 2@;:  2B2=2@ 3g d’eau,Sm Bga.

. ea% 1317K1 '+ d!ea%=(Sm 3 de +a,

Les résultats de calcul de la $uantité d’eau dans le ballon !2;2 sont rassemblés dans le tableau 5.2.

Tabea% *1 8 Teneurs en eau dans le ga brut en fonction des "aramtres o"ératoires (4 T). #ression de servie  a sortie d% D101 ;en '+=m 2< Temérat%re de servie de

Cas desi+n 141K2

Cas at%e 114 114

Cas ?%t%r 103

Hi'er  /té   <     m    S     (   3   =  +     '   ;

;'+=Cm2<

Fi+%re *1 8  +'olution de la teneur en eau du ga en fonction de la "ression du ga brut % différentes tem"ératures.

*:22 Séarate%r ?ina a%te ression ;D102< 8 *:221 Cas desi+n 8 

La tem"érature de ser'ice de !2;: !2;: est #2=2 GC



La "ression de ser'ice de !2;: est 2;;3g,cm :

)" 8 4  2;;. 2<::2<:: "sia. T  2? . (#2=2) \B:2::GF. Dn utilise l’aba$ue l’ aba$ue ('oir anne-e *.2). 9eau  2@ lbH:D,scf.  9eau  2@ . 2@;:  :A@B 3g d’eau,Sm Bde ga.

.ea% 41K5'+ d!ea%=(Sm 3de +a,

Les résultats du calcul de la $uantité d’eau dans le ballon !2;: sont rassemblés dans le tableau 5.:.

Tabea% *2 8  Teneurs en eau dans le ga brut en fonction des "aramtres o"ératoires (4 T). #ression de servie de D102 ;en '+=m2< Temérat%re de servie de D102 ;C< Tene%r en ea% ;'+=(Sm3 de +a,<

X la tem"érature #2=2 GC

Cas desi+n

Cas at%e

Cas ?%t%r

100

9&

9&

#2=2C

#22C

#22C

:A@B

<2@A

<2@A

T #B; GF

9  ;A< lb H :D,scf.

T #B2 GF

9  O lb H :D,scf.

T #B: GF

9  ;A>lb H :D,scf.

T 2 #B:\B; #: T : #B:\B2 #2

9 2 ;A>#;A<;;A. 9 :  O

9 : (9 2 . T :), T 2.

)" 8 9: (;;A . (#2)) , (#:);;:A 9: (9eau ;A>)# (9eau O)  ;;:A. 9: ;A># 9eau ;;:A. 9eau  ;A>#(;;:A)  ;A>#;;:A;A@lb ;A>#;;:A;A@lb H :D,scf. 9eau ;A@ .2@;:  ?>=3g d’eau,Sm B de ga.

)" 8 9: (;;A . <@), :;22A 9: (9eau  ;A>)# (9eau  O) ;22A 9: ;A># 9eau ;22A 9eau  ;A>#(;22A);A>#;22A;<=A lb H :D,scf. 9eau ;<=A . 2@;:=@2 3g d’eau,Sm B de ga.

.ea% 7K1'+ d!ea%=(Sm 3 de +a, Les résultats de calcul de la $uantité d’eau dans le ballon !2;B sont rassemblés dans le tableau 5.B.

Tabea% *3 8  Teneurs en eau dans le ga brut en fonction des "aramtres o"ératoires (4 T).

Fi+%re *2 8  Schéma montrant l’em"lacement de l’in1ection du débit de /0 % la sortie du  ballon sé"arateur sé"arateur !2;2.

*:31 Cas Desi+n 8 4 2<2: kg,cm :.

*:32b< T49C ′9 eau  9eau(!2;2) _ 9eau (!2;:).

)" 8 ′9 eau 2:2><<#<2@A22===>

3g,Sm Bde ga.

*:33 Cas ?%t%r 8 42;B kg ,cm :. *:33a< T40C ′9 eau  9eau(!2;2) _ 9eau (!2;:).

