Tout sur l’unité de déshydratation de gaz

L’industrie pétrolière et gazière s’efforce toujours de produire des produits de meilleure qualité et plus raffinés que la fois précédente. Pour ce faire, il faut éliminer les contaminants nocifs et dangereux qui détériorent les performances et le rendement du système. L’un de ces contaminants nocifs dans le traitement et le raffinage du gaz naturel est la vapeur d’eau, qui réagit avec les gaz dans les gazoducs pour former des composés dangereux qui nuisent au cycle de vie et à la performance des équipements.

Qu’est-ce qu’une unité de déshydratation de gaz ?

Une unité de déshydratation de gaz, également communément appelée unité de déshydratation du triéthylène glycol (TEG), est une machine perfectionnée dont le fonctionnement est relativement simple et direct. La fonction première est d’éliminer les contaminants indésirables et nocifs de la vapeur d’eau présents dans les gazoducs et le gaz naturel. Ce système de déshydratation est largement utilisé dans l’industrie pétrolière et gazière.

Pourquoi faut-il éliminer les vapeurs d’eau de ces gaz ?

La plupart des gaz naturels sont saturés avec la quantité maximale d’humidité ou de teneur en eau à une certaine température et une certaine pression. Lorsque nous utilisons le terme de déshydratation, nous devons nous concentrer sur les vapeurs d’eau, qui requièrent des processus d’élimination beaucoup plus sophistiqués que la teneur en eau libre trouvée dans ces gaz non traités. Nous exécutons ces processus d’élimination pour débarrasser les gaz des vapeurs nocives qui sont à l’origine de nombreux problèmes.

• Les vapeurs d’eau, si elles ne sont pas traitées dans le pipeline, réagiront avec les gaz naturels qui circulent dans les pipelines et les corroderont de l’intérieur ou d’autres équipements connectés. Ce processus permet d’améliorer le cycle de vie et de réduire l’usure des machines.
• Les vapeurs d’eau peuvent se condenser facilement dans les environnements de travail à basse température et se transformer en particules solides gelées qui peuvent obstruer les canalisations et nuire à l’efficacité du système.
• L’élimination de la vapeur d’eau des gaz naturels améliore non seulement de manière exponentielle la qualité du produit obtenu, mais a également un impact considérable sur ses pouvoirs calorifiques, le transformant en une forme d’énergie souhaitable pour les processus thermiques qui suivent.
• Il permet également d’atténuer la formation d’hydrates et l’oxydation, qui peuvent toutes deux conduire à la formation de certains agents chimiques nocifs pour l’environnement et l’équipement.

Comment fonctionne une unité de déshydratation de gaz ?

Les unités de déshydratation de gaz fonctionnent selon un principe simple. Le gaz naturel passe par une tour qui loge un filtre ou un dessiccant, plus probablement un tamis (moléculaire) ou des particules activées d’une sorte ou d’une autre. Le gaz s’écoule continuellement dans le canal du dessiccant, éliminant les vapeurs d’eau, laissant derrière lui du gaz naturel sec prêt pour le processus suivant.

Les composants impliqués dans ce processus de déshydratation du gaz sont les suivants.

• Épurateurs d’entrée : Dans un premier temps, le gaz naturel est amené à passer à travers des épurateurs d’entrée. L’objectif est d’éliminer les molécules d’eau libres ou les hydrocarbures présents dans le gaz. Ces composés peuvent nuire à l’efficacité des composants et endommager l’installation. Ces séparateurs reposent principalement sur la gravité ou sur des instruments mécaniques tels que les extracteurs de brume. Cette étape est cruciale pour garantir qu’aucun encrassement ni contaminant ne perturbe le flux et protège les glycols.
• Colonnes de barbotage : Une fois l’eau libre extraite, les gaz naturels sont acheminés vers des colonnes de barbotage. Le gaz circule de manière ascendante. Ces colonnes sont remplies d’agents tels que le triéthylène glycol (TEG) qui, une fois en contact avec des gaz remplis de vapeur d’eau, réagissent avec les vapeurs, absorbent les vapeurs d’eau et se déposent au bas des colonnes, tandis que le gaz désormais déshydraté, dans des conditions optimales, est acheminé vers un traitement ultérieur par le haut
• Séparateurs : Le TEG, lorsqu’il absorbe des vapeurs d’eau, est appelé TEG riche. Ce TEG riche passe ensuite dans un séparateur éclair qui élimine tout excès d’eau libre ou d’hydrocarbure qui aurait pu être piégé. L’élimination des composés piégés a pour but d’amorcer les glycols pour les rebouilleurs. Une fois débarrassée de tous les contaminants, il passe dans un échangeur thermique pour être traité avec du TEG léger afin d’entamer le processus de régénération.
• Rebouilleurs : Le TEG traité se retrouve maintenant dans les dernières étapes du processus. Il est traité à l’aide d’un système de rebouilleur qui comprend une cuve et une colonne de distillation. Le rebouilleur est chauffé à une température de 200°C, ce qui permet d’évaporer toutes les vapeurs d’eau et de conserver le TEG intact. Cette vapeur est déplacée vers un autre endroit, laissant le Glycol avec une pureté de 99%. Ce processus garantit que les glycols utilisés se trouvent dans des conditions idéales et évite les temps d’arrêt causés par des glycols inefficaces et impurs.
• Répétition : Le TEG propre et pur obtenu est désormais prêt à être réutilisé dans le processus de déshydratation. Cependant, avant d’être repompé vers la colonne de barbotage pour être utilisé, il doit être refroidi, ce qui se fait à l’aide d’un échangeur refroidi à l’air ou à l’eau. La pompe de circulation peut être équipée de filtres pour séparer les éventuels débris restants. Ces pompes poussent le TEG vers les tours de refroidissement.

Quels sont les points à prendre en compte lors de la sélection d’une unité de déshydratation de gaz ?

• Débit de gaz : Lors de la sélection d’une unité de déshydratation de gaz, il faut tenir compte de la taille et des matériaux, car des débits plus élevés nécessitent une colonne de barbotage et des pompes plus grandes. La plupart des gaz qui passent par ces unités sont de nature acide, ce qui peut corroder l’équipement. Il est donc judicieux de choisir les matériaux idéaux.
• Point de rosée de l’eau : l’estimation et la compréhension de la teneur finale en rosée et du niveau d’eau aident à sélectionner les méthodes de séchage appropriées. Un séchage modéré peut être obtenu avec le TEG, tandis qu’un tamis moléculaire conviendrait mieux à un ultra-séchage.
• Coûts opérationnels : Les unités de déshydratation de gaz peuvent augmenter considérablement les coûts d’exploitation car elles dépendent de quantités exponentielles d’énergie thermique pour la régénération, tandis que des filtres supplémentaires et des échangeurs thermiques peuvent également augmenter les dépenses.

Conclusion

Les unités de déshydratation de gaz sont des équipements essentiels dans l’industrie du pétrole et du gaz, car elles garantissent que le gaz naturel est traité de manière efficace et sûre, et qu’il répond à toutes les normes de qualité établies. Ces systèmes contribuent à prévenir la corrosion et la formation d’hydrates tout en améliorant l’efficacité thermique globale du gaz.

Il est essentiel de comprendre les principes de fonctionnement, les composants clés et les critères de sélection pour optimiser les performances et minimiser les risques opérationnels. Avec une conception et une maintenance appropriées, une unité de déshydratation de gaz fonctionnant correctement améliore considérablement la longévité de l’équipement et la fiabilité du processus, contribuant ainsi à des opérations industrielles plus fluides et plus durables.

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