FR2826371A1 - Pre-treating natural gas containing acid compounds, involves cooling natural gas to condense water, contacting partially dehydrated natural gas with liquid stream and cooling dehydrated natural gas - Google Patents

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Abstract

Natural gas containing acid compounds is pre-treated by performing processes (I-IV). In process (I), the natural gas is cooled. In process (II), the gas phase obtained in process (I) is contacted with liquid phase obtained in process (III), and in process (III), the gas phase obtained in process (II) is contacted with liquid phase obtained in process (IV). The gas phase obtained in process (III) is cooled. Pre-treatment of natural gas containing hydrocarbons, water and acid compounds chosen from hydrogen sulfide and carbon dioxide, involves cooling natural gas to condense portion of water, contacting partially dehydrated natural gas with a liquid stream containing hydrogen in contact zones and cooling dehydrated natural gas to condense and separate acid compounds, in sequential processes (I-IV). The process (I) involves cooling the natural gas to produce a liquid phase and a gas phase. The process (II) involves contacting the gas phase obtained in process (I), in a contact zone (I) (202), with a liquid phase obtained in process (III) to produce a gas phase and a liquid phase. The process (III) involves contacting, in a contact zone (II) (203), the gas phase obtained in process (II) with a liquid phase obtained in process (IV) to produce a gas phase and a liquid phase. The gas phase obtained in process (III) is cooled to produce a liquid phase and a gas phase.

Description

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Figure img00010001

L'invention concerne un procédé de prétraitement d'un gaz naturel très acide contenant une quantité substantielle de composés acides tels l'hydrogène sulfuré (H2S) et le dioxyde de carbone (C02). The invention relates to a process for pretreating a highly acidic natural gas containing a substantial amount of acidic compounds such as hydrogen sulfide (H2S) and carbon dioxide (CO2).

Les travaux effectués par le demandeur avaient permis de proposer dans le brevet EP 0 665 046 un procédé permettant d'éliminer une quantité substantielle des composés acides présents dans le gaz naturel en sortie du puits, procédé dont la simplicité permettait une réalisation aisée et un investissement minime. Selon le procédé, le gaz naturel initial est mis en contact dans une enceinte de type cyclone avec un liquide riche en composés acides afin d'obtenir d'une part, en tête de l'enceinte cyclonique, une fraction gazeuse appauvrie en composés acides et d'autre part, en fond de l'enceinte cyclonique, une phase liquide contenant la majorité des composés acides et de l'eau. La phase liquide récupérée en fond de l'enceinte cyclonique est réinjectée dans un puits en voie d'épuisement. La fraction gazeuse obtenue en tête de l'enceinte cyclonique est refroidie à basse température (jusqu'à -300C) puis envoyée dans un ballon de séparation pour obtenir d'une part un gaz épuré en composés acides et d'autre part un condensat riche en composés acides qui est recyclé vers l'enceinte cyclonique. The work carried out by the applicant had made it possible to propose in patent EP 0 665 046 a process making it possible to eliminate a substantial quantity of the acidic compounds present in the natural gas at the outlet of the well, a process whose simplicity allowed easy realization and an investment minimal. According to the method, the initial natural gas is brought into contact in a cyclone chamber with a liquid rich in acidic compounds in order to obtain, on the one hand, at the top of the cyclone chamber, a gaseous fraction depleted in acid compounds and on the other hand, at the bottom of the cyclonic chamber, a liquid phase containing the majority of the acidic compounds and water. The liquid phase recovered at the bottom of the cyclonic chamber is reinjected into a well in the process of exhaustion. The gaseous fraction obtained at the top of the cyclone chamber is cooled at low temperature (up to -300 ° C) and then sent into a separation tank to obtain on the one hand a gas purified in acidic compounds and on the other hand a rich condensate in acid compounds which is recycled to the cyclone enclosure.

Cependant, le procédé décrit dans le brevet EP 0 665 046 présente des inconvénients : 1 ) La présence d'eau dans la fraction gazeuse refroidie à basse température est susceptible d'entraîner dans tout le circuit la formation d'hydrates solides pouvant à terme obstruer les conduites, voire endommager les éléments constitutifs du dispositif utilisé. C'est pourquoi le procédé décrit par le brevet EP 0 665 046 préconisait l'utilisation d'un anti-hydrate, de préférence le méthanol, pour prévenir la formation d'hydrates lors du refroidissement de la fraction gazeuse issue de l'enceinte cyclonique. However, the method described in patent EP 0 665 046 has drawbacks: 1) The presence of water in the gaseous fraction cooled at low temperature is likely to cause throughout the circuit the formation of solid hydrates may eventually clog pipes, or even damage the constituent elements of the device used. This is why the process described by the patent EP 0 665 046 recommended the use of an anti-hydrate, preferably methanol, to prevent the formation of hydrates during cooling of the gaseous fraction from the cyclone enclosure .

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2 ) Une quantité non négligeable d'hydrocarbures est entraînée avec la phase liquide récupérée en fond de l'enceinte cyclonique. La perte d'hydrocarbures entraînés avec le liquide en fond de l'enceinte cyclonique peut s'élever à 10% de la quantité de gaz traité.  2) A significant amount of hydrocarbons is entrained with the liquid phase recovered at the bottom of the cyclone enclosure. The loss of hydrocarbons entrained with the liquid at the bottom of the cyclone enclosure can amount to 10% of the amount of gas treated.

La présente invention a notamment pour objet de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.  The present invention is intended to overcome the disadvantages mentioned above.

Il a été découvert par le demandeur qu'il est possible dans des conditions thermodynamiques appropriées, de concentrer le gaz naturel initial en méthane tout en enlevant la majorité des gaz acides et sensiblement toute l'eau qu'il contient. Par sensiblement toute l'eau, il est entendu que la quantité d'eau présente dans le gaz final est inférieure à 50 ppm molaires, de préférence inférieure à 10 ppm molaires, et de manière encore plus préférée inférieure à 5 ppm molaires. La présente invention propose de remplacer l'enceinte cyclonique de mise en contact par plusieurs zones de mise en contact, chaque zone de mise en contact opérant à des conditions de pression et de températures déterminées.  It has been discovered by the applicant that it is possible under appropriate thermodynamic conditions to concentrate the initial natural gas into methane while removing the majority of the acid gases and substantially all the water contained therein. By substantially all the water, it is understood that the amount of water present in the final gas is less than 50 ppm molar, preferably less than 10 ppm molar, and even more preferably less than 5 ppm molar. The present invention proposes to replace the contact cyclone chamber by several contacting zones, each contacting zone operating under pressure conditions and determined temperatures.

