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Page 1 INTRODUCTION Le traitement du gaz hydrocarbure fait l’objet de ce rappor

Page 1 INTRODUCTION Le traitement du gaz hydrocarbure fait l’objet de ce rapport d’étude. Il porte sur l’industrie énergétique en générale et l’exploitation du gaz en particulier. Quelques années auparavant le gaz associé sortant des gisements de pétrole était brulé au niveau de la torche, sachant que les infrastructures permettant sa récupération et son recyclage n’étaient pas rentables du point de vue économique. Le progrès technologique et le souci de valoriser ce gaz nous permettent aujourd’hui d’investir dans ce domaine afin de récupérer ce gaz et de le traiter pour produire le GPL, le gaz de Gas-lift qui contribue à l’augmentation du débit de production pétrolière, vu qu’en comprimant celui-ci et en le réinjectant dans les puits de pétrole, on augmente de ce fait la pression de la colonne du puits afin d’alléger le fluide qui remontera plus facilement en surface c’est ce qu’on appelle la production assisté qui est l’une des méthodes de récupération secondaire des hydrocarbure et la gazoline utilisée comme carburant dans les turbines à gaz pour la production d’électricité. Dans cette forme le gaz hydrocarbure est pratiquement inutilisable, il faut donc procédé à un traitement pour obtenir les gammes des produits consommables. Les méthodes de traitement régulièrement utilisée sont : La séparation ; L’absorption ; L’adsorption ; La réfrigération par détente isenthalpique ; La réfrigération par détente poly tropique ; La réfrigération par machine frigorifique. Mais ce ne sont pas les seules méthodes existant dans le monde car c’est un domaine où la technologie est en plein essore Le gaz hydrocarbure joue en rôle énergétique croissant, l’importance de ses réserves et les avantages qu’il présente sur le plan environnementale favorisent son utilisation notamment dans le secteur à forte valeur ajoutée : industrie de précision, production d’électricité. Parmi tous ces procédés de traitement notre étude parlera sur la séparation, l’absorption et la réfrigération par détente isenthalpique avec leur mode de traitement (déshydrations, désulfuration, dégasolinage) tout en respectant les normes de sécurité du personnel, de l’environnement et des matériels. On mettra en place ces méthode afin d’atteindre les objectifs. Quelle est l’utilité du traitement de gaz dans un champ ? Dans la rédaction de ce travail, nous avions émis deux hypothèses à savoir : Que faire de ce gaz qui est dissocier de l’huile ; Quelles sont les techniques d’approche pour un meilleur traitement. Page 2 Pour bien mener nos recherches nous avons consulté des livres IFP, les mémoires, les notes de classe, mais aussi sur les actualités et les sites internet… Ce rapport s'articule autour de deux chapitres ; Le premier chapitre présente les généralités sur le traitement du gaz de formation. Le deuxième chapitre consiste à la description générale des méthodes de traitements. Page 3 I GENERALITES SUR LE GAZ DE FORMATION I-1 Définition des hydrocarbures Les hydrocarbures sont des composés chimiques formés uniquement d’atomes d’hydrogène et de carbone qui sont à l’origine de la formation du pétrole, du gaz et du charbon. I-2 Formation du pétrole Le pétrole s’est formé sous la surface de la terre à la suite de la décomposition d’organisme vivant (matière organique). Il y a plusieurs millions d’années d’innombrables végétaux micro-organiques et espèce planctoniques vivaient dans les océans. Par la succession des générations en générations ils mouraient, et leurs restes se déposeraient au fond des océans. Au fil du temps ils s’accumulent et se mélangent à la boue et au limon, pour former des couches de sédiments riches en matière organique, le kérogène. I-3 Formation de la roche mère Au cours de ce phénomène, l’accumulation continue au-delà de grande profondeur sous l’effet de la compression ces résidus minéraux de boues de sédimentation se solidifient en une roche relativement imperméable <<roche- mère>> celle-ci piège le kérogène. Cette roche-mère subit aussi un enfouissement encore plus distant à de grandes températures et de grande pression pour ne former que du pétrole brut puis du gaz naturel. II- LES DIFFERENT TYPES DE GAZ ET LEURS DENOMINATIONS II-1 Les différents types de gaz La composition et la nature du gaz se présentent sous plusieurs formes à la sortie de la tête de puits. Voici quelque dénomination :  Gaz brut : C’est un gaz avant traitement, à la sortie du séparateur.  Gaz humique : On dit aussi gaz à condensat, c’est un gaz qui contient des hydrocarbures lourds en phase liquide dans les conditions de pression et de température de l’exploitation.  