Mesure du point de rosée des hydrocarbures dans le gaz naturel pauvre

Robinet de gaz avec système de canalisation à la station de gaz naturel

Pourquoi mesurer le point de rosée des hydrocarbures ?

Le point de rosée des hydrocarbures (PDHC) est une mesure essentielle dans le gaz naturel pour garantir la qualité du gaz et des conditions de fonctionnement sûres et pour maintenir l'efficacité des systèmes de traitement et de distribution.

Parfois appelé "chute des hydrocarbures liquides", le PDCH indique la température à laquelle le gaz naturel passe de la phase entièrement gazeuse à la phase mixte, lorsque des condensats d'hydrocarbures commencent à se former. Ce paramètre est influencé à la fois par la pression et la composition, de sorte que des proportions plus élevées d'hydrocarbures plus lourds dans le mélange de gaz augmenteront le PCDH. Chaque composition de gaz a sa propre relation entre la température et la pression du PCDH, qui peut être représentée par une courbe de la ligne de rosée sur une enveloppe de phase (voir ci-dessous). Le cricondentherme est le PCD le plus élevé pour cette composition trouvé à la pression x. Lorsque le traitement du gaz naturel maintient le cricondentherme en dessous de la température minimale de fonctionnement du gazoduc, alors le flux de gaz sera exempt de toute teneur en HC liquide, indépendamment de tout changement de pression.

Enveloppe de phase typique du gaz naturel

Figure 1 : Enveloppe de phase typique du gaz naturel

Si ces composants hydrocarbonés plus lourds sont autorisés à se condenser en liquides à n'importe quel moment du processus, ils peuvent créer plusieurs problèmes : 

  • Corrosion des pipelines et des systèmes de distribution car les liquides deviennent un terrain propice à la corrosion bactérienne.  
  • Dommages aux pales des compresseurs en raison de l'impact à grande vitesse.
  • Dommages aux brûleurs et aux aubes des turbines à gaz, les condensats d'HC provoquant une flamme plus chaude et plus longue.
  • Risque que le gaz ne réponde pas à la qualité contractuelle, ce qui peut entraîner un arrêt de l'exploitation.
  • Tous ces facteurs peuvent avoir des conséquences financières considérables, depuis les arrêts de production/distribution jusqu'aux pannes d'équipement.

    Qu'est-ce que le gaz naturel pauvre ?

    Le gaz naturel est qualifié de pauvre lorsqu'il est principalement composé de méthane ou d'éthane et ne contient pas les concentrations normales d'hydrocarbures plus lourds que l'on trouve dans le gaz naturel riche. Pour cette raison, il a un pouvoir calorifique inférieur et un PCS nettement plus faible.

    Un faible PCDH réduit le risque de formation d'hydrocarbures liquides dans le système, mais le PCDH peut augmenter dans des conditions de défaut du processus, de sorte que la mesure reste une exigence importante.

    Enveloppe de phase typique du gaz naturel pauvre

    Figure 2 : Enveloppe de phase typique du gaz naturel pauvre

    Pourquoi une mesure du PCDH est-elle difficile dans le gaz naturel pauvre?

    Le principal instrument de mesure du PDCH est le miroir refroidi. L'appareil fonctionne en réduisant la température du miroir jusqu'à ce que des liquides d'hydrocarbures commencent à se former sur celui-ci. Le PDHC est déterminé soit visuellement par un opérateur qualifié, soit par des optiques automatisées telles que le PST-Michell Condumax II.

    La mesure d'un très faible PDHC présente un défi unique : abaisser suffisamment la température du miroir. Lorsque l'instrument atteint sa capacité de refroidissement maximale sans qu'aucune condensation d'hydrocarbure ne se forme sur le miroir, il devient impossible d'obtenir une mesure.

    La solution PST

    Le Condumax II a une dépression maximale de la température du miroir d'environ 55°C, mais il existe une option de mesure. Il est important de surveiller le PST au cas où le procédé se mettrait en défaut et que des hydrocarbures plus lourds apparaîtraient dans la composition, c'est pourquoi le Condumax II ne peut être utilisé que comme alarme.

    Dans des conditions normales, lorsque la phase de mesure est lancée, la température du miroir sera ramenée à la température de refroidissement minimale sans que le seuil de déclenchement ne soit atteint. Le message "HCdp below cooling limit" s'affiche, indiquant que le gaz est dans son état normal. En fixant une limite de refroidissement minimale pour la température du miroir, la pompe à chaleur à effet Peltier ne fonctionnera pas à pleine capacité pendant chaque cycle de mesure, ce qui prolonge sa durée de vie.

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    Auteur: James Coveney, Ingénieur support technique




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