La présente invention propose également de mettre en oeuvre différents moyens de refroidissement de la fraction gazeuse obtenue en tête de l'enceinte cyclonique.  The present invention also proposes implementing different cooling means for the gaseous fraction obtained at the top of the cyclone enclosure.

La présente invention propose un procédé de prétraitement d'un gaz naturel sous pression contenant des hydrocarbures, au moins un des composés acides H2S et CO2 et de l'eau, le procédé comprend les étapes : a) on refroidit le gaz naturel pour produire une phase liquide et une phase gazeuse,  The present invention provides a process for pretreating a pressurized natural gas containing hydrocarbons, at least one of the acidic H2S and CO2 compounds and water, the process comprises the steps of: a) cooling the natural gas to produce a liquid phase and a gaseous phase,

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Figure img00030001

b) on met en contact dans une première zone de contact la phase gazeuse obtenue à l'étape a) avec une phase liquide obtenue à l'étape c) pour produire une phase gazeuse et une phase liquide, c) on met en contact dans une deuxième zone de contact la phase gazeuse obtenue à l'étape b) avec une phase liquide obtenue à l'étape d) pour produire une phase gazeuse et une phase liquide, d) on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape c) pour produire une phase liquide et une phase gazeuse.
Figure img00030001

b) contacting in a first contact zone the gas phase obtained in step a) with a liquid phase obtained in step c) to produce a gaseous phase and a liquid phase, c) contact is made in a second contact zone the gas phase obtained in step b) with a liquid phase obtained in step d) to produce a gaseous phase and a liquid phase, d) the gas phase obtained in step c) is cooled to produce a liquid phase and a gas phase.

A l'étape d) du procédé selon l'invention, on peut refroidir la phase gazeuse obtenue à l'étape c) au moyen d'un échangeur de chaleur et/ou au moyen d'une turbine de détente. In step d) of the process according to the invention, it is possible to cool the gaseous phase obtained in step c) by means of a heat exchanger and / or by means of an expansion turbine.

Le procédé selon l'invention peut comporter l'étape : e) on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape d) au moyen d'une turbine de détente pour produire une phase gazeuse et une phase liquide qui est recyclée à l'étape c). The process according to the invention may comprise the step: e) the gas phase obtained in step d) is cooled by means of an expansion turbine to produce a gaseous phase and a liquid phase which is recycled at the stage c).

Si le procédé selon l'invention met en oeuvre une turbine de détente, il peut comporter l'étape : f) on comprime au moins une des phases gazeuses obtenues à l'étape d) et à l'étape e) en utilisant l'énergie récupérée sur la turbine de détente. If the process according to the invention uses an expansion turbine, it may comprise the step: f) compressing at least one of the gaseous phases obtained in step d) and in step e) using the energy recovered on the expansion turbine.

A l'étape d) du procédé selon l'invention, on peut refroidir la phase gazeuse obtenue à l'étape c) au moyen d'un col de Venturi, ladite phase liquide étant soutirée au niveau du col de Venturi et ladite phase gazeuse étant récupérée à la sortie du tube divergent du col de Venturi. La phase liquide soutirée au niveau du col de Venturi peut être refroidie pour produire le liquide recyclé à l'étape c) et une phase gazeuse. In step d) of the process according to the invention, the gas phase obtained in step c) can be cooled by means of a Venturi neck, said liquid phase being drawn off at the level of the Venturi neck and said gaseous phase being recovered at the exit of the divergent tube of the Venturi pass. The liquid phase withdrawn at the Venturi neck can be cooled to produce the recycled liquid in step c) and a gas phase.

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Les phases gazeuses obtenues à l'étape d) et à l'étape e) peuvent être utilisées pour refroidir la phase gazeuse obtenue à l'étape c) et/ou pour refroidir le gaz naturel à l'étape a).  The gaseous phases obtained in step d) and in step e) can be used for cooling the gaseous phase obtained in step c) and / or for cooling the natural gas in step a).

Dans la première zone de contact, on peut chauffer le liquide obtenu à l'étape b).  In the first contact zone, the liquid obtained in step b) can be heated.

A l'étape a) du procédé selon l'invention, le gaz naturel peut être à une pression de 8 MPa et à une température supérieure à 15 C.  In step a) of the process according to the invention, the natural gas can be at a pressure of 8 MPa and at a temperature above 15 C.

Les liquides obtenus à l'étape a) et à l'étape b) peuvent être introduits dans un puits.  The liquids obtained in step a) and in step b) can be introduced into a well.

Selon la présente invention, après traitement du gaz naturel sortant du puits de production, on récupère un gaz final contenant la majorité des hydrocarbures contenus dans le gaz avant traitement. Par la majorité des hydrocarbures il est entendu au moins 90% d'hydrocarbures, de préférence au moins 95% d'hydrocarbures et de manière très préférée au moins 97% d'hydrocarbures par rapport aux hydrocarbures contenus dans le gaz avant traitement.  According to the present invention, after treatment of the natural gas leaving the production well, a final gas containing the majority of the hydrocarbons contained in the gas is recovered before treatment. By the majority of the hydrocarbons is meant at least 90% hydrocarbons, preferably at least 95% hydrocarbons and very preferably at least 97% hydrocarbons relative to the hydrocarbons contained in the gas before treatment.

La présente invention permet avantageusement d'éviter l'utilisation d'un anti-hydrate, tel que le méthanol, dont le transport, l'utilisation et la régénération sont généralement coûteux, complexes et la manipulation dangereuse.  The present invention advantageously avoids the use of an anti-hydrate, such as methanol, the transport, use and regeneration of which are generally expensive, complex and dangerous handling.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description donnée ciaprès à titre d'exemples de réalisation, dans le cadre d'applications nullement limitatives en se référant aux dessins annexés dans lesquels :  The invention will be better understood on reading the description given below as exemplary embodiments, in the context of non-limiting applications with reference to the appended drawings in which:

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- la figure 1 montre un schéma de principe du procédé selon l'invention, - la figure 2 représente une variante du procédé selon l'invention utilisant une turbine de détente,

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- la figure 3 représente une variante du procédé selon l'invention utilisant un séparateur de type col de Venturi, - la figure 4 représente un séparateur de type col de Venturi. FIG. 1 shows a schematic diagram of the method according to the invention, FIG. 2 represents a variant of the method according to the invention using an expansion turbine,
Figure img00050001

FIG. 3 represents a variant of the process according to the invention using a Venturi-type separator, FIG. 4 represents a Venturi-type separator.

