{"id":9904,"date":"2022-12-19T08:00:04","date_gmt":"2022-12-19T07:00:04","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/?p=9904"},"modified":"2022-12-13T14:56:13","modified_gmt":"2022-12-13T13:56:13","slug":"le-role-vital-de-la-temperature-dans-les-colonnes-d-amines-pour-le-traitement-du-gaz-naturel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/general\/le-role-vital-de-la-temperature-dans-les-colonnes-d-amines-pour-le-traitement-du-gaz-naturel\/","title":{"rendered":"Le r\u00f4le vital de la temp\u00e9rature dans les colonnes d&rsquo;amines pour le traitement du gaz naturel"},"content":{"rendered":"<p><strong>La fonction d&rsquo;une unit\u00e9 d&rsquo;amines est d&rsquo;\u00e9liminer les compos\u00e9s sulfur\u00e9s et le dioxyde de carbone ind\u00e9sirables du gaz naturel brut avant qu&rsquo;il ne soit vendu et utilis\u00e9. Un contr\u00f4le ad\u00e9quat de la temp\u00e9rature joue un r\u00f4le crucial dans la capacit\u00e9 de la solution d&rsquo;amine \u00e0 absorber les gaz acides, ainsi que dans la pr\u00e9vention des probl\u00e8mes qui r\u00e9duisent l&rsquo;efficacit\u00e9 et la rentabilit\u00e9 d&rsquo;une usine.<\/strong><\/p>\n<p>Pour le consommateur ordinaire, le gaz naturel n&rsquo;est qu&rsquo;un combustible qui permet de cuire les aliments et de chauffer les maisons. Mais pour les industries chimique et p\u00e9trochimique, il s&rsquo;agit \u00e0 la fois d&rsquo;un combustible et d&rsquo;une mati\u00e8re premi\u00e8re utilis\u00e9e dans la production d&rsquo;hydrog\u00e8ne, d&rsquo;ammoniac, de gaz de synth\u00e8se, de gaz naturel liquifi\u00e9 (GNL) et des compos\u00e9s n\u00e9cessaires \u00e0 la fabrication des plastiques.<\/p>\n<p>Le m\u00e9thane (CH4) est le composant principal et le plus pr\u00e9cieux du gaz naturel. Pour tous les usages, le gaz naturel doit d&rsquo;abord \u00eatre trait\u00e9 afin de se d\u00e9barrasser des compos\u00e9s ind\u00e9sirables :<\/p>\n<ul>\n<li>la vapeur d&rsquo;eau<\/li>\n<li>le dioxyde de carbone (CO2)<\/li>\n<li>les compos\u00e9s soufr\u00e9s : sulfure d&rsquo;hydrog\u00e8ne (H2S), sulfure de carbonyle (CS2), disulfure de carbone (CO2), mercaptans (RSH), etc.\n<p>Les contaminants les plus courants et les plus nocifs du gaz naturel non trait\u00e9 sont le dioxyde de carbone et le sulfure d&rsquo;hydrog\u00e8ne. Le premier est un facteur important du r\u00e9chauffement de la plan\u00e8te. Le second, \u00e9galement appel\u00e9 acide sulfhydrique, est irritant \u00e0 faible dose et mortel \u00e0 forte concentration. Ces gaz acides et d&rsquo;autres compos\u00e9s entravent \u00e9galement la production d&rsquo;hydrog\u00e8ne, d&rsquo;ammoniac, de m\u00e9thanol, etc.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Unit\u00e9s d&rsquo;amines : Technologie de traitement du gaz naturel<\/h2>\n<p>\nLes usines de traitement \u00e9liminent autant que possible ces gaz acides avant d&rsquo;acheminer le gaz naturel vers les consommateurs ou les unit\u00e9s de production, et l&rsquo;une des meilleures technologies de traitement du gaz naturel est le syst\u00e8me d&rsquo;amines. Il tire son nom de la solution d&rsquo;amine utilis\u00e9e dans le process.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Ce liquide \u00e0 plusieurs alkylamines est un solvant qui capte le CO2 et le H2S lors de son passage dans le gaz naturel brut. L&rsquo;\u00e9limination du carbone et le traitement du gaz, \u00e9galement appel\u00e9 \u00ab\u00a0adoucissement\u00a0\u00bb car il supprime l&rsquo;odeur d&rsquo;\u0153uf pourri du gaz acide, sont des \u00e9tapes n\u00e9cessaires au traitement du gaz naturel.<\/p>\n<h2>Fonctionnement d&rsquo;une unit\u00e9 d&rsquo;amines<\/h2>\n<p>\nUne unit\u00e9 d&rsquo;amines se compose de deux parties principales pour deux process distincts mais interconnect\u00e9s : l&rsquo;absorption et le stripping. Voici un bref aper\u00e7u du fonctionnement d&rsquo;une unit\u00e9 d&rsquo;amines typique.