)" 8 9’eau=><=A#<2@A=AB2; =><=A#<2@A=AB2; 3g,Sm B de ga.

*:33b< T49C ′9 eau  9eau(!2;2) _ 9eau (!2;:).

)" 8

calcu calcull de la déshy déshydrat dratati ation. on. *u dessou dessouss de cette cette tem"ér tem"ératu ature re il y a ris$ue ris$ue de format formation ion d’hydrates. 4our connatre la Tem"érature du début de formation d’hydrates on utilise la méthode d’aba$ue a"rs détermination de la densité du ga alimentant les échangeurs de chaleur et la com"osition du ga du sortie !2;2. La Com"osition du 0a de sortie !2;2 est donnée dans le tableau sui'ant N

Tabea% *5 8  Com"osition du 0a de sortie !2;2. Comosants  E: CD: C2 C: CB i#C

(i ;+=m  ;+=moo< :? <<;2 2@;< B;;= <<2; A? 2:

Como omossitio ition n moa moair iree ; ;iJ< A?= ;: ?22B =:? :@B ; AB

(ii ;+=mo< 2@<B@ ??2 2B;2B: :2?>2 22A>?
d  (:;B=2 2;#:),:>  ;=; La tem"érature de formation des hydrates dans le ga naturel est donnée "ar la courbe Conditions de formation d’hydrates ('oir anne-e *.:) en fonction de la "ression et la densité du ga naturel

*:41 Cas desi+n 8 4  2<2: 3g , Cm :  :;;= ?@ "sia d  ;= d ;@

TFH=; GF

d;=

TFH OGF

d;=A

TFH =
d2;=A _ ;@  ;2A

T 2  =< _ =;  <.

/té

d 2 ;=A _ ;@  ;2A

T 2  =2 _ @=A BA.

d :  ;=A# ;=  ;;A

T:  =2# TFH.

T:  (T2 .d:) , d2

)" 8 T: (BA . ;;A) , ;2A 22=. T:  =2 # TFH

TFH @>?BGF.

TFH 9K&3F 21K02C

*:43 Cas ?%t%re 8 42;B 3g,cm 2<@<@@ "sia. d;=. d ;@

TFH@@GF

d!drates ;F< Temérat%re de ?ormation des drates ;C<

::A>GC

:2;:GC

:;B=GC

TFH GF

  <    F      ;

*:5 Détermination d% débit rati%e de (EG  inOeter *:51L!abai *:51L!abaissement ssement de temérat%re T  TFH  Ts B 5F TFH=:@=GF Ts2::GF. Ts N Tem"érature de ser'ice (_2=2GC au !2;:). T =:@=_ 2:: \ A =@
T 7K45F

•

(étano

  2:>=

2:>=

2:>=

  2:>=

Mtano

  2:>=

p 

2:>=

  2:>=

Mt>ne +o

  2:>=

::::

 2:::

  2A;;

Di ét>ne +o

  2:>=

::::

 :<:=

  ::::

Trie ét>ne+o

  2:>=

::::

  :<=:

  B;;;

E6eme de a% 8

4our le cas design et "our la 'aleur de 3 HN 2:>= =@
. 2;;. (=@=

*:52< Cas ?%t%r 4our 3 H  2:>= on trou'e C min  =<@BP 4our 3 H  ::::on trou'e C min  @B2>P 4our 3 H  2::: on trou'e trou'e Cmin  =A=

Iian s%r !ea% 8 2\ (2#-) .F; (2#C min).F;H.