Dans l'exemple de réalisation du procédé de l'invention selon la figure 1, un gaz naturel très acide provenant d'un puits de production par un conduit (1)

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à une pression de 8 MPa et une température de 50 C, saturé en eau (3600 ppm molaire), contenant 32 % molaires d'H2S, Il % molaires de CO2 et 57 % molaires de méthane (moins de 1 % molaire de C2+) est introduit dans un échangeur de chaleur (101) où il est refroidi à 30 C. La température de refroidissement est choisie de manière à être légèrement supérieure à la température de formation d'hydrates à la pression du gaz naturel arrivant par le conduit 1. Le fluide en sortie de l'échangeur (101) est introduit par un conduit (2) dans un séparateur (201), et on soutire par un conduit (3) un effluent liquide contenant essentiellement de l'eau et très peu de composés acides dissous. Cet effluent liquide peut être éventuellement réchauffé dans l'échangeur de chaleur (102). On soutire également du séparateur (201) par un conduit (4) un gaz saturé en eau contenant 1550 ppm molaires d'eau. Le refroidissement dans l'échangeur (101) permet ainsi d'obtenir un gaz présentant une teneur en eau beaucoup plus faible. In the exemplary embodiment of the method of the invention according to FIG. 1, a very acidic natural gas coming from a production well via a pipe (1)
Figure img00050002

at a pressure of 8 MPa and a temperature of 50 C, saturated with water (3600 molar ppm), containing 32 mol% of H2S, II mol% of CO2 and 57 mol% of methane (less than 1 mol% of C2 +) is introduced into a heat exchanger (101) where it is cooled to 30 C. The cooling temperature is chosen to be slightly higher than the hydrate formation temperature at the pressure of the natural gas arriving via the pipe 1. The fluid leaving the exchanger (101) is introduced via a pipe (2) into a separator (201), and a liquid effluent containing essentially water and very few acid compounds is withdrawn via a pipe (3). dissolved. This liquid effluent may be optionally heated in the heat exchanger (102). A gas saturated with water containing 1550 ppm molar of water is also withdrawn from the separator (201) via a line (4). The cooling in the exchanger (101) thus makes it possible to obtain a gas with a much lower water content.

Le gaz issu du séparateur (201) par le conduit (4) est introduit dans une

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première zone de mise en contact (202). Cette zone de mise en contact (202) fonctionne à une pression de 7, 97 MPa et une température de 17 C environ. The gas from the separator (201) via the conduit (4) is introduced into a
Figure img00050003

first contacting area (202). This contacting zone (202) operates at a pressure of 7.97 MPa and a temperature of about 17 C.

Elle peut consister en un ballon muni de garnissages connus de l'homme du métier. Elle reçoit, par un conduit (5), un flux liquide composé d'une majorité It may consist of a balloon provided with packings known to those skilled in the art. It receives, by a conduit (5), a liquid flow composed of a majority

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d'H2S (environ 70 % molaires) qui est à une température de 5 C environ. Ainsi un mélange est formé par mise en contact du gaz arrivant par le conduit (4) et le liquide arrivant par le conduit (5) dans la zone (202). Cette mise en contact permet simultanément : - d'élever la fraction molaire d'H2S dans le mélange contenu dans la zone (202) ; - de dissoudre les éventuelles particules solides (principalement à base de soufre) du mélange contenu dans la zone (202). Les travaux menés par l'Alberta Sulfur Research Ltd. et présentés dans la publication intitulée "Recent Developments in the Mitigation of Sulfur Déposition in Sour Gas Facilities" (P. D. Clark, P. Davis, J. Simion, E. Fitzpatrick and C. S. C. LauLaurance Reid Gas Conditioning Conférence 1995 Norman Oklahoma) montrent en effet que la solubilité du soufre est sensiblement accrue lorsque le

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pourcentage molaire du mélange en ILS dépasse 40 % ; et - d'obtenir un gaz partiellement déshydraté quittant la zone (202) par le conduit (8). En effet, l'eau contenue dans le gaz arrivant par le conduit (4) est absorbée par le liquide arrivant par le conduit (5) car l'eau a une affinité plus forte pour l'H2S que pour les hydrocarbures. of H2S (about 70 mol%) which is at a temperature of about 5 C. Thus a mixture is formed by contacting the gas arriving via the conduit (4) and the liquid arriving via the conduit (5) in the zone (202). This contacting simultaneously makes it possible: to raise the mole fraction of H 2 S in the mixture contained in the zone (202); dissolving any solid particles (mainly sulfur-based) of the mixture contained in the zone (202). Work conducted by Alberta Sulfur Research Ltd. and presented in the publication "Recent Developments in the Mitigation of Sulfur Deposition in Sour Gas Facilities" (PD Clark, P. Davis, J. Simion, E. Fitzpatrick and CSC LauLaurance Reid Gas Conditioning Conference 1995 Norman Oklahoma) show indeed that the solubility of sulfur is substantially increased when the
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molar percentage of ILS mixture exceeds 40%; and - obtaining a partially dehydrated gas leaving the zone (202) through the conduit (8). In fact, the water contained in the gas arriving via the pipe (4) is absorbed by the liquid arriving via the pipe (5) because the water has a stronger affinity for the H2S than for the hydrocarbons.

On obtient en fond de zone (202) un liquide formé à plus de 75 %

Figure img00060002

molaires par de l'H2S, le reste étant de l'eau, du CO2 et un peu de méthane entraîné. On peut éventuellement récupérer les hydrates sous forme de dépôt à ce niveau. Ce liquide est évacué par le conduit (6), éventuellement réchauffé dans l'échangeur (103), mélangé à l'effluent liquide récupéré en fond de séparateur (201) et évacué par le conduit (7) grâce à une pompe (301) à une pression de 38 MPa pour être réinjecté dans un puits de pétrole épuisé. At the bottom of the zone (202), a liquid formed at more than 75% is obtained
Figure img00060002

molars with H2S, the rest being water, CO2 and some entrained methane. The hydrates can optionally be recovered in the form of a deposit at this level. This liquid is discharged through the pipe (6), optionally heated in the exchanger (103), mixed with the liquid effluent recovered at the bottom of the separator (201) and discharged through the pipe (7) by means of a pump (301) at a pressure of 38 MPa to be reinjected into an exhausted oil well.