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Le processus d&rsquo;absorption<\/h2>\n<ol>\n<li>\n\n      <div class=\"wp-caption alignright\" style=\"max-width:396px;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-9902\" src=\"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/files\/2022\/12\/w22-51-1-amine-process-388x411-1.jpg\" alt=\"\" width=\"388\" height=\"411\" srcset=\"https:\/\/blog.wika.com\/fr\/files\/2022\/12\/w22-51-1-amine-process-388x411-1.jpg 388w, https:\/\/blog.wika.com\/fr\/files\/2022\/12\/w22-51-1-amine-process-388x411-1-142x150.jpg 142w\" sizes=\"auto, (max-width: 388px) 100vw, 388px\" \/><p class=\"wp-caption-text\">Sch\u00e9ma simplifi\u00e9 d&rsquo;une unit\u00e9 d&rsquo;amines<\/p><\/div>\n    <br \/>\nLe gaz acide (proc\u00e9d\u00e9 sale) entre dans la colonne d&rsquo;amines, \u00e9galement appel\u00e9e colonne de contacteur. Dans le m\u00eame temps, l&rsquo;amine pauvre (sans gaz acides) est introduit par le haut et tombe en pluie sur une s\u00e9rie de plateaux de contacteurs perfor\u00e9s.<\/li>\n<li>Le gaz de proc\u00e9d\u00e9 sale s&rsquo;\u00e9coule naturellement vers le haut \u00e0 travers les plateaux. Lorsque la solution d&rsquo;amine sur chaque plateau entre en contact avec le gaz ascendant, elle absorbe toutes les mol\u00e9cules de dioxyde de carbone et de sulfure d&rsquo;hydrog\u00e8ne qu&rsquo;elle rencontre.<\/li>\n<li>Plus le gaz acide monte, plus il devient doux. En haut de la colonne, le gaz trait\u00e9 est pr\u00eat \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9 ou \u00e0 subir un traitement ult\u00e9rieur.<\/li>\n<li>La solution d&rsquo;amine, maintenant satur\u00e9e en gaz acides (amine riche), s&rsquo;accumule au bas de la colonne.<\/li>\n<\/ol>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Le process de stripping<\/h2>\n<ol>\n<li>Un indicateur de niveau situ\u00e9 au bas de la colonne d&rsquo;amine d\u00e9tecte le niveau d&rsquo;amine riche. Lorsqu&rsquo;il atteint un niveau pr\u00e9d\u00e9termin\u00e9, cette amine riche plus froide est pomp\u00e9e dans un \u00e9changeur de chaleur et est r\u00e9chauff\u00e9e par l&rsquo;amine pauvre chaude.<\/li>\n<li>Maintenant chaude, l&rsquo;amine riche entre dans la colonne de stripping. La vapeur du r\u00e9g\u00e9n\u00e9rateur s\u00e9pare les gaz acides de l&rsquo;amine riche, r\u00e9g\u00e9n\u00e9rant ainsi le solvant. Un syst\u00e8me de filtration \u00e9limine ensuite les contaminants r\u00e9siduels. Dans un process s\u00e9par\u00e9, le gaz acide est refroidi, condens\u00e9 et retir\u00e9 de la colonne de stripage.<\/li>\n<li>La solution d&rsquo;amine chaude, maintenant d\u00e9barrass\u00e9e des gaz acides, est refroidie et pomp\u00e9e vers la colonne du contacteur d&rsquo;amine, o\u00f9 le process recommence.<\/li>\n<\/ol>\n<h2>L&rsquo;importance de la surveillance et du contr\u00f4le de la temp\u00e9rature dans les unit\u00e9s d&rsquo;amines<\/h2>\n<p>\nLes unit\u00e9s d&rsquo;amines n\u00e9cessitent des contr\u00f4les pr\u00e9cis de la pression, du niveau et de la temp\u00e9rature, mais surtout de la temp\u00e9rature. Un mauvais contr\u00f4le de la temp\u00e9rature pose plusieurs probl\u00e8mes :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>La condensation et la formation de mousse<\/strong>. Plus l&rsquo;amine pauvre est froide, plus elle s&rsquo;\u00e9coule lentement et mieux elle absorbe les gaz acides. Cependant, si le solvant est plus froid que le gaz de proc\u00e9d\u00e9 sale, les hydrocarbures peuvent se condenser et \u00e9ventuellement mousser. Par cons\u00e9quent, l&rsquo;amine pauvre doit \u00eatre l\u00e9g\u00e8rement plus chaude que la temp\u00e9rature d&rsquo;entr\u00e9e du gaz pour un traitement complet du gaz.<\/li>\n<li><strong>Mauvaise absorption.<\/strong> \u00c0 l&rsquo;inverse, plus l&rsquo;amine pauvre est chaude, plus elle s&rsquo;\u00e9coule rapidement. Un d\u00e9bit plus \u00e9lev\u00e9 signifie qu&rsquo;elle ne passe pas assez de temps avec le gaz de proc\u00e9d\u00e9 sale pour r\u00e9agir avec (absorber) le CO2 et le H2S, ce qui entra\u00eene une mauvaise qualit\u00e9 du produit.