CA1209489A - Procede de deshydratation de gaz - Google Patents

Abstract

Procédé de déshydratation de gaz par perméation à travers une membrane à perméabilité sélective, caractérisé en ce que la membrane utilisée est constituée par un faisceau de fibres creuses ouvertes aux deux extrémités dont la perméabilité au méthane est au minimum de 10-5 cm3/ cm2-s-cm Hg et dont le facteur de sélectivité de l'eau par rapport au méthane est supérieur à 100 environ, ce qui permet de réduire le poids et l'encombrement de l'installation de déshydratation.

Description

i20948g La présente invention concerne la deshydratation de gaz contenant des hydrocarbures.

On peut citer comme gaz contenant des hydrocarbures : les gaz de gisement, les gaz de couverture se trouvant dans des coucheS situees au-dessus des couches de petrole d'un gisement petrolier, les gaz associes obtenus par la separation d'un melange gaz/petrole et des gaz provenant de sources diverses, telles que des raffineries de petrole.

La presence d'eau dans des gaz contenant des hydrocarbures est tres gênante a cause des risques de formation d'hydrates solides et des risques de corrosion, lorsque ces gaz contiennent aussi du dioxyde de carbone et/ou de l'hydrogene sulfure. Il est necessaire d'abaisser la teneur en eau a des valeurs très faibles lorsqu'on doit transporter ces gaz ou les conditionner en vue de certains traitements ulterieurs tels que la liquefaction ou les commercialiser.

On peut dans certains cas particuliers pallier les inconvenients de la présence d'eau dans un gaz en abaissant la pression du gaz et/ou en rechauffant le gaz, mais ces procédes ne sont applicables que dans des cas particuliers d'utilisation; par exemple ils sont economiquement inacceptables des qu'un transport de gaz sur une longue distance est a envisager et ils ne conviennent evidemment pas a la commercialisation des gaz et au respect des specifications imposees à celle-ci.

~ es procedes connus de deshydratation en tete comprennent notamment la deshydratation par refrigeration, la deshydratation par mise au contact de glycol, la déshydratation par adsorption sur gels de silice et la déshydratation sur tamis moleculaires. Tous ces procedés nécessitent des installations generalement importantes et coûteuses, lZ09489 notamment lorsque le gaz doit être transporté. De plus, les unités de deshydratation au glycol posent des problèmes de sécurité de poids et d'encombrement et les systèmes à gel de silice et a tamis molecu-laires ne peuvent être envisages que dans des cas tres particuliers, du fait de leur coût tres elevé~

On peut envisager d'utiliser un systeme passif de permeation a travers une membrane de perméation avec une couche séparatrice non poreuse, qui est apte a être automatisé, qui présente une grande securité, qui convient a une utilisation en mer et qui, mis en oeuvre de maniere modulaire, peut aisement s'adapter a des champs petroli-fères evolutifs.

On a effectivement dejà propose d'utiliser de tels systèmes de permeation pour separer le dioxyde de carbone et l'hydrogène sulfure d'un gaz par permeation. Cette technique est acceptable si l'on n'a effectivement qu'a separer le dioxyde de carbone ou l'hydro-gène sulfure.Si l'on s'interesse, par contre, a la deshydratation d'un gaz, on est cDnduit avec de tels systemes, a des installations encom-brantes et coûteuses.

La presente invention a pour objet un procede de deshydratation d'un gaz par permeation, qui utilise des membranes specifiques a cette utilisation et qui permet ainsi de reduire considerablement l'encom-brement, le poids, et le coût de l'installation de deshydratation. Ces considerations de poids et d'encombrement sont particulierement impor-tantes pour des applications sur plate-formes en mer. Mrme si l'on envi-sage a la fois de deshydrater et d'ajuster les teneurs en elements acides (CO2, H2S) d'un gaz, il peut etre preferable d'utiliser le procede de deshydratation selon la presente invention et d'installer separement des yens de desacidification, ce qui permet notamment de proceder au remplacement plus frequent des seules membranes servant a la deshydratation, dont la duree de vie peut être plus courte, et d'avoir une meilleure maîtriSe des operations.