La température de la zone (202) est ajustée de façon à être assez élevée pour se prémunir contre la formation d'hydrates. Toutefois, dans le cas où des  The temperature of the zone (202) is adjusted to be high enough to guard against hydrate formation. However, in cases where

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hydrates se formeraient, la zone de mise en contact (202) peut être réalisée comme une enceinte de type cyclone de telle façon à éviter tout bouchage ou colmatage par les particules solides. On peut également utiliser un moyen de chauffage (107) de façon à élever la température du mélange dans la zone (202) au-dessus de la température de formation des hydrates. Ce moyen de chauffage peut consister en un rebouilleur (107) réchauffant le liquide en fond de la zone (202). L'apport de chaleur par le rebouilleur (107) permet également de vaporiser les hydrocarbures présents dans le liquide en fond de la zone (202) et donc de limiter les pertes en hydrocarbures entraînés avec le liquide évacué par le conduit (6) en fond de la zone (202).

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hydrates would be formed, the contacting zone (202) can be made as a cyclone-type enclosure so as to avoid clogging or clogging by the solid particles. A heating means (107) may also be used to raise the temperature of the mixture in the zone (202) above the hydrate formation temperature. This heating means may consist of a reboiler (107) heating the liquid at the bottom of the zone (202). The heat input by the reboiler (107) also makes it possible to vaporize the hydrocarbons present in the liquid at the bottom of the zone (202) and thus to limit the losses of hydrocarbons entrained with the liquid discharged through the conduit (6) in the bottom of the area (202).
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En tête de zone de contact (202), un gaz formé essentiellement d'H28 (33% molaires), de CO2 (12% molaires) et de méthane (54% molaires) et fortement appauvri en eau (200 ppm molaires) est évacué par le conduit (8). At the head of the contact zone (202), a gas formed essentially of H28 (33 mol%), CO2 (12 mol%) and methane (54 mol%) and strongly depleted in water (200 ppm molar) is removed. through the conduit (8).

Le gaz issu de la première zone de contact (202) par le conduit (8) est introduit dans une deuxième zone de mise en contact (203). Cette zone de mise en contact (203) fonctionne à une pression de 7,94 MPa et une température de

Figure img00070002

5 C environ. Elle reçoit un flux liquide composé d'environ 50 % molaires d'ILS par un conduit (9) qui est à une température de-30 C environ. Cet appoint d'lus liquide, ne contenant pratiquement plus d'eau (40 ppm molaires) permet de retirer la majorité de l'eau présente dans le gaz contenu dans la zone (203) en raison de l'affinité de l'his liquide déshydraté pour l'eau plus forte que l'affinité des hydrocarbures pour l'eau. The gas from the first contact zone (202) through the conduit (8) is introduced into a second contacting zone (203). This contacting zone (203) operates at a pressure of 7.94 MPa and a temperature of
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About 5 C. It receives a liquid stream composed of about 50 mol% of ILS through a conduit (9) which is at a temperature of -30 C. This addition of fluid, containing practically no water (40 ppm molar) makes it possible to remove the majority of the water present in the gas contained in the zone (203) because of the affinity of the liquid he dehydrated for water stronger than the affinity of hydrocarbons for water.

En tête de la zone de contact (203) on évacue par le conduit (10) un gaz formé essentiellement dols, de CO2 et de méthane et ne contenant sensiblement plus d'eau (environ 16 ppm molaires).  At the head of the contact zone (203) is evacuated through the conduit (10) a gas formed substantially dols, CO2 and methane and substantially no longer containing water (about 16 ppm molar).

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Le gaz transporté par le conduit (10) traverse différents systèmes de refroidissement pour liquéfier les composés acides. Tout d'abord un échangeur de chaleur gaz-gaz (104). On évacue de l'échangeur (104) par le conduit (11) un fluide à environ-5 C. Ce fluide est introduit dans un échangeur de chaleur (105), utilisant par exemple un réfrigérant au propane, et en ressort par le conduit (12) à la température de-30 C.  The gas transported through the conduit (10) passes through different cooling systems to liquefy the acidic compounds. First a gas-gas heat exchanger (104). The exchanger (104) is evacuated via the conduit (11) to a fluid at approximately -5 ° C. This fluid is introduced into a heat exchanger (105), using, for example, a propane refrigerant, and exits through the conduit. (12) at the temperature of -30 C.

Le fluide circulant dans la ligne (12) est introduit dans le ballon séparateur (204). Le ballon (204) est à une température de-30 C et à la pression de 7,88 MPa. On évacue du ballon (204) un gaz partiellement épuré en composés acides par le conduit (13) et un condensat riche en HS et CO par le conduit (14). Le condensat circulant dans le conduit (14) est recyclé grâce à la pompe (302) dans la zone de contact (203) par l'intermédiaire du conduit (9).  The fluid flowing in the line (12) is introduced into the separator tank (204). The flask (204) is at a temperature of -30 ° C. and at a pressure of 7.88 MPa. A partially acid-purified gas (204) is discharged from the flask (204) through line (13) and a condensate rich in HS and CO through line (14). The condensate circulating in the conduit (14) is recycled through the pump (302) into the contact zone (203) via the conduit (9).

Le méthane contenu dans le condensat circulant dans le conduit (14) est en grande partie récupéré dans la zone de contact (203). The methane contained in the condensate circulating in the conduit (14) is largely recovered in the contact zone (203).

Le gaz circulant dans le conduit (13) peut être utilisé comme fluide réfrigérant dans l'échangeur (104) puis dans l'échangeur (101).  The gas flowing in the duct (13) can be used as a coolant in the exchanger (104) and in the exchanger (101).

Finalement, on constate une perte en méthane de 823 kmol/h, soit moins de 7 % molaires de la quantité présente dans la charge arrivant par le conduit (1). Le gaz de charge a été épuré de 4750 kmol/h d'tLS, soit 72 % molaires de la quantité présente dans la charge. Le principal avantage du procédé selon l'invention est de toujours mettre en oeuvre des flux ayant des fractions molaires d'eau et des températures associées qui sont telles que la formation des hydrates est impossible. Ceci est en particulier dû à l'usage du ballon (201) permettant de réduire la quantité d'eau présente dans le gaz et à l'usage des deux zones de contact (202) et (203) permettant d'obtenir un gaz très pauvre en eau pouvant être ensuite refroidi sans risque de formation d'hydrates. Ainsi  Finally, a methane loss of 823 kmol / h is observed, ie less than 7 mol% of the amount present in the feedstock arriving via the pipe (1). The feed gas was purified of 4750 kmol / hr of tLS, ie 72 mol% of the amount present in the feedstock. The main advantage of the process according to the invention is always to use streams having molar fractions of water and associated temperatures which are such that the formation of hydrates is impossible. This is in particular due to the use of the balloon (201) making it possible to reduce the quantity of water present in the gas and the use of the two contact zones (202) and (203) making it possible to obtain a very high gas. poor in water which can then be cooled without the risk of hydrate formation. So

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le procédé selon l'invention ne nécessite pas de mélanger le gaz naturel avec un composé anti-hydrate.  the method according to the invention does not require mixing the natural gas with an anti-hydrate compound.

Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de mettre en oeuvre plus de deux zones de contact. On peut disposer entre la zone de contact (202) et (203) une ou plusieurs zones de contact opérant sous des conditions thermodynamiques intermédiaires entre celles des zones (202) et (203).  Without departing from the scope of the invention, it is possible to implement more than two contact zones. One or more contact zones operating under thermodynamic conditions intermediate between those of the zones (202) and (203) can be arranged between the contact zone (202) and (203).

Le tableau 1 présente, dans l'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 1, le bilan matière obtenu avec le procédé :

Figure img00090001
Table 1 shows, in the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1, the material balance obtained with the method:
Figure img00090001

<tb>
<tb> Conduite <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Température <SEP> ( C)"50, <SEP> 0 <SEP> 30, <SEP> 0"30, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 0-30, <SEP> 0-30, <SEP> 0
<tb> Pression <SEP> (MPa) <SEP> 8,00 <SEP> 7, <SEP> 97 <SEP> 7, <SEP> 97 <SEP> 7,97 <SEP> 7, <SEP> 88 <SEP> 7, <SEP> 88
<tb> Débit <SEP> molaire
<tb> (kmol/h)
<tb> H20 <SEP> 75, <SEP> 3 <SEP> 42,9 <SEP> 32,3 <SEP> 32,3 <SEP> 0,0* <SEP> 0,4
<tb> N2 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 0,0* <SEP> 8,1 <SEP> 0,2 <SEP> 7,9 <SEP> 1, <SEP> 0
<tb> C02 <SEP> 2219, <SEP> 4 <SEP> 0,1 <SEP> 2219,3 <SEP> 614,9 <SEP> 1604,3 <SEP> 1715,2
<tb> H2S <SEP> 6570, <SEP> 7 <SEP> 0,9 <SEP> 6569, <SEP> 9 <SEP> 4749,6 <SEP> 1820,4 <SEP> 4355,9
<tb> Méthane <SEP> 11839, <SEP> 8 <SEP> 0,0* <SEP> 11839,8 <SEP> 823,8 <SEP> 11015,6 <SEP> 3235, <SEP> 5
<tb> Ethane <SEP> 96, <SEP> 2 <SEP> 0,0* <SEP> 96,2 <SEP> 24,3 <SEP> 71,9 <SEP> 65,4
<tb> Propane <SEP> 37, <SEP> 2 <SEP> 0,0* <SEP> 37,2 <SEP> 22,8 <SEP> 14,4 <SEP> 29,4
<tb> Butane <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 0* <SEP> 5,0 <SEP> 4,6 <SEP> 0,4 <SEP> 1,8
<tb> Pentane <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 0,0* <SEP> 2,3 <SEP> 2,3 <SEP> 0,0* <SEP> 0,2
<tb> Total <SEP> (kmol/h) <SEP> 20854, <SEP> 0 <SEP> 44, <SEP> 0 <SEP> 20810, <SEP> 1 <SEP> 6274, <SEP> 9 <SEP> 14534, <SEP> 9 <SEP> 9405,0
<tb>
* inférieur à 0,05
Tableau 1
Une autre configuration possible du dispositif décrit à la figure 1 permettant l'application du présent procédé est présentée sur la figure 2. La
<Tb>
<tb> Driving <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Temperature <SEP> (C) "50, <SEP> 0 <SEP> 30, <SEP>0" 30, <SEP> 0 <SEP> 17, <SEP> 0-30, <SEP> 0- 30, <SEP> 0
<tb> Pressure <SEP> (MPa) <SEP> 8.00 <SEP> 7, <SEP> 97 <SEP> 7, <SEP> 97 <SEP> 7.97 <SEP> 7, <SEP> 88 <SEP> 7, <SEP> 88
<tb> Flow <SEP> molar
<tb> (kmol / h)
<tb> H20 <SEP> 75, <SEP> 3 <SEP> 42.9 <SEP> 32.3 <SEP> 32.3 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.4
<tb> N2 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 0.0 * <SEP> 8.1 <SEP> 0.2 <SE> 7.9 <SEP> 1, <SEP> 0
<tb> C02 <SEP> 2219, <SEP> 4 <SEP> 0.1 <SEP> 2219.3 <SEP> 614.9 <SEP> 1604.3 <SEQ> 1715.2
<tb> H2S <SEP> 6570, <SEP> 7 <SEP> 0.9 <SEP> 6569, <SEP> 9 <SEP> 4749.6 <SEP> 1820.4 <SEQ> 4355.9
<tb> Methane <SEP> 11839, <SEP> 8 <SEP> 0.0 * <SEP> 11839.8 <SEP> 823.8 <SEP> 11015.6 <SEP> 3235, <SEP> 5
<tb> Ethane <SEP> 96, <SEP> 2 <SEP> 0.0 * <SEP> 96.2 <SEP> 24.3 <SEP> 71.9 <SEP> 65.4
<tb> Propane <SEP> 37, <SEP> 2 <SEP> 0.0 * <SEP> 37.2 <SEP> 22.8 <SEP> 14.4 <SEP> 29.4
<tb> Butane <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 0 * <SEP> 5.0 <SEP> 4.6 <SEP> 0.4 <SEP> 1.8
<tb> Pentane <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 0.0 * <SEP> 2,3 <SEP> 2,3 <SEP> 0,0 * <SEP> 0,2
<tb> Total <SEP> (kmol / h) <SEP> 20854, <SEP> 0 <SEP> 44, <SEP> 0 <SEP> 20810, <SEP> 1 <SEP> 6274, <SEP> 9 <SEP > 14534, <SEP> 9 <SEP> 9405.0
<Tb>
* less than 0.05
Table 1
Another possible configuration of the device described in FIG. 1 allowing the application of the present method is presented in FIG.

<Desc/Clms Page number 10><Desc / Clms Page number 10>

modification par rapport à la figure 1 porte sur le moyen de refroidissement servant à réfrigérer le fluide circulant dans le conduit (11).  modification compared to Figure 1 relates to the cooling means for cooling the fluid flowing in the conduit (11).