<\/li>\n<li><strong>Entra\u00eenement<\/strong>. La plupart des r\u00e9actions doivent se produire dans le tiers inf\u00e9rieur de la colonne du contacteur. Mais si le proc\u00e9d\u00e9 sale est trop chaud lorsqu&rsquo;il entre dans la tour, il monte trop rapidement et entre en contact avec l&rsquo;amine pauvre trop pr\u00e8s de la sortie du proc\u00e9d\u00e9 propre. Cette r\u00e9action provoque la formation de mousse, qui entra\u00eene une partie du solvant et du proc\u00e9d\u00e9 sale dans le gaz du proc\u00e9d\u00e9 propre \u00e0 la sortie de la colonne, ce qui entra\u00eene une mauvaise qualit\u00e9 du produit ainsi qu&rsquo;une perte d&rsquo;amine.<\/li>\n<li><strong>Corrosion<\/strong>. Les amines inhibent naturellement la corrosion. Toutefois, dans les zones o\u00f9 la temp\u00e9rature est sup\u00e9rieure \u00e0 130-135\u00b0C, les gaz acides peuvent se d\u00e9gager et attaquer les surfaces m\u00e9talliques.<\/li>\n<li><strong style=\"font-size: 1rem\">Filtration inefficace des amines<\/strong><span style=\"font-size: 1rem\">. La solution d&rsquo;amine \u00e9tant constamment d\u00e9pouill\u00e9e et r\u00e9utilis\u00e9e, elle doit \u00eatre aussi pauvre que possible afin de capturer un maximum de contaminants. L&rsquo;un des moyens de maintenir un solvant de haute qualit\u00e9 consiste \u00e0 faire passer la solution dans un syst\u00e8me de filtrage. Pour une efficacit\u00e9 maximale de cette \u00e9tape, la temp\u00e9rature de fonctionnement doit \u00eatre sup\u00e9rieure \u00e0 50\u00b0C.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p>Un process optimis\u00e9 de traitement des gaz am\u00e9liore l&rsquo;efficacit\u00e9 globale. Cependant, des process sous-optimaux dans une unit\u00e9 d&rsquo;amines peuvent avoir un impact n\u00e9gatif sur les op\u00e9rations et la rentabilit\u00e9 de l&rsquo;ensemble de l&rsquo;usine.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>R\u00e9servoirs de stockage cryog\u00e9niques<\/strong>. On trouve des proc\u00e9d\u00e9s cryog\u00e9niques dans les usines de gaz naturel et d&rsquo;autres industries de transformation pour r\u00e9cup\u00e9rer et purifier des produits qui sont gazeux \u00e0 temp\u00e9rature et pression ambiantes. Si le gaz trait\u00e9 contient trop de dioxyde de carbone, les mol\u00e9cules de CO2 g\u00e8lent \u00e0 une temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e (-78,5\u00b0C) que le gaz naturel, qui se liqu\u00e9fie \u00e0 environ -162\u00b0C. Lorsque cela se produit, le CO2 gel\u00e9 (glace s\u00e8che) bouche l&rsquo;\u00e9quipement de stockage et cause d&rsquo;autres probl\u00e8mes de fonctionnement. En cas de panne, une usine d&rsquo;hydrog\u00e8ne de 100 000 Nm3\/h perdra environ 100 000 dollars par jour, rien que pour la valeur de l&rsquo;hydrog\u00e8ne. Ce chiffre n&rsquo;inclut pas les autres process qui sont perturb\u00e9s, comme la production d&rsquo;ammoniac ou de m\u00e9thanol.<\/li>\n<li>D\u00e9penses \u00e9nerg\u00e9tiques inutiles. Comme l&rsquo;amine riche doit \u00eatre chauff\u00e9e pour une s\u00e9paration optimale des gaz acides dans le stripper, une temp\u00e9rature trop basse \u00e0 sa sortie de la colonne du contacteur n\u00e9cessiterait une \u00e9nergie suppl\u00e9mentaire avant l&rsquo;\u00e9tape suivante du process.<\/li>\n<li>Des d\u00e9bits inutilement bas. Lorsque les op\u00e9rateurs de l&rsquo;usine ne disposent pas d&rsquo;un profil de temp\u00e9rature complet de la colonne du contacteur, ils seront prudents et r\u00e9duiront le d\u00e9bit du gaz de proc\u00e9d\u00e9 d&rsquo;entr\u00e9e pour minimiser le transfert. Un d\u00e9bit plus faible est n\u00e9cessaire dans certaines situations, mais les r\u00e9ductions de capacit\u00e9 inutiles sont co\u00fbteuses. Par exemple, une r\u00e9duction de capacit\u00e9 de 5 % entra\u00eene une perte d&rsquo;opportunit\u00e9 de 2,2 millions de dollars par an.<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La fonction d&rsquo;une unit\u00e9 d&rsquo;amines est d&rsquo;\u00e9liminer les compos\u00e9s sulfur\u00e9s et le dioxyde de carbone ind\u00e9sirables du gaz naturel brut avant qu&rsquo;il ne soit vendu et utilis\u00e9. 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