i20g489 L'Lnvention est essent;~ mPnt ~1 proc~dé de déshydratation d'un gaz contenant des hydrocarbures, utilisant au moins un perméateur qui forme un compartiment d'alimentation et un compartiment de perméation séparés l'un de l'autre par une membrane à perméabilité selective et comportant :
l'amenee d'un gaz a déshydrater sous pre~ssion dans le compartiment d'ali-mentation, le maintien du compartiment de perméabilite a une pression infe-rieure à celle du compartiment d'alimentation, le retrait d'un gaz enrichi en eau du compartiment de permeation et la récuperation d'un gaz appauvri en eau dans le compartiment d'alimentation, caractérise en ce que la membrane utilisee est constituée par un faisceau de fibres creuses à base de polymères, qui comprennent une couche active et un support, d'un diametre interne compriS
entre 0,1 mm et 0,5mm, d'une longueur comprise entre 0,5 m et 3 m et d'une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,3 mm, l'épaisseur de la seule couche active etant inferieure à I ~m, qui presentent une permeabilité au methane d'au moins 10~5 cm3/cm2-s-cm Hg et un facteur de selectivite de l'eau par rapport au methane superieur à ]00 environ et qui sont ouvertes à leurs deux extremites longitudinales, l'exterieur de ces fibres creuses se trouvant dans le compartiment d'alimentation et l'intérieur de ces fibres creuses constituant le compartiment de permeation.
On designe par perméabilité d'une membrane a un composé d'un gaz, le nombre de cm3 de ce composé qui, évalués dans les conditions normalisées de température et de pression, traversent une surface de I cm2 de cette mem-brane pendant I seconde, sous une différence de pression entre le compar-timent d'alimentation et le compartiment de perméation de 1 cm de mercure. On designera la perméabilite au méthane par exemple par : P/CH4.
On appelle facteur de selectivite de l'eau par rapport au méthane le rapport entre les perméabilités a l'eau P/H20 et au méthane P/CH4 de cette membrane, dans les conditions reelles d'emploi.
Il y a lieu de remarquer que la permeabilite au méthane et le facteur de selectivite de l'eau par rapport au methane d'une membrane sont des grandeurs reelles de la membrane mise en forme, et sont mesurables sur celle-ci. Ces grandeurs caractéristiques d'une membrane sont différentes des caracteristiques intrinseques du materiau utilise mesurees sur une masse de ce materiau ; le passage du materiau a la membrane necessite en effet la realisation de couches tres fines dans lesquelles on ne retrouve pas _ L -- ~20948~

les propriétés intrinsèques du matériau. Il est en particuler très diffi-cile de conserver un facteur de sélectivité éleve, Une constatation inatten-due faite au cours des études qui ont conduit à la presente inventiOn a été
d'obtenir d'excellentes perfo~nces avec des membranes à facteurs de sélec-tivité de l'eau relativement faibles et de ne pas sensiblement améliorer les performances en utilisant des membranes plus sélectives.
Une particularite de l'invention consiste donc en ce que l'on choisit une membrane tres pèrmeable au methane tout en se contentant d'une selectivite a l'eau moyenne, alors que jusqu'ici l'accent a toujours ete mis sur la necessite d'une selectivite elevee des membranes pour le compose gazeux que l'on desire eliminer par rapport a la selectivité aux autres constituantS du mélange gazeux à traiter et notamment a celui de ces autres constituants qui permee le plus rapidement a travers les mem-branes. On remarquera a cet egard que, parmi les constituants autres que l'eau d'un melange gazeux contenant des hydrocarbures, le methane n'est generalement pas l'un de ceux qui permeent le plus rapidement a travers une membrane ; une membrane en acetatP
de cellulose pourra, par exemple, être huit fois plus perméable au dioxyde de carbone, vingt-sept fois plus permeable a l'hydro-gene et quatre-vingt fois plus permeable a l'helium qu'elle ne l'est au methane.

La faible selectivite a l'eau de la membrane utilisee selon l'invention en facilite la realisation du fait que les performances des membranes sont tres inferieures a celles que l'on pourrait attendre du materiau les constituanta cause des defauts qui apparaissent lors de la fabrication des films minces formant la partie active de ces membranes.
Des techniques compliquees de fabrication de membranes ont ete imaginees pour eviter ou masquer ces defauts. Au con-traire dans le cas de la presente invention, on peut générale-ment tolerer ces defauts et accepter une diminution de la selec-tivite de la membrane prête a l'utilisation par rapport à la selectivite intrinseque du matériau dont elle est constituee.

