I.7. Description des procédés de
traitement de gaz
Parmi les différents procédés de traitement
de gaz, nous allons citer deux procédés : le
procédé PRICHARD et le procédé HUDSON.
I.7.1. Le procédé PRICHARD
Connue aussi sous le nom de réfrigération
mécanique, c'est le plus simple et le plus direct procédé
pour la récupération des liquides, il est muni d'une boucle de
réfrigération externe comme le montre la figure 12, utilisant
généralement le propane comme fluide frigorifique avec un
compresseur (centrifuge ou réciproque), pour ramener les frigories du
basse vers haute pression opératoire, L'échangeur gaz-gaz dans la
figure 23 représente une étape préparatoire pour la
réfrigération [3].
Figure 12 : Schéma simplifié du
procédé PRICHARD.
Le chemin thermodynamique suivi par le gaz dans ce type de
procédé est représenté par la ligne ABC dans la
figure 2, avec AB : l'échangeur gaz-gaz ; BC : la
réfrigération,
Une étape de déshydratation ou une injection
d'inhibiteur d'hydrates est prévue dans le cas de présence d'eau
de process pour éviter la formation d'hydrates lors de la
réfrigération.
I.7.2. Le procédé HUDSON
Le procédé qui prédomine la
récupération de GPL est bien le procédé de
turboexpander (figure 13);ce procédé utilise la pression du gaz
brut pour produire les frigories par une détente à travers une
turbine d'expansion, Puisque cette détente est presque isentropique, la
baisse en température du gaz est plus importante que dans le cas d'une
vanne Joule-Thomson (détente isenthalpique),il est important de noter
que la détente de l'expander fourni un travail considérable ,ce
dernier set utilisé dans une étape ultérieure (par un
compresseur centrifuge),pour comprimer le gaz résiduel du process [3]
.
Figure 13: Schéma simplifié du
procédé HUDSON.
Une vanne J-T est installée en parallèle avec le
turboexpander, et cela pour chasser le sur flux du gaz dans l'expander ou bien
lorsque l'expander est hors service [8].
Un aperçu sur les deux types de détentes
(isenthalpique et isentropique), pour voir la différence.
I.7.2.1. Principes thermodynamiques de la vanne
Joule-Thomson
L'équation ÄH = W + QE
appliquée à une vanne montre que :
W = 0 pas de travail et frottement négligé,
QE = 0 pas d'échange de chaleur, conditions adiabatiques
(vanne calorifugée)
Sur le diagramme H,S dans la figure 14, la droite horizontale
allant du point P1 , t1 à P2, t2 représente la détente
isenthalpique, L'enthalpie H1 à l'entrée est égale
à l'enthalpie H2 à la sortie
H1 = H2 ÄH = 0
(I.1)
Figure 14 : Le diagramme enthalpie -entropie
(détente isenthalpique).
I.7.2.1.1. Procédure de calcul de la
température en fin de Détente
a) Sans condensation
Les graphes de AP = f (AT) [8].
b) Avec condensation:
La procédure pour déterminer la température
de sortie T2 est la suivante : - Calculer H1 à P1, T1
- Estimer T2,
Compositions du liquide et vapeur
- Calculer H2=Hv+Hl
- si ?1 = ?2, ?2 estimée est la
température en fin de détente, - H1 ~H2, refaire une
autre estimation de T2 [9].
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