Etude et modélisation des dépôts solides lors de la détente du gaz naturel.

par Jean-Paul Serin

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Fernand Broto et de Pierre Cézac.

Soutenue en 2005

à Pau .


  • Résumé

    Certains postes de livraisons de la société Total infrastructure Gaz France (TIGF) qui permettent de détendre le gaz naturel à 5 bar sont touchés par des dépôts solides. Ces derniers engendrent une maintenance accrue et donc un surcoût d'exploitation pour la société. Les analyses d'échantillons solides ont permis de conclure que le dépôt est essentiellement dû au soufre sous forme cristalline. Un protocole opératoire a été mis en place afin de quantifier la masse de soufre déposée sur les organes touchés. Les paramètres influant l'apparition du solide ont été déterminés à partir d'une campagne de relevés d'information et d'une étude bibliographique sur le phénomène : la chute de pression et la température. Deux mécanismes ont alors été envisagés pour expliquer l'apparition du dépôt de soufre : la formation de condensats et la désublimation. Le comportement du gaz naturel lors de la détente est modélisé par un flash réactif. Le modèle s'appuie sur les bilans de masses, le bilan d'énergie et les relations caractérisant l'équilibre thermodynamique, et prend en compte les réactions chimiques. Les modèles thermodynamiques et les propriétés nécessaires pour renseigner le modèle ont été sélectionnés à partir de recherches bibliographiques. L'application du modèle, couplée à des données expérimentales valide le mécanisme de désublimation du soufre.


  • Résumé

    The appearance of a solid deposit within the gas pressure regulation stations of the regional gas supplier total infrastructure Gaz France (TIGF) leads to an increase in maintenance and costs. The analyses of solid samples showed that the deposit is mainly constitued of crystallised sulphur. A protocol has been carried out to quantify the mass of deposited sulphur on the equipment. A data survey supplies by company's operators and a bibliographic study allowed us to determine that drop pressure and temperature are the most influent parameters. Then, two mechanisms of solid formation have been assumed: condensate formation and desublimation. The natural gas behaviour during the pressure drop has been modelled by a reactive flash model. It takes into account partial mass balances, energy balance, relationships which characterise the thermodynamic equilibrium and chemical reactions. The thermodynamic models and the necessary properties have been selected from current literature. The use of both experimental data and our model results seem to prove that the mechanism of desublimation is the right one.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (173 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p.160-165

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : US 458535
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