120948~

Les valeurs des limites inférieures données pour la perméabilite au méthane et pour la sélectivité de l'eau par rapport au methane sont des valeurs en dessous desquelles on a constate une brusque degradation des performances et, par suite, un rapide accroissement de l'aire de membrane necessaire au traitement d'un debit donne de gaz pour en abaisser la teneur en eau a une valeur prefixee, comme on le fera bien ressortir plus loin à l'aide d'un exemple particulier.

De preference, le facteur de selectivite de l'eau par rapport au methane dans la membrane choisie selon l'invention est compris entre environ 200 et 400 et la permeabilite au methane de cette membrane est de l'ordre de 1-4 cm3/cm2-5-cm ~g On a constate que l'effet d'une double sortie des fibres creuses etait tres important avec les fortes permeabilites de membrane et les caracteristiques geometriques des fibres creuses selon l'invention et permettait de reduire considera-blement l'aire de membrane a installer.

Les caracteristiques du procede (geometrie des fibres creuses, permeabilite et selectivite de celles-ci) sont parti-culierement bien adaptees a de forts debits de ga~ a traiter, par exemple a des debits de plus de 106 Nm3/jour.

j~

La grande permeabilité de la membrane permet de traiter de grands debits de gaz par mètre carré de membrane et l'invention prévoit de recycler dans certains cas une portion du gaz appauvri en eau, ce qui reduit la teneur en eau du gaz entrant dans le permeateur et aùgmente la duree de vie de la membrane.

Une realisation part;~ l;Pre consiste à installer un ensemble de deux permeateurs du type defini plus haut, montes en cascade, le permeateur aval recevant le gaz appauvri en eau qui sort du perméateur amont et le gaz enrichi en eau qui sort du perméateur aval étant renvoyé à l'entrée du perméateur amont.

Une autre realisation part;~ll;~re consiste à installer l'ensemble d'un premier et d'un deuxieme perméateurs du type défini plus haut, montés de maniere que le deuxieme permeateur reçoive le gaz enrichi en eau sortant du premier permeateur et que le gaz appauvri en eau sortant du deuxieme permeateur soit renvoyé a l'entree du premier perméateur.

Ces montagec de deux perméateurs en cascade seront utilisée par exemple pour obtenir des teneurs en eau très faibles et/ou pour augmenter la récupération du gaz traité.

On va décrire, a titre non limitatif, des exemples de mise en oeuvre de l'invention en se référant au dessin joint dans lequel :

La Fig I est un schéma d'un permeateur La Fig 2 est un schéma d'une réalisation particuliere du permeateur de la Fig 1 ;
Les Fig 3 a 6 sont des diagrammes montrant la variation de l'aire de membrane necessaire en fonction de divers paramètres ;
La Fig 7 est un schema d'une variante du perméateur de la Fig 1 , et Les Fig 8 et 9 sont des schémas d'installation à
.
plusieurs étages de permeateurs.

Sur la Fig 1, un gaz à deshydrater arrive par une conduite 1 dans un permeateur 2 que l'on a schematise par une enveloppe 3 dont la capacite interne est séparee par une mem-brane 4 en un compartiment d'alimentation 5 a relativement haute pression et en un compartiment de perméation 6 a basse pression.
Une conduite de sortie 7 permet de retirer du gaz qui s'est appauvri en eau par circulation le long de la membrane 4 tandis qu'une conduite de sortie 8 permet de rejeter ou de recuperer du gaz qui, en traversant la membrane 4, s'est enrichi en eau.

_ La pression du gaz arrivant par-la-conduite 1 e~t par exemple comprise entre 30 et 100 bars. Cette pression pourraiè
~-~ être au minimum d'environ 10 bars ou eIle pourrait s'elever jusqu'à 150 bars et plus.
La temperature du gaz dans la conduite 1 doit être comprise entre O et 100 degres Celsius environ si la membrane 4 est une membrane organique. La pression dans le compartiment 6 peut être reglee par une vanne, non representee, à une valeur, par exemple proche de la pression atmospherique. Cette vanne peut être montee sur la conduite 8.

