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Présenté par Steeven ABADIER M2
PRO FORMULATION
Année
2006/2007
PARTIE. I. Introduction
I.1 Technologies et appareils
utilisés.
I.1.1 Introduction et technologie disponible.
I.1.2 Présentation et description des appareils
utilisés
a. appareil pour la séparation
électrostatique et centrifuge des liquides (dispersion)
b. flux parallèle EPIC configuration
c. dispositif horizontal constitué d'un
vaisseau allongé comprenant un système d'électrode et
une section mécanique de séparation.
d. facteurs affectant l'electrocoalescence
I.1.3 Quelques applications industrielles
I.1.4 Conclusions
PARTIE. II Description du
phénomène et mécanisme
II.2.1 Modélisation du
phénomène
II.2.2 Démonstration et explication de F
II.2.3 Résultats et commentaires.
CONCLUSION GENERALE.
INTRODUCTION GENERALE
Du fait du nombre très important des bruts
pétroliers, différentes techniques de productions ont vu le jour
afin d'améliorer la production pétrolière. Ainsi, au cours
de cette gestion de projet nous allons étudier l'une d'entre
elles : la déshydratation des bruts par champs électriques.
En première approche, on sait que l'eau par rapport
à l'huile est conductrice, donc si on mets deux gouttes d'eau dans une
enceinte constituée de deux électrodes (+ et -), et comme le
potentiel V est constant dans la goutte, et comme l'eau va se polarisée
sous l'effet du champ électrique, donc les deux gouttes vont se
rapprocher. L'idée sera donc d'approcher les gouttes d'eau sous l'effet
d'un champ électrique. C'est-à-dire dégager quelques
équations qui vont décrire ce phénomène, et
connaître la force au point de contact le plus proche.La force dont
l'expression et la nature est à expliquer.
Aussi, du fait de la polarisation la goutte s'allonge et prends
la forme d'une ellipse, on va donc chercher à connaître le
1 /2 petit et grand axe de cette ellipse. Comprendre et expliquer cette
déformation, voir différentes déformations pour quelques
valeurs de champ électriques (oscillations) afin d'accéder aux
valeurs utiles pour la déshydratation des bruts.
I. PARTIE THEORIQUE.
I.1 Technologies et appareils
utilisés.
La technologie pour l'amélioration de
l'électro-coalescence de gouttelettes d'eau dans les émulsions de
pétrole reste un sujet de recherche pointue. Il convient bien
évidemment de rappeler que, l'enlèvement efficace des phases
d'eau dispersée dans les phases continues d'huile est ce qui est
fortement désiré. A ce titre, ils existent de nos jours plusieurs
méthodes à savoir : la démulsification chimique,
réglage centrifuge ou de gravité, l'ajustement pHmétrique,
filtration, traitement de chaleur, membrane séparatrice et la
démulsification électrostatique. Chacune de ces méthodes
possède ses avantages et ses inconvénients, mais nous allons
principalement nous intéresser à la méthode de
déshydratation électrique des émulsions de bruts lourds
car celle-ci fait l'objet de plusieurs brevets par rapport à d'autres.
Ce qui est résumé dans la figure ci-dessous (Fig
.1)
Ce tableau résume donc les différentes
méthodes et appareils utilisés pour la séparation des
composantes des émulsions, et montre surtout que ces méthodes
combinent les effets de la force centrifuge et de l'électro-coalescence
des gouttelettes d'eau pour séparer des phases dispersées d'eau
des phases continues d'huile, sans utiliser les traitements chimiques et les
transferts de chaleur pour diminuer la viscosité du liquide
dispersé.
En effet, le besoin de réduire la viscosité de
l'huile a été évité par l'application
simultanée de la force centrifuge et l'electrocoalescence sur certains
appareils, surtout dans l'amélioration de la séparation d'eau
dans l'huile.
Comme on peut le voir sur la figure 1, il existe
encore des méthodes combinant les effets de la pression avec le
traitement électrique. Cette méthode de démulsification
à une pression inférieure à la pression
atmosphérique produit un peu de séparation rapide.
En effet, les gouttelettes d'émulsion contiennent du gaz
pris au piège, et ces gaz sont de plus en plus expansibles lorsqu'ils
sont exposés à une basse pression. Ensuite, quand ces
émulsions sont soumises un champ électrique, il se produit une
action rapide de coalescence toujours en basse température. Il arrive
parfois que cette application en basse température soit
accompagnée par un échauffement, ce qui améliore un peu
plus la coalescence et la séparation. Dans ces conditions, l'huile est
plus expansible que l'eau, ce qui va donc marquer leur différence par
rapport à la gravité, et bien évidemment améliorer
leur séparation.
Aussi, on peut remarquer sur le tableau plus haut que la
combinaison du traitement chimique et électrique a été
divisé en trois parties qui sont : une phase d'inversion, une
phase due à la gravité et une phase où on applique un
second traitement électrique. Ce qui renseigne un peu plus sur les
différentes théories avancées sur les effets chimiques
dans la cassure des émulsions des fluides pétroliers.
En effet, la théorie la plus avancée est
celle-ci : la coalescence des phases dispersées dans les
émulsions ne résulte d'aucune réactions chimiques mais
plutôt des effets physiques de ces réactions, c'est-à-dire
des propriétés interfaciales des deux phases facilitant la
coalescence.
Pour mieux comprendre, les différents effets et
mécanisme de cette coalescence, nous allons donc présenter
quelques appareils utilisés actuellement.
I.1.2 Présentation et description des appareils
utilisés
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