Sur la figure 2, le flux évacué de l'échangeur (104) par le conduit (11) à la température de-5 C est envoyé sur un ballon séparateur (205). Ce ballon (205) permet de séparer un effluent liquide riche en composés acides, évacué par le conduit (16) et un gaz, évacué par le conduit (17). Le conduit (17) amène le gaz à une turbine de détente (401) dans laquelle il subit une détente isentropique. Le flux issu de la turbine de détente (401) est à basse température (environ-30 C) et est envoyé par le conduit (18) dans le ballon séparateur (204). On évacue du ballon (204) un gaz partiellement épuré en composés acides par le conduit (19) et un condensat riche en ILS et CO par le conduit (14). La séparation du gaz partiellement épuré en composés acides et du condensat riche en en ILS et CO est favorisé par la faible valeur de pression dans le ballon (204) obtenue suite à la détente du gaz dans la turbine (401). Le condensat circulant dans la ligne (14) est remonté en pression grâce à la pompe (302) et est mélangé au courant liquide issu du ballon (205) par le conduit (16). Ce mélange est recyclé dans la zone de contact (203) grâce à la pompe (303).  In FIG. 2, the flow evacuated from the exchanger (104) via the duct (11) to the temperature of -5 ° C. is sent to a separator tank (205). This balloon (205) separates a liquid effluent rich in acidic compounds, discharged through the conduit (16) and a gas, discharged through the conduit (17). The conduit (17) supplies the gas to an expansion turbine (401) in which it undergoes isentropic expansion. The flow from the expansion turbine (401) is at low temperature (about -30 C) and is sent through the conduit (18) into the separator tank (204). A partially acid purified gas (204) is discharged from the flask (204) through line (19) and a condensate rich in ILS and CO through line (14). The separation of partially purified gas into acidic compounds and condensate rich in ILS and CO is favored by the low pressure value in the flask (204) obtained as a result of the expansion of the gas in the turbine (401). The condensate circulating in the line (14) is raised in pressure by the pump (302) and is mixed with the liquid stream from the balloon (205) through the conduit (16). This mixture is recycled to the contact zone (203) through the pump (303).

Le gaz issu du ballon (204) par le conduit (19) peut être utilisé comme fluide réfrigérant dans l'échangeur (104) puis dans l'échangeur (101). Ce gaz en sortie d'échangeur (101) est dirigé par le conduit (20) au compresseur (402) pour être recomprimé avant d'être exporté par le conduit (21). Le compresseur (402) peut être attelé à la turbine (401) pour utiliser le travail de la détente isentropique comme source d'énergie. Un second compresseur alimenté en énergie par une source externe au procédé de l'invention peut également comprimer le gaz issu du ballon (204) afin de compenser la perte d'énergie lors  The gas from the flask (204) via the duct (19) can be used as a coolant in the exchanger (104) and then in the exchanger (101). This exit gas exchanger (101) is directed by the conduit (20) to the compressor (402) to be recompressed before being exported through the conduit (21). The compressor (402) can be coupled to the turbine (401) to use the work of the isentropic expansion as a source of energy. A second compressor powered by a source external to the process of the invention can also compress the gas from the balloon (204) to compensate for the energy loss during

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de la détente et la compression effectuées par la turbine (401) attelée au compresseur (402).  the expansion and compression performed by the turbine (401) coupled to the compressor (402).

Le tableau 2 présente, dans l'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 2), le bilan matière obtenu :

Figure img00110001
Table 2 shows, in the exemplary embodiment described with reference to FIG. 2), the material balance obtained:
Figure img00110001

<tb>
<tb> Conduite <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 17 <SEP> 19 <SEP> 21
<tb> Température <SEP> ( C) <SEP> 50, <SEP> 0-5, <SEP> 0-5, <SEP> 0-30, <SEP> 0 <SEP> 49, <SEP> 0
<tb> Pression <SEP> (MPa) <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 9,95 <SEP> 9,95 <SEP> 5,1 <SEP> 7,7
<tb> Débit <SEP> molaire
<tb> (kmol/h)
<tb> H20 <SEP> 75, <SEP> 3 <SEP> 0,4 <SEP> 0,2 <SEP> 0,0* <SEP> 0,0*
<tb> N2 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 8,9 <SEP> 8,7 <SEP> 8,7 <SEP> 8,8
<tb> C02 <SEP> 2219, <SEP> 4 <SEP> 3320,0 <SEP> 3030,0 <SEP> 2155,8 <SEP> 2149,5
<tb> H2S <SEP> 6570, <SEP> 7 <SEP> 6176,1 <SEP> 5301,5 <SEP> 1987,3 <SEP> 1961,1
<tb> Méthane <SEP> 11839, <SEP> 8 <SEP> 14251,1 <SEP> 13642,7 <SEP> 13379,2 <SEP> 13390,5
<tb> Ethane <SEP> 96, <SEP> 2 <SEP> 137,0 <SEP> 125,6 <SEP> 99,3 <SEP> 99,3
<tb> Propane <SEP> 37, <SEP> 2 <SEP> 44,0 <SEP> 38,3 <SEP> 18,7 <SEP> 18,6
<tb> Butane <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 2,2 <SEP> 1,8 <SEP> 0,4 <SEP> 0,4
<tb> Pentane <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 0,3 <SEP> 0,2 <SEP> 0,0* <SEP> 0,0*
<tb> Total <SEP> (kmol/h) <SEP> 20854, <SEP> 0 <SEP> 23940, <SEP> 0 <SEP> 22148, <SEP> 9 <SEP> 17649, <SEP> 4 <SEP> 17628, <SEP> 1
<tb>
-" inlérieur à U, Ub
Tableau 2
Une troisième configuration possible du dispositif décrit à la figure 1 permettant l'application du présent procédé est présentée sur la figure 3. La modification par rapport à la figure 1 porte sur le moyen de refroidissement servant à réfrigérer le fluide circulant dans le conduit (11).
<Tb>
<tb> Driving <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 17 <SEP> 19 <SEP> 21
<tb> Temperature <SEP> (C) <SEP> 50, <SEP> 0-5, <SEP> 0-5, <SEP> 0-30, <SEP> 0 <SEP> 49, <SEP> 0
<tb> Pressure <SEP> (MPa) <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 9.95 <SEP> 9.95 <SEP> 5.1 <SEP> 7.7
<tb> Flow <SEP> molar
<tb> (kmol / h)
<tb> H20 <SEP> 75, <SEP> 3 <SEP> 0.4 <SEP> 0.2 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 *
<tb> N2 <SEP> 8, <SEP> 1 <SEP> 8.9 <SEP> 8.7 <SEP> 8.7 <SEP> 8.8
<tb> C02 <SEP> 2219, <SEP> 4 <SEP> 3320.0 <SEP> 3030.0 <SEP> 2155.8 <SEQ> 2149.5
<tb> H2S <SEP> 6570, <SEP> 7 <SEP> 6176.1 <SEP> 5301.5 <SEP> 1987.3 <SEP> 1961.1
<tb> Methane <SEP> 11839, <SEP> 8 <SEP> 14251.1 <SEP> 13642.7 <SEP> 13379.2 <SE> 13390.5
<tb> Ethane <SEP> 96, <SEP> 2 <SEP> 137.0 <SEP> 125.6 <SE> 99.3 <SE> 99.3
<tb> Propane <SEP> 37, <SEP> 2 <SEP> 44.0 <SEP> 38.3 <SEP> 18.7 <SEP> 18.6
<tb> Butane <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 2.2 <SEP> 1.8 <SEP> 0.4 <SEP> 0.4
<tb> Pentane <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 0.3 <SEP> 0.2 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 *
<tb> Total <SEP> (kmol / h) <SEP> 20854, <SEP> 0 <SEP> 23940, <SEP> 0 <SEP> 22148, <SEP> 9 <SEQ> 17649, <SEP> 4 <SEP > 17628, <SEP> 1
<Tb>
- "outside U, Ub
Table 2
A third possible configuration of the device described in FIG. 1 allowing the application of the present method is presented in FIG. 3. The modification with respect to FIG. 1 relates to the cooling means serving to cool the fluid flowing in the conduit (FIG. ).