Iian s%r (EG 8 -.F;  Cmin.F;H. F; N !ébit minimum de /0 in1ecté % une "ureté -P "our inhiber 23g d’eau). F;H N !ébit de /0  /0 hydraté sortie du sé"arateur % une concentration C Dn obtient % "artir de ces deu- é$uations N

.

min

/té

4our Cmin =<@BP =<@BP on trou'e trou'e F;  2B?> 4our Cmin  @B2>P on trou'e F ;  B=@ 4our Cmin  =A=

*:54 Ca% d% débit téori%e de (EG ;F1< 8 0énéralement l’em"loi du /0 su""ose la régénération du "roduit % la sortie de sé"arateur "ar un rebouilleur rebouilleur dont on fi-e la "lus "art du tem"s le tau- de concentration. concentration.

F1  .  F 0

Les résultats des calculs sont rassemblés dans le tableau 5.?

#ression de servie ;en '+=Cm2< Temérat%re de servie ;C< .%antité de +o inOeter '+=(Sm3;=e%re<

Cas desi+n 1412

Cas at%e 114 114

Cas ?%t%r 103

<>

<;

<>

<;

<>

>;==;:

A?;:??

2;@><A

@B=<B;

Hi'er 

  r    %   o O   =  3     m    S     (   =  +     '

+té

<;

22A?2?> @?B?:>



!e la mRme faYon on remar$ue $ue la concentration min du /0 décrot a'ec la chute de "ression se $ui e-"li$ue le glycol absorbe "lus d’eau.



5l est im"ortant de sa'oir $ue la concentration min de /0 re"résente la limite de solution /0 hydraté toutes diminution de cette concentration au del% des 'aleurs calculées est intolérable.

/nfin Les résultats de calcul de ce mémoire sont rassemblés dans le tableau 5.?

$és%tats et dis%ssion 8 8ne chute de "ression d’entrée conduit % une diminution de la "ression au ballon !2;2 ce $ui fa'orise "lus l’é'a"oration d’eau et le ga sé"aré entranera "lus des 'a"eurs d’eau ce $ui demandera des in1ections en "lus de /0. !onc une chute de "ression d’entrée demande une augmentation sur les débits d’in1ection de /0 au ni'eau des échangeurs de chaleur /2;:*##

Tabea% Tabea% *9 8 &ésumé réca"itulatif des 'aleurs des "aramtres déterminés dans la "artie calcul "our les différents cas étudiées. #ression de servie ;en '+=m2< Temérat%re de ?ormation des drates TFH ;C< ' H Cmin F0 ;'+ de (EG='+ d!ea%<

2:>= =?ABP AB<:

Desi+n ;19&0< 141K2

)t%e ;2010< 114K0

F%t%re ;201< 103K0

::@

:2;

:;<

:::: @?2;P A=:

2::: =>A:P 2@A@@

2A;; =A>?P 2?>;

2:>= =<>?P 2<>B

:::: @B@BP B??

2::: =@;?P 2><;

2A;; =:2AP >2>

2:>= =<@BP 2B?>

:::: @B2>P B=@

2::: =A=

2A;; =2=?P ? =B

Temérat%re ;C<

<>GC (en été)

<;GC (en hi'er)

<>GC (en été)

<;GC (en hi'er)

<>GC (en été)

<;GC (en hi'er)

La %antité dVea%  iniber .ea% ;'+ d!ea%=(Sm3<

>>>@A

@B>;=

22===>

=;:

2:=AA2

=AB2;

' H

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

        =         >         :         2

        :         :         :         :

        :         :         :         2

        ;         ;         A         2

Débit téori%e F1 ;'+ de (EG=(SmWde +a,<

        ;         B   C         2         ;         <         B         A

        >         >   C         =         2         =         A

        2         ;   C         :         ;         @         A         @         2

        ?         B   C         B         >         ?         ?         2

        2         2   C         >         B         2         <         B

        ?         <   C         A         A         @         B

        B         B   C         ?         @         ?         A         ;         2

        :         <   C         ?         =         ;         :         2

        ;         <   C         <         ?         A         =         2

        :         ?   C         >         @         A         <

        :         2   C         >         <         ?         :         :

        >         ?   C         B         :         ?         ;         2

        @         ?   C         ;         ?         <         ;         2

        @         =   C         B         :         =         :