Le gaz arrivant par la conduite 1 contient du methane et des hydrocarbures plus lourds, gazeux dans les conditions thermodynamiques du gaz dans la conduite 1, ainsi qu'eventuel-lement du dioxyde de carbone et de l'hydrogène sulfure dans des proportions très diverses et d'autres constituantS ou impu-retes. La teneur en eau de ce gaz peut etre tres variable ~209489 allant de quelques parties par million jusqu'à la saturation du gaz en eau. La déshydratation souhaitée doit, suivant les cas, conduire d'une teneur élevée a une teneur de quelques parties par million ou simplement effectuer un léger ajus-tement de la teneur en eau initiale du gaz.

La membrane 4 est choisie, outre sa compatibilité
avec l'eau et les hydrocarbures, essentiellement pour avoir une bonne perméabilité au méthane en se contentant d'une sélectivité moyenne de l'eau par rapport au méthane et en ne se préoccupant pas de la perméabilité aux autres constituants du mélange à traiter. Cela permet en particulier d'utiliser une membrane presentant les caracteristiques de permeabilite au methane et de selectivite de l'eau par rapport au methane definies plus haut, quel que soit le gaz d'hydrocarbures à
deshydrater.
Par exemple, on choisira une permeabilité au methane de 10 cm /cm -S-cm Hg et un facteur de selectivite de l~eau par rapport au méthane de 200.

Pour realiser cette membrane on part d'un materiau, constitue par un seul corps ou par un melange de composes tels que des polymères, qui, dans sa masse est moyennement sélectif à l'eau et on le fac,onne suivant les procédes connus pour former une membrane en forme de fiDres creuses.

De preference, au moins un des constituants du materiau choisi est pris dans le groupe des materiaux pouvant compor-ter des chaînes ou des ramifica~ions a tendance hydrophile tels que l'acetate de cellulose, les polyamides vendues sous le nom commercial de NYL0~, le carboxymethyle cellulose, l'ethyle cellulose, le méthyle cellulose.~. Le matériau 12094~9 selectif peut etre utilise monte sur un support qui lui donne une meilleure resistance mecanique ou etre utilise dans l'elaboration d'une membrane composite de structure asymetrique.
On donne a la couche selective l'epaisseur la plus faible possible pour obtenir une bonne permeabilite et l'on y parvient d'autant mieux que l'on a une grande latitude dans le choix du materiau selectif puisqu'il suffit d'avoir une selectivite moyenne à l'eau~ 11 est donc relativement facile d'obtenir la permeabilite que l'on a definie plus haut-La membrane 4 a ete representee très sche~atiquementsur la Fig. 1. En realite, il s'agit d'un faisceau de fibres creuses que l'on alimente en parallele par l'exterieur des fibres en gaz à deshydrater, le gaz traversant ensuite selectivement les membranes de l'exterieur des fibres vers l'interieur de celles-ci. Le gaz enrichi en eau est collecte a partir de l'interieur de ces fibres et sort par les deux extremites longitudinales de chaque fibre comme le montre la Fig 2.
Le compartiment 5 comprend alors l'ensemble des espaces entre fibres creuses tandis que le compartiment 6 comprend l'ensemble des espaces internes aux fibres creuses.

En fait, le procede s'appliquant a un fort debit de gaz permee, les pertes de charge dans le compartiment 6 doivent etre considerees avec attention. Il faut donc optimiser le permeateur 2 forme, dimensions, disposition des compartiments 5 et 6, des membranes 4 et les parametres du procede tels que pressions, temperatures... et s'efforcer de conserver un rapport haute pression sur basse pression le plus eleve possible dans tout le permeateur 2.

12094~9 ., o La membrane 4 permettant à la vapeur d'eau de permeer plus rapidement que les autres composants du gaz arrivant par la conduite 1, ce gaz, en parcourant l'enceinte 5 le long de la membrane 4~ s'appaUvrit en eau et sort dans la conduite 7 avec une teneur en eau reduite. Au contraire, le gaz qui a traverse la membrane 4 est plus riche en eau que le gaz arri-vant par la conduite I ; on retire ainsi dans la conduite 8 un gaz enrichi en eau.

Suivant la reduction de la teneur en eau que l'on desire obtenir, et en utilisant une membrane telle que celle decrite dans l'exemple qui vient d'être donne, on peut traiter un debit de gaz de dix millions de Normaux m3/jour avec une aire de membrane comprise entre 500 et 5000 m2.