Sur la figure 3, le flux évacué de l'échangeur (104) par le conduit (11) à la température de-5 C est envoyé à travers un séparateur de type col de Venturi (501).  In FIG. 3, the flow evacuated from the exchanger (104) through the duct (11) to the temperature of -5 ° C is passed through a Venturi-neck separator (501).

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La figure 4 représente en détail le séparateur de type col de Venturi (501). Il comporte un conduit d'admission (40) du gaz à traiter. Ce conduit (40) se prolonge par un tube convergent (41), puis par tube (42) de faible diamètre par rapport au conduit (40). Ce tube (42) constitue le col de Venturi. Ainsi le gaz introduit dans le conduit (40) subit une augmentation de vitesse pouvant atteindre une vitesse supersonique dans le col de Venturi (42). Cette augmentation de vitesse permet une détente isentropique, c'est-à-dire une réduction de la pression et de la température, du gaz dans le col de Venturi (42). Si le gaz traité contient des composés acides, ces derniers se condensent sous forme de fines gouttelettes. Disposées dans le col de Venturi (42), des ailes en delta (43) donnent un mouvement de tourbillon au gaz de manière à plaquer les gouttelettes de condensat sur la paroi interne du col de Venturi (42) sous la forme d'une fine pellicule de liquide. Une fente circonférentielle (44), disposée en aval des ailes en delta (43) dans le col de Venturi (42), permet de récupérer la fine pellicule de liquide dans l'enceinte (45) et de l'évacuer par le conduit (46). En aval de la fente (44), le gaz séparé des gouttelettes condensées subit une diminution de vitesse à travers le tube divergent (47).  Figure 4 shows in detail the venturi-type separator (501). It comprises an intake duct (40) of the gas to be treated. This duct (40) is extended by a convergent tube (41), then by tube (42) of small diameter relative to the duct (40). This tube (42) constitutes the Venturi neck. Thus the gas introduced into the duct (40) undergoes a speed increase that can reach a supersonic speed in the Venturi neck (42). This increase in velocity allows isentropic expansion, i.e., a reduction in pressure and temperature, of the gas in the Venturi neck (42). If the treated gas contains acidic compounds, the latter condense in the form of fine droplets. Arranged in the Venturi neck (42), delta wings (43) provide vortex movement to the gas so as to press the condensate droplets onto the inner wall of the Venturi neck (42) as a thin layer. film of liquid. A circumferential slot (44), disposed downstream of the delta wings (43) in the Venturi neck (42), retrieves the thin film of liquid in the enclosure (45) and discharges it through the conduit ( 46). Downstream of the slot (44), the gas separated from the condensed droplets undergoes a decrease in velocity through the diverging tube (47).

Cette diminution de vitesse est accompagnée d'une augmentation de la pression et de la température du gaz en sortie du tube divergent (47). Ce type de séparateur peut par exemple être du type Séparateur Supersonique TWISTER commercialisé par la société TWISTER BV. This decrease in speed is accompanied by an increase in the pressure and the temperature of the gas at the outlet of the diverging tube (47). This type of separator may for example be of the TWISTER Supersonic Separator type marketed by TWISTER BV.

En référence à la figure 3, le gaz introduit dans le séparateur (501) est détendu de manière isentropique au niveau du col de Venturi et refroidi (30bar et-46 C). Ainsi, au niveau du col du Venturi, un effluent riche en H2S est condensé. Cet effluent est collecté au niveau du col de Venturi, puis évacué par le conduit (22). En sortie du col de Venturi, le gaz est canalisé dans un tube divergeant ce qui lui permet de remonter en pression (75 bar) et température  Referring to Figure 3, the gas introduced into the separator (501) is expanded isentropically at the Venturi neck and cooled (30bar and-46 C). Thus, at the level of the Venturi pass, an effluent rich in H2S is condensed. This effluent is collected at the level of the Venturi pass and then discharged through the conduit (22). At the outlet of the Venturi pass, the gas is channeled in a diverging tube which allows it to rise in pressure (75 bar) and temperature

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(19 C). Le gaz sort du séparateur (501) par le conduit (23). Le séparateur de type col de Venturi est un moyen de refroidissement du gaz ne demandant pas d'apport d'énergie.  (19 C). The gas exits the separator (501) through the conduit (23). The Venturi neck separator is a means of cooling the gas that does not require energy input.

Grâce au fait que le flux circulant dans le conduit (10) ne contient qu'une faible teneur en eau (environ 16 ppm molaires), on ne forme pas d'hydrates au niveau du séparateur (501) ni au niveau de l'effluent liquide récupéré par le conduit (22). Ainsi le procédé selon l'invention ne nécessite pas d'utiliser un anti-hydrate de façon continue. L'effluent circulant dans le conduit (22) est refroidi à-30 C à travers l'échangeur de chaleur (106) pouvant utiliser un fluide réfrigérant au propane. L'effluent refroidi est dirigé vers le ballon (204) par le conduit (24). Le ballon (204) produit un effluent liquide riche en ILS évacué par le conduit (14) et un gaz évacué par le conduit (25). Ce gaz circulant dans le conduit (25) est remélangé au gaz circulant dans le conduit (23) pour produire un mélange de gaz circulant dans le conduit (26). Ce mélange de gaz est utilisé comme fluide réfrigérant dans l'échangeur (104) puis dans l'échangeur (101) avant d'être exporté. L'effluent liquide circulant dans le conduit (14) est redirigé grâce à la pompe (302) et le conduit (9) vers la zone de contact (203).  Due to the fact that the flow flowing in the duct (10) contains only a low water content (about 16 molar ppm), no hydrates are formed at the separator (501) or at the level of the effluent liquid recovered by the conduit (22). Thus the method according to the invention does not require the use of an anti-hydrate continuously. The effluent circulating in the conduit (22) is cooled to -30 C through the heat exchanger (106) can use a propane refrigerant. The cooled effluent is directed to the flask (204) through the conduit (24). The flask (204) produces an ILS-rich liquid effluent discharged through the conduit (14) and a gas discharged through the conduit (25). This gas flowing in the conduit (25) is remixed to the gas flowing in the conduit (23) to produce a mixture of gas flowing in the conduit (26). This gas mixture is used as a coolant in the exchanger (104) and in the exchanger (101) before being exported. The liquid effluent circulating in the conduit (14) is redirected through the pump (302) and the conduit (9) to the contact zone (203).

