Power mina sarah
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Présenté par :Melle. Amina BOUKAZOUHAMelle. Sarah DERKAOUI
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Faculté de Génie Mécanique & Génie de Procédés
Département de Génie Chimie et Cryogénie
Génie des procèdesRaffinage & Pétrochimie
Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention d’un Master
Proposée par : Mr. A. BENKATTAS Co-dirigée par : Mme. O.BENHABILES
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PLAN
Introduction
Déshydratation
Circuit du glycol
Problématique
Résultats et discussion
Conclusion
Module I
Introduction
Résultats et discussions
Le gaz naturel joue un rôle énergétique croissant au niveau mondial, face au pétrole, il est son seconde concurrent dans le marché de combustible.
L’exploitation du gaz naturel à partir des gisements diminue en fonction du temps, à cause de la chute de pression au niveau des réserves gaziers, donc la décroissance de la richesse, c’est le cas des gisements de Hassi R’mel.
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Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
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N’est pas directement utilisé
H2O
H2S
CO2
Pression
Température
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
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Formation
Constituants indésirables
HYDRATESTempérature
Eau libre
Pres
sion
Problèmes:•Installations•Equipements
Arrêt
•Réduire la teneur en eau présent dans le gaz naturel
GLYCOL
Amélioration de la teneur commercial du gaz sec
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
•Inhiber la formation des hydrates
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Composés de:•Molécule de gaz
La forme d’hydrate de gaz la plus courante est l’hydrate de méthane, les autres molécules de gaz incluent l’éthane, le propane, le butane, l’isobutane, le pentane, le dioxyde de carbone et le sulfure d’hydrogène
Solides cristallins gelés
•Molécule d’eau
C’est quoi les hydrates
Pression
Température
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
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Structure cristalline de l’hydrate de gaz
Petits hydratesContenir du méthane
Plus volumineuse et plus complexeContenir de plus grosse molécules
d’hydrocarbures
Contenir de l’iso pentane et les hydrocarbures à
chaine ramifiée
Structure I
Structure II
Structure H
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
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•Elle est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement des lignes de transport de gaz
Plusieurs méthodes ont été développées pour déshydrater le gaz naturel:
Refroidissement direct
Absorption
Adsorption
Glycol
Tamis moléculaires
Grandes quantités d’eau
Systèmes cryogéniques, teneur en humidité faible
Déshydratation
•Eliminer l’eau associée avec le gaz•Elle empêche la formation des hydrates et réduit la corrosion
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
10
Déshydratation
C’est quoi le DEG
• Le diéthyléne glycol est un produit :
Chimique
Incolore
Inodore
Peu toxique
Peu inflammable
Liquide
Ayant une grande infinité pour l’eau à température et pression ambiantes
Formule chimique
Conditionné dans des futs métalliques
Il nécessite une protection du personnel en cas où le circuit n’est pas fermé
Résultats et discussions
Problématique
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
Introduction
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L’injection du DEG
Elle peut se faire:
Il faut prendre en considération:
Verticalement
Rotative
Horizontalement
La pression d’injection Les pertes du glycol
La solidification du mélange
Déshydratation
Résultats et discussions
Problématique
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
Introduction
12
6 km
N
HUILE
CTH 2
CTH 4
CTH 1
CTH 3
: Unités de traitement gaz
: Station BOOSTING
: Centre de traitement d’huile
: Station de re injection de gaz
: Anneau d’huile
Zone sud
Zone centre
Zone nord
: Station de Récupération des Gaz Associes
L'exploitation et le traitement du gaz naturel à Hassi R’mel sont repartis sur cinq modules. Quatre (MPPI, MPPVI, MPP II et MPP III) ont une capacité unitaire de production de 60 millions standard m3/jour ; un cinquième (MPP0) avec une capacité de production 30 millions standard m3 / jour.Chacun d’eux assure la production du gaz sec, GPL et condensât à partir du gaz brut.
Introduction
Résultats et discussion
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Les modules de Hassi R’mel utilisent deux procédés de traitement: Pritchard et Hudson.
• Refroidissement à travers les batteries d’échangeurs.
•Déshydratation par la solution de glycol.