Par exemple, un gaz naturel sature en eau à 50 bars et 20C peut être deshydrate, avec une membrane adaptee a la deshydratation de caracteristiques PCH4 = 10 cm /cm -s-cm Hg et facteur de selectivite H20/CH4 de 200, selon l'invention, d'une surface de 1600 m2, cela pour un debit de gaz à traiter de 10 millions de Nm3/j.

Par contre, si l'on voulait deshydrater le gaz de cet exemple au moyen d'une membrane de permeabilite au CH4 de 0,5 cm /cm -s-cm Hg et de facteur de selectivite H20/CH4 de 1000, il faudrait 23 000 m de membrane pour un même debit, ce qui montre l'avantage d'une membrane specifique à la deshydratation, possedant une forte permeabilite et une selectivite moyenne.

Un exemple de membrane convenant a la mise en oeuvre du procede selon l'invention peut notamment être realise a partir del'ethylcellulose, materiau hydrophile dont les 12094~

caractéristiques intrinsèques sont : perméabilité au méthane = 6 x 10 ] cm3-cm/cm2-s-cm ~g et facteur de sélectivité de l'eau par rapport au méthane 4000. On a forme selon une methode classique une couche active,mince - _~ d'éthycellulose, dans un cas particulier de 0,3 ~mm d'épaisseur et on l'a déposée sur UD support microporeux pour en assurer la tenue mécanique. Sans effectuer de masquage des défauts on a ainsi obteDu une membrane ayant dans ce cas particulier les caractéristiques suivantes :
permeabilite au methane = 5 x 10 cm /cm -s-cm Hg et facteur de selectivite de l'eau par rapport au methaDe = 140 Le fait que le facteur de sélectivité soit tombé
a 140 alors que le facteur de sélectivite intrinseque du matériau utilise etait de 4000 montre que cette membrane presente des defauts, mais ceux-ci ne nuisent pas a son efiicacite dans la deshydratation de gaz d'hydrocarbures.

~On a recherche pour un exemple de gaz a traiter ayant --~la composition molaire suivante en pourcentage :
4 - ; 2H6 5,3 ; C3H8-= 2,2 ; C4H = 1 4 ; C H 0 C6H14 = 0,8 ; N2 = 0~2 ; C02 = 3~9 ;H2S 3,2 ; 2 se trouvant a une temperature de 60C et a une pression de 70 bars et s'ecoulant avec un debit de 280 000 Nm /h, quelle etait l'aire de membrane nécessaire pour apaisser la teneur en eau du gaz jusqu'a 145 p.p.m. avec une membrane, réalisee par exemple comme on vient de le décrire, a~ant un facteur de sélectivité de l'eau par rapport au methane de 200 et se presentant sous la forme de fibres creuses de 0,5 mm de diametre exterieur et de 0,3 mm de diametre intérieur.
On a ainsi trouve qu'avec des fibres de 1 m de long et une perméabilite au methane respectivement de ]0 aire de membrane respectivement de 2100 m2 , 13 200 m2 et 129 800 m si les fibres sont fermées à une extrémité
et de 1300 m2, 11 200 m2 et 111 000 m2 si les fibres sont ouvertes aux deux extrémités.

Avec des fibres de 2 m de long on trouve dans les mêmes~conditions des aires de 4200 m2, 14 500 m2 et 131 600 m si les fibres sont fermées a-une extrémité et de 1900 m ' 11 500 m et 111 500 m si les fibres sont ouvertes aux deux extrémités.

