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Deshydrations des bruts lourds par electrocoalescence

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par Steeven Nathanael ABADIER
UPPA - MASTER Formulation des Produits petroliers et derives 2006
  

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Présenté par Steeven ABADIER M2 PRO FORMULATION

Année 2006/2007

PARTIE. I. Introduction

I.1 Technologies et appareils utilisés.

I.1.1 Introduction et technologie disponible.

I.1.2 Présentation et description des appareils utilisés

a. appareil pour la séparation électrostatique et centrifuge des liquides (dispersion)

b. flux parallèle EPIC configuration

c. dispositif horizontal constitué d'un vaisseau allongé comprenant un système d'électrode et une section mécanique de séparation.

d. facteurs affectant l'electrocoalescence

I.1.3 Quelques applications industrielles

I.1.4 Conclusions

PARTIE. II Description du phénomène et mécanisme

II.2.1 Modélisation du phénomène

II.2.2 Démonstration et explication de F

II.2.3 Résultats et commentaires.

CONCLUSION GENERALE.

INTRODUCTION GENERALE

Du fait du nombre très important des bruts pétroliers, différentes techniques de productions ont vu le jour afin d'améliorer la production pétrolière. Ainsi, au cours de cette gestion de projet nous allons étudier l'une d'entre elles : la déshydratation des bruts par champs électriques.

En première approche, on sait que l'eau par rapport à l'huile est conductrice, donc si on mets deux gouttes d'eau dans une enceinte constituée de deux électrodes (+ et -), et comme le potentiel V est constant dans la goutte, et comme l'eau va se polarisée sous l'effet du champ électrique, donc les deux gouttes vont se rapprocher. L'idée sera donc d'approcher les gouttes d'eau sous l'effet d'un champ électrique. C'est-à-dire dégager quelques équations qui vont décrire ce phénomène, et connaître la force au point de contact le plus proche.La force dont l'expression et la nature est à expliquer.

Aussi, du fait de la polarisation la goutte s'allonge et prends la forme d'une ellipse, on va donc chercher à connaître le 1 /2 petit et grand axe de cette ellipse. Comprendre et expliquer cette déformation, voir différentes déformations pour quelques valeurs de champ électriques (oscillations) afin d'accéder aux valeurs utiles pour la déshydratation des bruts.

I. PARTIE THEORIQUE.

I.1 Technologies et appareils utilisés.

La technologie pour l'amélioration de l'électro-coalescence de gouttelettes d'eau dans les émulsions de pétrole reste un sujet de recherche pointue. Il convient bien évidemment de rappeler que, l'enlèvement efficace des phases d'eau dispersée dans les phases continues d'huile est ce qui est fortement désiré. A ce titre, ils existent de nos jours plusieurs méthodes à savoir : la démulsification chimique, réglage centrifuge ou de gravité, l'ajustement pHmétrique, filtration, traitement de chaleur, membrane séparatrice et la démulsification électrostatique. Chacune de ces méthodes possède ses avantages et ses inconvénients, mais nous allons principalement nous intéresser à la méthode de déshydratation électrique des émulsions de bruts lourds car celle-ci fait l'objet de plusieurs brevets par rapport à d'autres. Ce qui est résumé dans la figure ci-dessous (Fig .1)

Ce tableau résume donc les différentes méthodes et appareils utilisés pour la séparation des composantes des émulsions, et montre surtout que ces méthodes combinent les effets de la force centrifuge et de l'électro-coalescence des gouttelettes d'eau pour séparer des phases dispersées d'eau des phases continues d'huile, sans utiliser les traitements chimiques et les transferts de chaleur pour diminuer la viscosité du liquide dispersé.

En effet, le besoin de réduire la viscosité de l'huile a été évité par l'application simultanée de la force centrifuge et l'electrocoalescence sur certains appareils, surtout dans l'amélioration de la séparation d'eau dans l'huile.

Comme on peut le voir sur la figure 1, il existe encore des méthodes combinant les effets de la pression avec le traitement électrique. Cette méthode de démulsification à une pression inférieure à la pression atmosphérique produit un peu de séparation rapide.

En effet, les gouttelettes d'émulsion contiennent du gaz pris au piège, et ces gaz sont de plus en plus expansibles lorsqu'ils sont exposés à une basse pression. Ensuite, quand ces émulsions sont soumises un champ électrique, il se produit une action rapide de coalescence toujours en basse température. Il arrive parfois que cette application en basse température soit accompagnée par un échauffement, ce qui améliore un peu plus la coalescence et la séparation. Dans ces conditions, l'huile est plus expansible que l'eau, ce qui va donc marquer leur différence par rapport à la gravité, et bien évidemment améliorer leur séparation.

Aussi, on peut remarquer sur le tableau plus haut que la combinaison du traitement chimique et électrique a été divisé en trois parties qui sont : une phase d'inversion, une phase due à la gravité et une phase où on applique un second traitement électrique. Ce qui renseigne un peu plus sur les différentes théories avancées sur les effets chimiques dans la cassure des émulsions des fluides pétroliers.

En effet, la théorie la plus avancée est celle-ci : la coalescence des phases dispersées dans les émulsions ne résulte d'aucune réactions chimiques mais plutôt des effets physiques de ces réactions, c'est-à-dire des propriétés interfaciales des deux phases facilitant la coalescence.

Pour mieux comprendre, les différents effets et mécanisme de cette coalescence, nous allons donc présenter quelques appareils utilisés actuellement.

I.1.2 Présentation et description des appareils utilisés

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