REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Sup
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique N° Série: ………. /2017 Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des hydrocarbures energies renouvelables et science de la terre et de l’univers Département de production des hydrocarbures MEMOIRE Pour obtenir le Diplôme de Master Option : Production pétrolier Présenté Par : BELAID Ousama, HAOUED MOUISSA Youcef, OUALI Hammou -THÈME- Déshydratation du gaz naturel par l’injection de Di Ethylène Glycol Champ Hassi R’mel Soutenue le : 30 / 05 / 20117 Jury : 2016/2017 Président : Mr. DADANE Abd Elghafoure UKM Ouargla Rapporteur : Mr. DADA Saada UKM Ouargla Examinateurs : Mr. SIDROUHOU Hadj Mohamed UKM Ouargla REMERCIEMENT Au terme de ce travail, nous remercions LE BON DIEU ainsi que toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à l’élaboration de ce rapport. Nous tenons à exprimer notre grande reconnaissance et notre profonde gratitude à l’égard de : Notre encadreur Mr. DADA Saada qui nous ’a témoigné tant de compréhension et qui nous ‘a encouragé et soutenu tout au long de la réalisation de ce modeste travail et Mr. DADANE Abd Elghafoure et Mr. SIDROUHOU Hadj Mohamed qui nous suivi. Chef de service de sécurité Mr.BODA Abbas, et Mr. DAGLA Adnan & à tous le personnel du module 1. Dédicace بسم هللا الرحمن الرحيم Pour chaque début il y a une fin, et ce qui beau dans toute fin c'est la réussite et l'atteinte du but. J’ai le grand plaisir de dédier ce modeste travail : A mon très cher grand-père et grand-mère. A ma très chère mère, pour ses encouragements, son soutien, surtout pour son amour et son sacrifice afin que rien n’entrave le déroulement de mes études. A mon très cher père, qui me donne toujours l’espoir de vivre et qui n’a jamais cessé de prier pour moi. A tous mes frères A mes adorables sœurs A mes meilleurs amis chacun en son nom. A la fin je dédie très chaleureusement ce mémoire à mes collègues OUALI HAMMOU, HAOUED MOUISSA YOUCEF. A Tous ceux que j’aime et je respecte. BELAID OUSAMA. Dédicace بسم هللا الرحمن الرحيم Pour chaque début il y a une fin, et ce qui beau dans toute fin c'est la réussite et l'atteinte du but. J’ai le grand plaisir de dédier ce modeste travail : A mon très cher grand-père et grand-mère. A ma très chère mère, pour ses encouragements, son soutien, surtout pour son amour et son sacrifice afin que rien n’entrave le déroulement de mes études. A mon très cher père, qui me donne toujours l’espoir de vivre et qui n’a jamais cessé de prier pour moi. A tous mes frères A mes adorables sœurs A mes meilleurs amis chacun en son nom. A la fin je dédie très chaleureusement ce mémoire à mes collègues OUALI HAMMOU, BELAID OUSAMA. A Tous ceux que j’aime et je respecte. HAOUED MOUISSA YOUCEF. Dédicace بسم هللا الرحمن الرحيم Pour chaque début il y a une fin, et ce qui beau dans toute fin c'est la réussite et l'atteinte du but. J’ai le grand plaisir de dédier ce modeste travail : A mon très cher grand-père et grand-mère. A ma très chère mère, pour ses encouragements, son soutien, surtout pour son amour et son sacrifice afin que rien n’entrave le déroulement de mes études. A mon très cher père, qui me donne toujours l’espoir de vivre et qui n’a jamais cessé de prier pour moi. A tous mes frères : Hamza, Med Amine. A mes adorables sœurs : Anoire, Rahima . A mes meilleurs amis chacun en son nom. A la fin je dédie très chaleureusement ce mémoire à mes collègues BELAID Ousama, HAOUED MOUISSA Youcef. A Tous ceux que j’aime et je respecte. OUALI Hammou. Résumé : Cette étude concerne la déshydratation de gaz naturel par l’injection de glycol (DEG) et étudie l’influence de la variation de la pression et la température sur le débit d’injection de glycol, Abstract: This study relates to the natural gas dehydration with the glycol injection (DEG) and studies the influence of the variation of the pressure and the temperature on the flow of glycol injection. ملخص: تقدم ،هده الدراسة معالجة الغاز الطبيعي بواسطة الغليكول حيث ندرس تأثير تغيرات الضغط والحرارة على تدفق حقن الغليكول. SOMMAIRE Remercîment Dédicace Résumé Liste des figures Liste des tableaux Symboles –Notation- Abréviations INTRODUCTION GENERALE ………...…...…………………....