• Détente isenthalpique dans la vanne Joule Thomson.
• Fractionnement dans le dééthaniseur et débutaniseur.
Le procédé Pritchard est utilisé au sein du module I, il est basé sur:
Module I
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Déshydratation
Circuit du
glycol
Injection du DEG
Une détente de
DEG jusqu’à 1,5 bar
La régénérati
on du DEG
Préparation de la
solution DEG
Résultats et discussions
Problématique
Conclusion
Module I
Introduction
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V 204
V 205
S 214S 214 S 211S 211 S 202S 202
V 214
S 201S 201T
203
V 215
H 203
P239
P201
P206
P210
E214
P207
E215
E205
E204
E202
E203
E201
E213F201
Fumées
Vapeur d’eau
Fuel gaz
LV42
Eau
LV8
PV34
PV33
Torche
Glycol
63°C 100°C
P>102bar
70°C
40°C
73°C
1,5bar
120°C103°C
120°C
25bar30°C
1atm
78bar-18°C
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S201
S202
E201
E202
E203
E205
E204
V205
V204
V214
78bar-18°C
25bar30°C
1,5bar
PV12
LV8
16
T 203
S201
S202
40°C70°C
63°C 100°C
120°C
103°C
120°C
73°C
V 215
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SECTION DESHYDRATATION
SECTION REGENERATION
GAZ HUMIDE
GAZ SEC
DEG Régénéré
DEG Hydraté
FUEL GAS
VAPEUR D’EAU
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Introduction
Déshydratation
Circuit du glycol
Résultats et discussions
Calcul les paramètres d’injection du DEG et de la déshydratation
Optimisation des paramètres qui influe sur l’injection du débit de DEG
Localisation des pertes du glycol
Optimisation des pertes du DEG
Calcul le cout de la quantité de DEG gagné
Problématique
•Toute fois l’injection et la régénération du glycol s’accompagnent des pertes quotidiennes totalisant une moyenne de 19,5 l/million m3
• Nous avons entrepris une étude d’optimisation de débit d’injection journalier en glycol pour diminuer la consommation du DEG.
• Les calculs qui vont être effectués vont nous démontrer s’il est possible de réduire le débit d’injection du glycol afin de réaliser l’étude économique.
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
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Introduction
Conclusion
Les paramètres d’exploitation
Cas design Cas actuel
V202 V204 V202 V204
Ps (kg/cm2) 101,1 80,8 104,2 78
T s (°C) 64,3 -18,4 60,3 -18,6
Débit du gaz (m3/h) 2,5 × 106 2,428 × 106
Concentration du DEG hydraté (% massique) 75 76,36
Concentration du DEG régénéré (% massique) 85 86,5
Les paramètres d’exploitation
Tableau I: Tableau résument les différents paramètres d’exploitation
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
\ Cas design Cas actuel
Quantité d’eau à éliminer (kg/ MMSCf) 2580,85 2018,67
Débit d’eau (kg/h) 6452,43 4900,44
Débit d’injection (m3/h) 14,5 11,93
Les paramètres d’exploitation
Cas design Cas actuel
V202 V204 V202 V204
Ps (kg/cm2) 101,1 80,8 104,2 78
T s (°C) 64,3 -18,4 60,3 -18,6
Introduction
Résultats et discussion
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
\Cas design Cas actuel
V202 V204 V202 V204
TFH (°C) 20,17 17,46 19,77 17,41
Quantité d’eau dans le gaz(kg/ MMSCf) 2609,00 28,15 2046,04 27,36
Calcul des paramètres de déshydratation
Tableau II: Résultats du calcul des différents paramètres d’injection du DEG
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Introduction
Déshydratation
Module I
Conclusion
x2
x1
75 75,5 76 76,5
85 11,0073 11,6639 12,3934 13,2087
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
Influence de la concentration du DEG sur le débit d’injection
Tableau III: Résultats analytiques de la variation du débit d’injection du glycol en fonction des concentrations régénérées et hydratées.
m3/h
% massique % massique
Circuit du glycol
Résultats et discussions
Problématique
Conclusion
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Introduction
Déshydratation
Module I
Conclusion
Les pertes du glycol
QDEG perdu = 1017,94 m3/j
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.