Gaz sec : C’est un gaz qui ne contient pas de condensat  Gaz acide : C’est un gaz qui contient du CO2 et/ou H2S CHAPITRE I : LE GAZ DE FORMATION Page 4  Gaz épuré : C’est un gaz qui est débarrassé des composés acides par traitement chimique (lavage à l’amine)  Gaz hydraté : C’est un gaz qui contient de l’eau à l’état vapeur II-2 Les différents composés du gaz Le gaz naturel est composé de certains produits principaux parmi lesquels  Le méthane  L’éthane  Le propane  Le butane  La gazoline (C5+, qui peut être du pentane ou hexane) Il est aussi composé de quelque impureté dont nous avons :  Le sulfure d’hydrogène  Le dioxyde de carbone  La vapeur d’eau  Les condensats II-2-1 Le sulfure d’hydrogène C’est un gaz très toxique, corrosif et incolore avec une odeur d’œuf pourri, très soluble dans l’eau, dans la boue et dans les hydrocarbures avec une densité de 1,19. Il attaque et fragilise les structures métalliques en contact avec le carbone, paralyse les nerfs olfactifs au-dessus de 50 PPM. Il provient de la présence de soufres en milieu anaérobique, on peut le trouver dans :  Le charbon,  Le gaz naturel  Le pétrole ‘tout au long de son parcours du puits à la raffinerie)  Les fermentations de substances organiques (boues, viandes, égouts, fosses d’aisances…) II-2-2 Le dioxyde de carbone Le dioxyde de carbone, aussi appelé gaz carbonique est un composé inorganique dont la formule chimique est le C02. Il se présente sous les conditions normales de température et de pression, comme un gaz à effet de serre. Il est produit lors des processus de combustion. Pour cette raison la production industrielle et les émissions automobiles représentent un problème écologique majeur. La présence du CO2 peut générer : Page 5  De la corrosion en présence d’eau et la formation d’acide carbonique,  La réduction de la capacité calorifique du gaz,  La favorisation du développement des bactéries réductrices de sulfates dans les aquifères des réservoirs naturels, entrainant ainsi la formation de H2S,  Le gèle dans les installations de GNL et régénère des colmatages II-2-3 L’eau à l’état vapeur C’est un liquide composé de deux molécules d’hydrogène et une molécule d’oxygène. C’est un liquide transparent incolore et inodore qui durcit ou gèle et se vaporise quand il est porté à ébullition. Quand des composants contenant du fer entrent en contact avec l’eau, une réaction d’oxydation lente commence et aboutit à la formation d’oxydes ou d’hydroxydes qui possèdent l’extrême inconvénient de diminuer et fragiliser la section des structures qu’elle attaque. L’eau est également à l’origine de la formation des rosées dans les conduits. En général, la présence de l’eau dans le gaz fait en sorte que le gaz ne puisse pas répondre aux spécifications de la vente (commerciale). Page 6 I GENERALITES I-1 Définition C’est un ensemble d’opérations destiné à éliminer les impuretés du gaz brut afin de récupérer le gaz sec répondant aux normes de la vente et de faciliter le transport. I-2 Conditions du gaz de gisement Le gaz en place dans un gisement est un mélange constitué d’hydrocarbure liquide ou gazeux (gaz naturel et les impuretés comme H2S, CO2, H20). A l’origine ce mélange est dans un état d’équilibre qui dépend de sa composition ainsi que des conditions de pression et de températures existant dans la formation. II-3 Déséquilibre du gaz L’exploitation détruit cet équilibre par le jeu des pertes de charge dans la roche- magasin. Dans les conduites de collecte, le gaz subit les tourbillons, la vitesse, la présence des plaques à orifice, les changements de section, la présence des coudes, le brassage de l’eau et du gaz. D’une manière générale, tous facteurs qui augmente la turbulence. L’augmentation de la pression et la baisse de température occasionnent la formation des hydrates et sans oublier que ce gaz du gisement est toujours associé au gaz acide (H2S et CO2). Ces phénomènes de formation étant auto accélérée, en effet le gaz acide provoquant la corrosion des conduites et les hydrates étant leurs propres catalyseurs et ayant une très grande adhérence aux parois. Une formation d’hydrate et de gaz acide conduit rapidement à l’obstruction totale des tuyauteries et donc à l’interruption pure et simple de la production. Il est à cause de cela impératif de protéger les installations d’hydrates chaque fois que ce risque existe. Cette protection est indispensable lors de la production et le transport des gaz. II-4 Les procédés par absorption Dans le cadre du traitement de gaz hydrocarbure, plusieurs procédés sont mis en applications pour atteindre les objectifs nécessaires par uploads/Industriel/ p-3-le-corp 1 .pdf