On voit ainsi, par exemple qu`avec une perméabilité
au methane de 10 cm /cm -s-cm Hg et des fibres fermees a une extrémité, il faut deux fois pius d'aire de membrane avec des fibres de 2 m de long (4200 m ) qu'avec des fibres de 1 m de long (2100 m ), pour réaliser la même operation de deshydratatioD. La quantité supplémentaire d'aire de membrane utilisée avec des fibres de 2 m de long est donc totalement inefficace, ~ On a représenté sur la Fig. 3 l'aire S en m , portee _ - en ordonnée, de membrane a installer en fonction de la ~
longueur L en metres de fibres choisie, portée en abscisse dans un cas A ou les fibres sont fermées a une extrémité et dans un cas B ou les fibres sont ouvertes aux deux extrémités, la membrane présentant une perméabilité au méthane de cm /cm -s-cm Hg.
La courbe B de la Fig, 3 montre le grand intérêt de l'utilisation de fibres ouvertes aux deux extrémités. Cet intérêt n'existe toutefois que si la membrane est assez perméable au méthane, comme le montre la Fig. 4 ou l'on a porté en abscisse la longueur L des fibres et en ordonnée le rapport R des aires de membrane nécessaires respectivement avec des fibres fermées a une extremite et des fibres ouvertes aux deux extrémités. On a trace les courbes représentatives C,D,E, respectivement pour des perméabilités au méthane 1:2094~
- 13 ~

de 10 , 10 et 10 6 cm3/cm2-s-cm Hg On voit qu'en dessous d'une perméabilité de 10 5, il n'y a plus d'intérêt à utiliser des fibres ouvertes aux deux extrémités puisque le rapport R
est voisin de 1 et qu'au contraire la combinaison d'une forte perméabilite avec des fibres ouvertes aux deux extrémités produit un résultat inat-tendu particulierement intéressant dès que les fibres ont une longueur supérieure a 0,5 m, le rapport R étant alors nettement supérieur a 1.

Toujours dans le cas de l'exemple de gaz a traiter précédent, mais avec une membrane dont la selectivite de l'eau par rapport au methane est de 100, on a trace sur la Fig. 5 la courbe de l'aire S en m2 de membrane a installer, portee en ordonnee, pour une permeabilite P/CH4, portee en abscisse, de la membrane a fibres de 1 m de long et a ouverture des deux extremites. On voit que la permeabilite P/CH4 de iO cm /cm -s-cm Hg correspond a une valeur critique en dessous de laquelle la surface de membrane a installer croît tres rapidement, la tangente a la courbe representative devenant presque verticale.

La Fig. 6 represente, une courbe representative de l'aire S en m de membrane a installer portee en ordonnee en fonction du facteur de selectivite, de l'eau par rapport au methane, de la membrane dans les mêmes conditions que dans le cas de la Fig. 5 sauf qu'ici la permeabilite au methane a ete fixee a lO j cm3/cm2-s-cm Hg et la selectivite a ete rendue variable. On voit que la valeur 100 du facteur de selectivite est une valeur critique en dessous de laquelle la surface de membrane crolt tres rapidement.

Le rapprochement des courbes-des Fig. 5 et 6 montre que l'on pourrait effectuer une representation dans l'espace de la surface de membrane necessaire en fonction a la fois de ~a permeabilite et de la selectivite. Cette représentation ,J~?~48~

illustrerait le caractére critique des valeurs minimales de la permeabilite au méthane et de la selectivite 3 l'eau definies plus haut, tel que le font deja ressortir les Fig. 5 et 6.

, . . . ~
Il arrive que certaines membranes ne puissent pas - supporter un gaz à deshYdrater sature en eau ou a trop forte concentration en eau. On peut aussi, pour eviter des condensations d'eau dans le compartiment 5, désirer reduire la teneur en eau du gaz entrant dans le permeateur 2. Le schéma de la Fig. 7 permet de réduire cette teneur en eau. Pour cela, un conduit de recyclage 9, muni d'un surpresseur ou compresseur 10, relie la conduite de sortie 7 a la conduite d'entrée 1. Le surpresseur 1O compense la legere perte de charge qu'a subie le gaz en s'ecoulant de la conduite 1 a la conduite 7 à travers le compartiment 5~ Le gaz qui sort du compartiment 5 est divisé en deux flux dont le premier constitue le gaz final déshydraté, tandis que l'autre flux, dérivé, est ramené par le conduit 9 dans la conduite 1 où
cet autre flux de gaz se mélange au gaz arrivant pour être déshydrate. Le melange gazeux entrant dans le compartiment 5 a donc une teneur en eau intermédiaire entre celle du gaz arrivant pour etre traite et celle du gaz sortant du compar-timent 5 c'est-a-dire une teneur inferieure a celle du gaz arrivant pour etre traité. On protege ainsi la membrane 4 et on améliore les performances du séparateur 2.