        ?   C         ?         2         @         B         2

        ?         B   C         2         A         @         <

        B         ?   .         @         2         =         =         2

        2         >   C         A         >         =         <

        2         ?   C         A         @         @         :         :

        ;         :   C         A         B         2         2

        A         A   C         ;         @         <         ;         2

        A         @   C         2         B         ?         :

        ?         A   C         :         ?         B         B         2

        @         A   C         <         =         A         @

Débit rati%e F! ;'+ de (EG=(Sm3de +a,=Oo%r<

2;>B@2=

@>>2<:

2:??A;:

=@=>??

2B>A<;?

?:B?>2

La er?ormane de !%nité F2 ;'+ de (EG=(Sm3 de +a,<

2;><

2;><

2;><

La %antité de (EG de a %reté XJ ar '+ dVea% F0 ;'+ de (EG='+ ea%<

@A?

B2?

B;B

Conlusion générale

Con%sion +énérae Eotre "ro1et de fin d’études consiste % traiter la "roblémati$ue de &é#é'aluation et "ré'ision des débits d’in1ection du glycol "our déshydrater le ga naturel du odule:. l’étude consiste % calculer calculer la $uantité de glycol (./.0.) nécessaire nécessaire % la déshydratation de 2.2;@mBde ga brut.  Eous a'ons constaté constaté a"rs calculs calculs de 'érification 'érification des débits d’in1ection d’in1ection du ./.0. actuels actuels $ue ces derniers dé"assent largement les $uantités nécessaires "our é'iter la formation des hydrates. *yant constaté constaté cet écart considérable considérable entre la $uantité de glycol glycol in1ectée et la $uantité nécessaire nous a'ons fait nos "ro"res calculs % bases de données réelles.  Eous a'ons é'o$ué é'o$ué aussi le "roblme des "ertes "ertes de glycol glycol et é'alué les "lus im"ortantes im"ortantes d’entre elles.

Ces hydrates se forment lors$ue de lQeau se trou'e en "résence du ga soit % lQétat libre soit % lQétat dissous dans une "hase li$uide telle $uQun hydrocarbure li$uide et lors$ue la tem"érature atteinte "ar le mélange notamment dQeau de ga et é'entuellement dQhydrocarbures li$uides tels $ue de lQhuile de'ient inférieure % la tem"érature thermodynami$ue de formation des hydrates cette tem"érature étant donnée "our une com"osition des ga connue et lors$ue leur "ression est fi-ée. La formation dQhydrates "eut Rtre redoutée notamment dans lQindustrie "étrolire et gaire "our  les$uelles les conditions de formation dQhydrates "eu'ent Rtre réunies. Ce"endant comme cela arri'e "rati$uement lors$ue les conditions thermodynami$ues re$uises  "our former des hydrates hydrates sont réunies réunies lQagglomération des hydrates hydrates entrane le rem"lissage rem"lissage et le  blocage des conduites de trans"ort trans"ort "ar création de bouchons $ui em"Rchent tout "assage "assage de  "étrole brut ou de ga. La formation de bouchons dQhydrates "eut entraner un arrRt de la "roduction et "ro'o$uer ainsi des "ertes financires im"ortantes. !e "lus la remise en ser'ice de lQinstallation "eut Rtre longue car la décom"osition des hydrates formés est trs difficile % réaliser. 4our é'iter ces incon'énients on a cherché dans lQart antérieur % utiliser des "roduits $ui a1outés au fluide "ourraient agir comme inhibiteurs en abaissant la tem"érature thermodynami$ue thermodynami$ue de formation des hydrates. Ce sont notamment des alcools tels $ue le méthanol ou des glycols tels $ue le mono# le di# ou le tri#éthylneglycol. tri#éthylneglycol. Cette solution est trs onéreuse car la $uantité dQinhibiteurs % a1outer "eut atteindre 2; % A; P de la teneur en eau et ces

 Références bibliographiques

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