Optimisation des paramètres de fonctionnement d’une unité de décarbonatation du gaz naturel

Abstract

Le gaz naturel occupe la troisième place dans le classement des sources d'énergie les plus utilisées dans le monde après le pétrole et le charbon. Son importance réside dans le fait qu’il présente moins d’impacts environnementaux par rapport aux autres sources d'énergie. Néanmoins; le gaz naturel dans la nature est impur et se trouve contaminé d'où l'intérêt de son traitement. Le traitement du gaz naturel représente donc un enjeu technique et économique important. En fonction du gisement, le gaz naturel peut contenir des quantités très variables des gaz acides (CO2, H2S) ainsi que d’autres contaminants (eau, mercaptans…).L’objectif principal des différents procédés du traitement du gaz naturel sera donc d'éliminer ces impuretés. La présence du gaz carbonique (CO2) dans le gaz naturel provoque la corrosion des équipements et des tuyauteries ainsi que le givrage (solidification) suite à la formation de cristaux de dioxyde de carbone (CO2) dans les zones de liquéfaction du gaz naturel fonctionnant à des températures très basses. Le CO2 a l'inconvénient de diluer le gaz naturel, réduisant ainsi sa valeur énergétique tout en augmentant le coût de transport. L'opération d'élimination du CO2 est: la Décarbonatation. Dans ce cadre et afin de contribuer à l’étude et la compréhension du procédé de décarbonatation du gaz naturel, on a effectué un stage pratique au sein d'une unité de décarbonatation au champ gazier (SONATRACH-RNS) où le procédé de décarbonatation est effectué en utilisant l'absorption chimique à l'aide d’une solution d’amine. Le CPF de RNS est conçu pour traiter une charge nominale de 107SM3/Jours (janvier 2014) de gaz naturel provenant d’un gisement (non conventionnel), à une teneur élevée en CO2 d’environ 9 % (molaire). L’objectif de l’unité de décarbonatation dans le CPF est de réduire la teneur en CO2 à une valeur inférieur à 2 %, soit la norme exigée en termes de qualité et des spécifications. Le comportement de gisement non conventionnel est différent de celui de gisement conventionnel. Dans notre cas, la déplétion du gisement est considérable. Par conséquence une chute de débit du gaz brut traité jusqu’à 6x106SM3/Jours (Mai 2019) a été remarquée. Cela exige la redéfinition des nouveaux paramètres adaptés avec les nouvelles conditions d’exploitation. notre travail consiste donc à étudier les différentes optimisations des procédés techniques d’exploitation et du traitement du gaz naturel en fonction des changements de la charge de celui-ci et cela au sein d’un gisement non conventionnel.