• La quantification du DEG perdu par solubilité dans le condensât est fait par dosage spectrophotométrique.
• Le DEG contenu dans le condensât•Se situent au niveau du ballon de séparation
V205
solubilité
Circuit du glycol
Résultats et discussions
Problématique
23
Introduction
Déshydratation
Module I
Tableau IV: Influence du temps de rétention et de la température
t (min) 6 8 10 12 14
[DEG](ppm) 275,92 199,75 182,2 163,15 157,72
t (min) 20 25 30 35 40
[DEG](ppm) 187,62 126,44 178?44 207,54 255,39
Résultats et discussions
Problématique
Circuit du glycol
Conclusion
24
Introduction
Déshydratation
Module I
Conclusion
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
[DEG](ppm) 161,34 146,67 127,90 125,14 129,13
t (min) 9,322 10,487 11,652 12,817 13,982
[DEG](ppm) 223 192,76 182,54 169,36 162,57
T=30°C
T=27°C
T=24°C
Tableau V: Influence du temps de rétention et de la température
Résultats et discussions
Problématique
Circuit du glycol
Conclusion
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• Une augmentation de la température engendre une augmentation de la concentration du DEG dans le condensat.
• Une augmentation du temps de rétention provoque une diminution de la concentration de DEG.
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Module I
Conclusion
Evaluation des pertes par une bonne sélection des paramètres
dans le ballon de séparation V205
9 10 11 12 13 14 150
10
20
30
40
50
60
70
Temps (min)
Niv
eau
(%
)
35 40 45 50 55 60 65200
250
300
350
400
450
500
550
600T=30°C T=27°C T=24°C
Niveau (%)
Q D
EG
(l/j
)
13,0556 Circuit du
glycol
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• Le DEG entrainé par la vapeur d’eau ou par le gaz
• Ces pertes peuvent se situer au niveau des ballons V204 et V205 ainsi T203
Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Module I
Conclusion
Evaporation
/ V204 V205 T203
% 0,0036 0,0052 0,5
Les pertes par évaporation sont négligeables devant les pertes par solubilité
Tableau VI : Tableau résumant le pourcentage des pertes par évaporation
Circuit du glycol
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Introduction
Résultats et discussions
Problématique
Déshydratation
Circuit du glycol
Conclusion
Optimisation des pertes
Tableau VII : Tableau représentant le débit de DEG perdu quotidiennement dans les conditions actuelles et optimales
/ T=30°C T=27°C
Quantité de DEG perdue (l/j) 469,387 295
174,387 l /J
Module I
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Introduction
Déshydratation
Gain entre les deux modes d’exploitation ( mode actuel et mode optimal)
233, 957 $/j
WDEG =194,965 kg/j
Le prix du glycol = 1200$/tonne 1,2 $/ kg
Le débit massique de DEG est donné par:
WDEG =QDEG × d = 174,587 × 1,118
D’où le gain quotidien est: 1,2 × 194,965
Le cout de la quantité de DEG gagné
Résultats et discussions
Problématique
Circuit du glycol
Conclusion
Module I
17000 DA/j
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A la fin, nous espérons que ce travail soit suffisant pour atteindre l’objectif
souhaité et d’être concrétiser dans le module et qu’il soit utile pour ceux qui
veulent savoir plus sur l’optimisation de la consommation du diéthyléne glycol.
Un gain économique journalier de 17000 DA par une diminution des pertes donc la réduction de la consommation du glycol
Les pertes par solubilité au niveau du ballon V205 sont très importantes, c’est pour cette raison nous avons
étudié l’influence du temps de rétention et de la température sur ce
type des pertes.
Notre étude qui à été effectué au niveau du module I à Hassi R’mel donne des
résultats en comparaison ceux de l’actuel avec du design. Ou nous avons pu
constater une réduction dans le débit d’injection du DEG de 175 l / j tout en optimisant les concentration régénérées
et hydratées.
Introduction
Problématique
Déshydratation
Module I
Conclusion
Résultats et discussions
Circuit du glycol
30
MERCI POUR VOTRE
ATTENTION