Section 3 : Prévention contre les hydrates
Le domaine de fonctionnement est représenté par
un quadrilatère délimité par les pressions maxi et mini
(avec les températures qui leur sont associées) et les
températures mini et maxi (avec les pressions qui leur sont
associées) que l'on trouve dans l'ouvrage considéré sur la
figure 1.2 suivante :
Figure 1.2 : Domaine de fonctionnement de l'ouvrage
(source : traitement de gaz, ENSPM, 2005)
À partir de ce diagramme, nous pouvons définir
les trois ensembles de solutions qui permettent de protéger le domaine
de fonctionnement de l'ouvrage des risques de formation d'hydrates :
- Déplacement du domaine de fonctionnement de l'ouvrage
hors de la zone d'hydrates : grâce à la mise en place de
réchauffeurs en amont et de calorifugeage de lignes ;
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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- Déplacement de la courbe de rosée eau du gaz :
en évitant des condensations d'eau. Ceci peut être obtenu en
déshydratant suffisamment, ce qui revient à déplacer la
courbe de rosée eau initiale du gaz vers la gauche ;
- Déplacement de la courbe de formation d'hydrates : en
injectant des inhibiteurs chimiques tels que les glycols ou le
méthanol.
Il existe des formules qui permettent de calculer la
concentration d'inhibiteur (méthanol ou autre) qu'il faut injecter pour
déplacer de x°C la courbe de formation d'hydrates. Les principales
formules sont basées sur le "Dew point depression" : c'est-à-dire
le nombre de degrés nécessaire pour déplacer la courbe de
formation d'hydrates en dehors de l'ouvrage pour supprimer tout risque de
formation. Plus cet écart est important, plus la quantité
d'inhibiteur à injecter sera grande. La formule la plus utilisée
est celle d'Hammerschmidt :
W =
100 . du . M K+ du . M
W : % en poids de la concentration d'inhibiteur // du :
dépression de température à réaliser °F
M : Masse molaire de l'inhibiteur utilisé // K :
Coefficient dépendant de l'inhibiteur
Cette formule se trouve généralement bien
vérifiée par l'expérience et permet de prévoir la
translation effective de la courbe de formation d'hydrates à #177;
3°C.
(Tous deux en livres/jour)
Débit d'eau à inhiber
X = Qi
q
= Débit de glycol concentré à
injecter
Dans le cas des inhibiteurs régénérables
tels que les glycols, on calcule la quantité X de glycol
concentré à injecter par livre d'eau à inhiber selon la
formule suivante :
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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