Sur la Fig. 8, un perméateur amont 2 est suivi d'un permeateur aval 12, d'un type analogue a celui du permeateur amon~ 2 et pour lequel on a garde les memes nombres de refe-rence augmentes de dix. La conduite d'entree 11 dans le permeateur 12 est reliee à la conduite de sortie 7 du per-meateur 2. Le gaz deshydrate est recupere par la conduite 17 tandis que le gaz enrichi en eau sortant par la conduite 1S, 1~0~489 qui a sensiblement la même teneur en eau que le gaz arrivant par la conduite 1, est ramené dans la conduite d'entree par un conduit 21 muni d'un compresseur 22.

Sur la Fig~ 9, un premier permeateur 2 est comhine avec un __ de~ ~? permeateur 32, d'un type analogue à celui du permeateur 2 ...~
et pour lequel on a garde les mêmes nombres de reference augmentes de trente. Le gaz deshydrate est preleve surla conduite 7 comme dans le cas des schemas des Fig. I et 2, mais la conduite 8 est reliee à
l'entree 31 du deuxième permeateur 32, eventuellement par l'interme-diaire d'un compresseur 43, tandis que la conduite de sortie 37 de celui-ci est reliee à la conduite d'entree I par un conduit 4] muni d'un compresseur ou d'un surpresseur 42.

Ces divers permeateurs 12 et 32 peuvent evidemment être munis de conduits de recyclage analogues au conduit 9. De nombreux autres schemas de combinaisons de permeateurs en cascade peuvent être adoptes selon les besoins.

__

Claims (7)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de déshydratation d'un gaz contenant des hydrocarbures, utilisant au moins un perméateur qui forme un compartiment d'alimentation et un compartiment de perméation séparés l'un de l'autre par une membrane à per-méabilité sélective et comportant: l'amenée d'un gaz à
déshydrater sous pression dans le compartiment d'alimenta-tion, le maintien du compartiment de perméabilité à une pression inférieure à celle du compartiment d'alimentation, le retrait d'un gaz enrichi en eau du compartiment de per-méation et la récupération d'un gaz appauvri en eau dans le compartiment d'alimentation, caractérisé en ce que la mem-brane utilisée est constituée par un faisceau de fibres creuses à base de polymères, qui comprennent une couche active et un support, d'un diamètre interne compris entre 0,1 mm et 0,5 mm, d'une longueur comprise entre 0,5 m et 3 m et d'une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 0,3 mm, l'épais-seur de la seule couche active étant inférieure à 1 µm, qui présentent une perméabilité au méthane d'au moins 10-5 cm3/
cm2-s-cm Hg et un facteur de sélectivité de l'eau par rapport au méthane supérieur à 100 environ et qui sont ouvertes à leurs deux extrémités longitudinales, l'extérieur de ces fibres creuses se trouvant dans le compartiment d'ali-mentation et l'intérieur de ces fibres creuses constituant le compartiment de perméation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la perméabilité au méthane de la membrane est de l'ordre de 10-4 cm3/cm2-s-cm Hg.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé en ce que le facteur de sélectivité de l'eau par rapport au méthane dans la membrane est compris entre environ 200 et 400.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'on installe un système de recyclage pour ren-voyer une portion du gaz appauvri en eau sur l'amenée de gaz à déshydrater.

5. Procédé selon la revendication 1 ou 4, carac-térisé en ce que les pressions et les températures des gaz ainsi que leurs teneurs en eau sont contrôlées et regulées de façon à éviter l'apparition d'eau liquide.

6. Procédé selon la revendication 1 ou 4, carac-térisé en ce que l'on installe un ensemble de deux perméa-teurs du type défini dans cette revendication, montés en cascade, le perméateur aval recevant le gaz appauvri en eau qui sort du perméateur amont et le gaz enrichi en eau qui sort du perméateur aval étant renvoyé à l'entrée du perméa-teur amont.

7. Procédé selon la revendication 1 ou 4, carac-térisé en ce que l'on installe l'ensemble d'un premier et d'un deuxième perméateurs du type défini dans cette reven-dication, montés de manière que le deuxième perméateur reçoive le gaz enrichi en eau sortant du premier perméateur et que le gaz appauvri en eau sortant du deuxième perméateur soit renvoyé à l'entrée du premier perméateur.