Section 2 : Section de
régénération de TEG (unité SERTERE)
L'objectif de l'unité de
régénération du TEG (voir annexe 3) dans le module de
déshydratation de gaz est de traiter le TEG humide, dit riche,
récupéré au bas de la colonne de déshydratation CA
503, pour le rendre sec et réutilisable, et le réinjecter
à nouveau en haut de la colonne de déshydratation. La
disponibilité de l'unité de régénération du
TEG est essentielle pour la déshydratation du gaz. Les
équipements ne sont ni secourus ni dupliqués, à
l'exception des pompes de circulation de TEG.
Ainsi, le TEG sort de la colonne de déshydratation CA
503 sous forme humide, par une ligne 2" en fond de colonne, sous contrôle
de niveau de la partie basse située sous les plateaux internes. La
pression de sortie de la colonne est de l'ordre de 75 bar, à une
température d'environ de 60°C. Il est détendu à une
pression de 4 bar, essentiellement par la vanne de contrôle de niveau LCV
301, et réchauffé dans un serpentin-économiseur (servant
de condenseur de tête) récupérant une partie de la chaleur
de la tête de la colonne de distillation CA 506, jusqu'à une
température de l'ordre de 80°C. Le TEG humide, partiellement
détendu et réchauffé entre alors dans le ballon de
détente (flash tank) DS 504, maintenu sous pression positive avec une
couverture de gaz BP sous contrôle de pression.
Figure 2.5 : PFD flash tank glycol DS504
Le ballon de détente DS 504 représenté sur
la figure 2.5 ci-dessus sépare trois phases :
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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? Le gaz résiduel, envoyé à la torche sous
contrôle de pression ;
? Les hydrocarbures liquides entrainés vers le
séparateur atmosphérique DS 202 sur TRM PFC sous contrôle
de niveau ;
? Le glycol humide, sous contrôle de niveau.
Le schéma de principe de la figure 2.6 suivante,
illustre les internes dudit ballon de détente et les différents
niveaux de fluide y présents, et de fait le principe de
régulation de niveau interface condensats - glycol.
Figure 2.6 : Schéma de principe du flash tank
DS 504
(source : Traitement des gaz, ENSPM, 2005)
Le glycol humide, débarrassé du gaz et des
hydrocarbures liquides, est alors tout d'abord filtré par le filtre
à cartouche IF 505, détendu quasiment à la pression
atmosphérique, essentiellement par la vanne de contrôle de niveau
LDCV 402, puis réchauffé par un serpentin économiseur dans
le ballon tampon DS 508, jusqu'à une température de l'ordre de
90°C. Le glycol humide, filtré, détendu et
réchauffé passe ensuite dans la colonne de distillation CA506 et
s'écoule par gravité dans le rebouilleur H 507. Un foyer de
combustion de gaz combustible assure une température de
régénération de l'ordre de 204°C dans le rebouilleur
H 507.
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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En effet, à cette température, l'eau contenue dans
le glycol humide est transformée en vapeur et évacuée, via
une cheminée équipée d'un serpentin, à un
évent atmosphérique placé en zone
non dangereuse. Le brûleur BAS 701 est alimenté
en gaz BP prélevé sur le collecteur d'aspiration BP des
compresseurs, réchauffé par un serpentin dans le ballon tampon DS
508, et sous contrôle de pression.
Le glycol rebouilli s'écoule par débordement
dans un tube plongeur puis par gravité dans le ballon tampon DS 508
où il réside à une pression quasi-atmosphérique et
une température
légèrement inférieure à 200°C,
dépendant des conditions atmosphériques. Les appoints
périodiques en glycol, afin de compenser les pertes par
entraînement dans le gaz, sont réalisés dans le ballon
tampon DS 508 en utilisant une pompe pneumatique de type Texsteam (TXT). Du gaz
de stripping peut être introduit dans le ballon tampon DS 508 sous
contrôle de pression, mais n'est actuellement pas utilisé.
Le glycol régénéré s'écoule
par gravité vers l'aspiration des pompes de circulation GX 509A/B, en
étant refroidi par l'échangeur multitubulaire glycol-eau de mer
EC 900, jusqu'à une température régulée de l'ordre
de 65°C. Pour limiter les entraînements de glycol dans le gaz, la
température de glycol doit être de 5°C à 10°C
supérieure à celle du gaz.
Deux pompes de circulation GX 509A/B, disposées en
parallèle (une pompe en service et une en « back up »),
assurent le pompage jusqu'à la pression de l'ordre de 75 bar,
nécessaire pour l'injection du glycol
régénéré en haut de la colonne de
déshydratation CA 503.