…………...01 CHAPITRE I : Généralité de gaz naturel et les hydrates I.1.Généralités sur le gaz naturel……………………………………………….…02 I.1.1.Introduction.....................................................................................................02 I.1.2. Définition du gaz naturel…….……...……………………………………....02 I.1.3. Les sources du gaz naturel……………………………...…………………...02 I.1.4. Origine des constituants du gaz naturel…………………………………..…02 I .1.5. Caractéristiques du gaz naturel……….…………………………………….03 I.1.6. Les différents types de gaz naturel….……………………………………….03 I .1.7.Technique du traitement du gaz naturel……………………………………..04 I.2.Les hydrates……… ………………………………………………………...…06 I.2.1.Introduction.....................................................................................................06 I.2.2.Définition des hydrates……………………………………………………....06 I.2.3.Conditions de formation des hydrates……………………………………..…06 I.2.4.Structure des hydrates………………...…………………………………...…07 I.2.4.1. La structure I (noté S.I)………..…...…………………………………...…07 I.2.4.2. La structure II (noté S.II) ………………………………………………....07 I.2.4.2. La structure II (noté S.H) …………………………...………………….....07 I.2.5.Prévention de formation des hydrates……………………………………..…07 I.2.5.1 Chauffage……..…………………………………………………………….07 I.2.5.2 Réduction de pression………………...………………………………....….08 I.2.5.3 Utilisation des inhibiteurs...………………………………………...………08 I.2.5.4 Déshydratation…………...…………………………………………………08 I.2.5.4.1.Déshydratation par abaissement de température…………….………...…08 I.2.5.4.2.Déshydratation par pérméation gazeuse………………………………….09 I.2.5.4.3.Déshydratation par adsorption…..………………………………………..09 I.2.5.4.4.Déshydratation par absorption ………………………………………......10 CHAPITRE II : Description de processus et Les méthodes de calcul II.1.Introduction .......................................................................................................11 II.2. La description de processus...............................................................................11 II.2.1.Dscription de procède de Déshydratation........................................................11 II.2.2.Description de procède de la régénération de glycol.......................................12 II.3.Les Méthodes de Calcul......................................................................................14 II.3.1.Températeure de formation des hydrates.........................................................14 II.3.1.1.Méthodes de Katz.........................................................................................14 II.3.2. Quantité d’eau dans le gaz naturel..................................................................14 II.3.2.1. Méthode graphique (l’abaque de Mcketta)..................................................15 II.3.3.Quantité d’eau a éliminé..................................................................................15 II.3.4. Concentration minimale de DEG hydraté.......................................................15 II.3.5. Débit d’injection.............................................................................................16 CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS III.1 Les paramètre de déshydratation .......................................................................19 III.1.A On fixe la température de service et on varie la pression .............................19 III.1.A.1 Détermination de la température de formation des hydrates TFH ............22 III.1.A.2 Détermination de la quantité d’eau dans le gaz naturel.............................25 III.1.A.3 Détermination de la quantité d’eau à éliminer...........................................27 III.1.A.4 Détermination de la concentration minimale de DEG hydraté..................29 III.1.A.5 Détermination de débit d’injection du DEG..............................................30 III.1.A.6 Effet de la pression amont sur le débit d’injection de DEG .....................33 III.1.B effet de la variation de température..............................................................35 III.1.B.1 Détermination de la température de formation des hydrates TFH............35 III.1.B.2 Détermination de la quantité d’eau dans le gaz naturel.............................35 III.1.B.3 Détermination de la quantité d’eau à éliminer ...........................................37 III.1.B.4 Détermination de la concentration minimale de DEG hydraté ..................39 III.1.B.5 Détermination de débit d’injection du DEG..............................................39 III.B.1.6 Effet de la température amont sur le débit d’injection de DEG .................40 CONCLUSION GENERALE.................................................................................43 Bibliographie Annexe Figure I.1 : La molécule d’hydrate...............................................................................................06 Figure I.2 : Schéma simplifié de la déshydratation par abaissement de température...................08 Figure I.3 : Schéma de principe de perméation gazeuse..............................................................09 Figure I.4 : Trois principaux types d’adsorbants solides..............................................................09 Figure I.5 : Procédé de déshydratation par absorption.................................................................10 Figure II.1 : Schéma présente l’unité de Boosting et la station de compression..........................11 Figure II.2 : Schéma présente la procédure de déshydratation....................................................12 Figure II.3 : Schéma présente l’unité de régénération de glycol..................................................13 Figure II.4 : L’injection du glycol................................................................................................14 Figure II.5 : Bilan de matière du glycol.......................................................................................16 Figure III.1 : Effet de la pression amont sur le débit d’injection de la solution de DEG............33 Figure III.2 : Variation du débit de DEG injecté en fonction de température amont..................41 Tableau III.1 : Les paramètres d’exploitation dans le cas actuel (partie A). ..............................19 Tableau III.2 : La composition du gaz naturel venant du ballon V202 dans le cas actuel..........20 Tableau III.3 : La composition du gaz naturel venant du ballon V204 dans le cas actuel..........20 Tableau III.4 : Le bilan des résultats de la TFH..........................................................................24 Tableau III.5 : Le bilan des résultats de la quantité d’eau à éliminer..........................................29 Tableau III.6 : Variation du débit d’injection de DEG en fonction de la pression amont...........33 Tableau III.7 : Les paramètres d’exploitation dans le cas actuel (partie B)................................35 Tableau III.8 : Le bilan des résultats de la TFH.........................................................................35 Tableau III.9 : Le bilan des résultats de la quantité d’eau à éliminer.........................................38 Tableau III.10 : Variation de la quantité d’eau condensée et du débit d’injection de la solution de glycol en fonction de la température amont. ...........................................................................41 Liste des abréviations et des symboles Symbole signification unité PC pouvoir calorifique (J/m3) PCS pouvoir calorifique supérieur (J/m3) PCI pouvoir calorifique inferieur (J/m3) H2S L’hydrogène sulfuré CO2 Le dioxyde de carbone CH4 méthane C2H6 éthane C3H8 propane C4H10 butane N2 azote P pression (bar, psi, Kg/Cm²) T température (0C, F) (MEG) C2 H6 O2 Le Mono éthylène glycol (DEG) C4 H10 O3 Le Di éthylène glycol (TEG) C6 H14 O4 Le Tri éthylène glycol CH3OH Le Méthanol NH3 L’Ammoniac V-201 le diffuseur V-202 le séparateur d’admission PV-7 la vanne de pression S-210 le puisard LV-1 vanne E-201, E-202(A/B/C/D) échangeurs (gaz/gaz) E-203(A/B) échangeurs (gaz/liquide) E-204, E-205 chillers PV12 la vanne Joule Thomson Teneur en eau Partie par mole ppm CNDG centre nationale de distribution de gaz S-201 l’unité de régénération P206 la pompe de charge H-301 Le rebouilleur (TFH) La température de formation d’hydrates Ts température de service F X1 Concentration massique de DEG injectée. % X2 Concentration massique de DEG hydratée. % F Quantité de DEG injectée. 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- Publié le Sep 15, 2022
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