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EXEMPLE D’APPLICATION PROSIMPLUS



DESHYDRATATION DE GAZ NATUREL

AVEC DU TRI ETHYLENE GLYCOL





INTERET DE L'EXEMPLE

Cet exemple traite d’un procédé de déshydratation de gaz naturel à l’aide de Tri Ethylène Glycol (TEG) à travers

un contacteur et une boucle de régénération de TEG. L’intérêt de l’exemple réside dans la mise en œuvre du

module « Absorbeur », qui joue le rôle du contacteur et dans la représentation de deux colonnes en série par un

unique module « Stripper » de ProSimPlus. D’autre part, le module Windows Script est utilisé en différents endroits

du procédé pour effectuer certains calculs complémentaires (point de rosée d’un gaz en fonction de sa teneur en

eau, pertes de TEG pour calculer l’appoint nécessaire).





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Il est rappelé au lecteur que ce cas d'utilisation est un exemple et ne doit pas être utilisé à d'autres fins. Bien que cet exemple soit basé sur un
cas réel il ne doit pas être considéré comme un modèle de ce type de procédé et les données utilisées ne sont pas toujours les plus exactes
disponibles. ProSim ne pourra en aucun cas être tenu pour responsable de l'application qui pourra être faite des calculs basés sur cet exemple.

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TABLE DES MATIÈRES



1. MODELISATION DU PROCEDE............................ .........................................................................................3

1.1. Présentation du procédé......................................................................................................................3

1.2. Schéma du procédé.............................................................................................................................4

1.3. Schéma de simulation .........................................................................................................................5

1.4. Constituants .........................................................................................................................................6

1.5. Modèle thermodynamique ...................................................................................................................6

1.6. Conditions opératoires.........................................................................................................................7

1.7. Initialisation ........................................................................................................................................10

1.8. "Trucs et astuces" ..............................................................................................................................10

2. RESULTATS.......................................... ........................................................................................................11

2.1. Bilans matière et énergie ...................................................................................................................11

2.2. Température de rosée .......................................................................................................................13

2.3. Profils des colonnes...........................................................................................................................13

3. ANALYSE ET OPTIMISATION DU PROCEDE ................. ...........................................................................17

4. BIBLIOGRAPHIE...................................... .....................................................................................................18

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Spécifications complémentaires

Température au plateau N° 1 (°C) 100

Température au plateau N° 4 (°C) 204

Rebouilleur Intermédiaire Au plateau 4, avec un apport

thermique de 10 kw

Initialisation : température en tête (°C) 100

Initialisation : température en pied (°C) 194



� Échangeur E202

Paramètres de fonctionnement Valeur

Type d’échangeur Contre courant ou multi passes

Spécification Courant froid

Température de sortie (°C) 150



� Échangeur E203

Paramètres de fonctionnement Valeur

Type d’échangeur Consignateur de température

Température de sortie (°C) 28,7



� Mélangeur R200

Paramètres de fonctionnement Valeur

Type de mélangeur Autre mélangeur

Pression La plus faible des alimentations



� Pompe P200 A/B

Paramètres de fonctionnement Valeur

Type de pompe Pompe centrifuge

Pression de refoulement (barg) 70,75

Efficacité volumétrique 0,65

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1.7. Initialisation

Le débit de TEG tournant dans la boucle est fixé en initialisant le courant d’entrée du ballon de flash B200 (courant

5). La connaissance de ce courant permet de calculer B200, C201 / C202 puis l’alimentation en TEG du contacteur

D 200. L’initialisation est fixée de manière à obtenir un point de rosée du gaz sec de -40°C.



1.8. "Trucs et astuces"

Les modules Windows Script (Dew_C_1 et Dew_C_200 placés sur le courant du gaz humide et du gaz sec

effectuent un calcul de point de rosée sur leurs flux respectifs. Le calcul est fait en utilisant les données de McKetta

et Wehe [MKW58].

Un autre module Windows Script (« TEG loss ») est utilisé pour calculer l’appoint de TEG nécessaire, à partir des

pertes de TEG dans le gaz sec et dans les effluents gazeux.

D’autre part, le condenseur intégré en tête de colonne C201 a été dédoublé sur le schéma de simulation : la

quantité de chaleur à enlever dans le condenseur de la colonne C201 est transférée par un courant d’information

dans le module échangeur E200. La conversion nécessaire à ce calcul est effectuée à l’aide d’un module de

manipulation de courant d’information.

Les colonnes C201 et C202 sont modélisées dans un seul modèle de colonne puisqu’elles fonctionnent en série. Le

rebouilleur de la colonne C201 est déclaré dans le module comme rebouilleur sur un plateau intermédiaire. Ceci

permet de simplifier le schéma de simulation mais n’est pas obligatoire. Il aurait été possible d’utiliser un modèle de

colonne à distiller pour C201 et un modèle de colonne d’absorption pour C202 et de les connecter en série.

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3. ANALYSE ET OPTIMISATION DU PROCEDE

Pour optimiser le fonctionnement de l’unité, l’impact des paramètres suivants peut être facilement étudié avec le

modèle de simulation présenté dans le présent document :

· Le nombre d’étages théoriques du contacteur D200

· Le débit de circulation de glycol

· La température du rebouilleur du TEG

· La pression du ballon B200

Il est à noter que la température du rebouilleur de TEG est limitée par la température de dégradation thermique du

glycol. La pression du ballon B200 fait varier la quantité de gaz de stripping et donc les performances du

régénérateur. Ces deux paramètres font varier la teneur en eau dans le TEG sec.

D’autres paramètres peuvent également avoir une influence, plus limitée. Le nombre d’étages théoriques du

régénérateur de TEG a un impact faible sur la pureté du TEG recyclé. De même la température de sortie du

récupérateur de chaleur E202 influe sur la puissance du rebouilleur.

La température du TEG à l’entrée du contacteur affecte la tension de vapeur de l’eau sur l’étage de tête. En

conséquence, une température du TEG plus faible diminuera la teneur en eau dans le gaz sec. En pratique, la

diminution de cette température augmente aussi la quantité de gaz absorbée avec le TEG et donc les pertes de

gaz. Cette température est contrôlée par la régulation de température en sortie de l’échangeur E202.

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4. BIBLIOGRAPHIE


[ABR75] D.S. Abrams, J.M. Prausnitz

Statistical thermodynamics of liquid mixtures: A new expression for the excess Gibbs energy of

partly or complete miscible systems.

AIChE. Journal, 1975, Vol. 21, No 3, p. 116-128

[AND78] T.F. Anderson, J.M. Prausnitz

Application of the UNIQUAC equation to calculation of multicomponent phase-equilibria. 1-Vapor-

liquid equilibria.

Industrial & Engineering Chemistry Process Design & Development, 1978, Vol. 17, No 4, p. 552-

560

[DAH 90] Dahl S. Michelsen, M.L,

AIChE Journal, 1990, Vol. 36, p 1829-1836

[MIC 90b] Michelsen M.L.

A modified Huron-Vidal mixing rule for cubic Equation of state

Fluid Phase Equilibria, 60, pp. 213-219 (1990)

[MKW58] MC Ketta and Wehe

Water contents of natural gases with correlations for salinity and relative density

Hydrocarbon Processing, 1958

[PEN76] Y.D. Peng, D.B. Robison

A new two constant equation of state.

Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals, 1976, Vol. 15, No 1, p. 59-64

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