Le glycol régénéré
pénètre par une ligne 2" dans la colonne CA 503, à
pression et température légèrement supérieures
à celle du gaz, ainsi que représenté sur le PID de la
figure 2.7 ci-après. Les lignes principales sont :
> Ligne 2" glycol humide "riche" en sortie de fond de colonne
CA 503 ;
> Ligne 2" sortie gaz DS 204 vers le réseau torche ;
> Ligne 2" sortie condensats vers le séparateur
atmosphérique DS 202 ;
> Ligne 1" gaz du collecteur d'aspiration BP des compresseurs
;
> Ligne 1" gaz de stripping de la colonne CA 503 ;
> Ligne 1" d'appoints de glycol dans le ballon tampon DS 508
;
> Ligne 2" de glycol régénéré vers
le haut de la colonne CA 503 ;
> Ligne liquide 2" vers la cuve de purge DA 201.
Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
Figure 2.7 : PID unité SERTERE UB406
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Section 3 : Contrôle & supervision du
procédé
Le niveau liquide dans la partie basse de la colonne CA 503
est contrôlé par le régulateur LC 301 qui agit sur la vanne
de régulation LCV 301 sur la sortie liquide. Le niveau hydrocarbures
liquides du ballon de détente DS 504, est contrôlé par le
régulateur LC 401 qui agit via la vanne de régulation LCV 401 sur
la sortie condensats vers le séparateur atmosphérique. Le niveau
interface glycol/hydrocarbures liquides du ballon de détente DS 504 est
contrôlé par le régulateur LDC 402 qui agit via la vanne de
régulation LDCV 402 sur la ligne glycol riche en aval du filtre IF
505.
La pression dans le ballon de détente DS 504 est
maintenue par une couverture de gaz BP, et contrôlée par le
détendeur PCV 402 qui évacue le gaz vers la torche. La pression
de gaz de couverture qui est envoyé vers le ballon de détente DS
504 est contrôlée par le détendeur PCV 400. La pression du
gaz de stripping expédié vers le ballon tampon DS 508 est
contrôlée par les détendeurs PCV 704 et PCV 702,
disposés en série.
La température du glycol dans le rebouilleur H 507 est
contrôlée par le détendeur PCV 703 et la vanne TCV 701 sur
la ligne de gaz combustible, permettant le contrôle de la flamme du
rebouilleur. La température de glycol en sortie de l'échangeur
glycol/eau EC 900 est contrôlée par la vanne trois voies TCV 900
contrôlant le débit de glycol by-passant l'échangeur.
Le tableau 4 suivant récapitule l'ensemble des
instruments et leurs actions sur l'unité de déshydratation :
Boucle Fonction Typique Remarque
FT503RG
FT503G
LIC301
LT301
TE503
TE507
Régulation liquide de l'absorbeur CA503
Débit gaz HP vers
scrubbers DS401/402
Température glycol dans le rebouilleur
Niveau liquide du CA503
Débit gas-lift vers TRM-PFK
Température
absorbeur CA503
CF-VTX
CF-GAS
PID
AI
AI
AI
Non représenté sur PID, mais existe
bien sur le SNCC
Correction en pression par PT1400 et en
température par TE503
- Mesure : LT301
- Contrôle : Opérateur seulement
- Mode : Auto / Manu
- Sens régulateur : Inverse
- Limite consigne : non
- Limite sortie : non
- Corrigé par Po et To, mesure
cumulée
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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LDIC402
Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
PID
PID
H507
TIC507
Régulation
température glycol
dans le
rebouilleur
H507
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Régulation niveau
liquide flash tank
DS504
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- Mesure : TE507
- Contrôle : Opérateur seulement
- Mode : Auto / Manu
- Sens régulateur : Inverse
- Forçage : non
- Limite consigne : oui
Limite sortie : non
- Mesure : LDT402
- Contrôle : Opérateur seulement
- Mode : Auto / Manu
- Sens régulateur : Inverse
- Forçage : non
- Limite consigne : non
- Limite sortie : non
LDT402
AI
AI
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Niveau liquide DS504
TE900
Température glycol
refoulement
GX509A/B
PAL506
Pression basse entrée
CA506
DI-ALM
GX509A
XA
GX509A
MOT
DI
Pompe Glycol
Marche GX509A
- Commande locale.
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XD
GX509A
Défaut GX509A
DI-ALM
---
GX509B
XA
GX509B
MOT
DI
Pompe Glycol
Marche GX509B
- Commande locale.
---
XD
GX509B
DI-ALM
DI
DI-ALM
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Défaut GX509B
UB406
XA
Marche UB406
UB406
XD
Défaut UB406
FAL509
DI-ALM
DI-ALM
Débit glycol bas
LAL508
Niveau alarme bas
glycol dans DS508
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Tableau 2.3 : Fonctionnement des organes de
contrôle et de régulation
(Source : Analyses fonctionnelles - process control &
safety TRM PFK, EVOLUTEC, rev 3.0, 2010)
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Optimisation d'un procédé de déshydratation
de gaz naturel
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