Le tableau 3 présente, dans l'exemple de réalisation décrit en relation avec la figure 3, le bilan matière obtenu :  Table 3 shows, in the exemplary embodiment described with reference to FIG. 3, the material balance obtained:

<Desc/Clms Page number 14> <Desc / Clms Page number 14>

Figure img00140001
Figure img00140001

<tb>
<tb> Conduit <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 23 <SEP> 25 <SEP> 26
<tb> Température <SEP> ( C) <SEP> 50.0 <SEP> -5.0 <SEP> 19.0 <SEP> -30.0 <SEP> 15.4
<tb> Pression <SEP> (Mpa) <SEP> 10.0 <SEP> 9. <SEP> 95 <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> 7. <SEP> 5
<tb> Débit <SEP> Molaire
<tb> (kmol/h)
<tb> H20 <SEP> 75. <SEP> 3 <SEP> 0.4 <SEP> 0.0* <SEP> 0.0* <SEP> 0.0*
<tb> N2 <SEP> 8. <SEP> 1 <SEP> 8.9 <SEP> 7.1 <SEP> 0.7 <SEP> 7.8
<tb> C02 <SEP> 2219. <SEP> 4 <SEP> 3320.0 <SEP> 1584.5 <SEP> 83.9 <SEP> 1668.4
<tb> H2S <SEP> 6570. <SEP> 7 <SEP> 6176.1 <SEP> 1085.6 <SEP> 96.5 <SEP> 1182.1
<tb> Méthane <SEP> 11839. <SEP> 8 <SEP> 14251.1 <SEP> 10953.5 <SEP> 619.4 <SEP> 11572.9
<tb> Ethane <SEP> 96. <SEP> 2 <SEP> 137.0 <SEP> 79.9 <SEP> 3.4 <SEP> 83.3
<tb> Propane <SEP> 37. <SEP> 2 <SEP> 44.0 <SEP> 12.4 <SEP> 0.8 <SEP> 13.2
<tb> Butane <SEP> 5. <SEP> 0 <SEP> 2.2 <SEP> 0.2 <SEP> 0.0* <SEP> 0.2
<tb> Pentane <SEP> 2. <SEP> 3 <SEP> 0.3 <SEP> 0.0* <SEP> 0.0* <SEP> 0.0*
<tb> Total <SEP> (kmol/h) <SEP> 20854.0 <SEP> 23940. <SEP> 0 <SEP> 13723. <SEP> 2 <SEP> 804. <SEP> 7 <SEP> 14527. <SEP> 9
<tb> * <SEP> inférieur <SEP> à <SEP> 0,05
<tb>
Tableau 3
<Tb>
<tb> Conduit <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> 23 <SEP> 25 <SEP> 26
<tb> Temperature <SEP> (C) <SEP> 50.0 <SEP> -5.0 <SEP> 19.0 <SEP> -30.0 <SEP> 15.4
<tb> Pressure <SEP> (Mpa) <SEP> 10.0 <SEP> 9. <SEP> 95 <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> 7. <SEP> 5 <SEP> 7. <SEP> 5
<tb> Flow <SEP> Molar
<tb> (kmol / h)
<tb> H20 <SEP> 75. <SEP> 3 <SEP> 0.4 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 *
<tb> N2 <SEP> 8. <SEP> 1 <SEP> 8.9 <SEP> 7.1 <SEP> 0.7 <SEP> 7.8
<tb> C02 <SEP> 2219. <SEP> 4 <SEP> 3320.0 <SEP> 1584.5 <SE> 83.9 <SEP> 1668.4
<tb> H2S <SEP> 6570. <SEP> 7 <SEP> 6176.1 <SEP> 1085.6 <SEP> 96.5 <SEP> 1182.1
<tb> Methane <SEP> 11839. <SEP> 8 <SEP> 14251.1 <SEP> 10953.5 <SEP> 619.4 <SEP> 11572.9
<tb> Ethane <SEP> 96. <SEP> 2 <SEP> 137.0 <SEP> 79.9 <SEP> 3.4 <SEP> 83.3
<tb> Propane <SEP> 37. <SEP> 2 <SEP> 44.0 <SEP> 12.4 <SEP> 0.8 <SEP> 13.2
<tb> Butane <SEP> 5. <SEP> 0 <SEP> 2.2 <SEP> 0.2 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.2
<tb> Pentane <SEP> 2. <SEP> 3 <SEP> 0.3 <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 * <SEP> 0.0 *
<tb> Total <SEP> (kmol / h) <SEP> 20854.0 <SEP> 23940. <SEP> 0 <SEP> 13723. <SEP> 2 <SEP> 804. <SEP> 7 <SEP> 14527. <SEP > 9
<tb> * <SEP> lower <SEP> than <SEP> 0.05
<Tb>
Table 3

Claims (12)

REVENDICATIONS 1) Procédé de prétraitement d'un gaz naturel sous pression contenant des hydrocarbures, au moins un des composés acides hydrogène sulfuré et dioxyde de carbone, et de l'eau, dans lequel : a) on refroidit le gaz naturel pour produire une phase liquide et une phase gazeuse, b) on met en contact dans une première zone de contact la phase gazeuse obtenue à l'étape a) avec une phase liquide obtenue à l'étape c) pour produire une phase gazeuse et une phase liquide, c) on met en contact dans une deuxième zone de contact la phase gazeuse obtenue à l'étape b) avec une phase liquide obtenue à l'étape d) pour produire une phase gazeuse et une phase liquide, d) on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape c) pour produire une phase liquide et une phase gazeuse. A process for pretreating a pressurized natural gas containing hydrocarbons, at least one of hydrogen sulphide and carbon dioxide acid compounds, and water, wherein: a) the natural gas is cooled to produce a liquid phase; and a gaseous phase, b) contacting in a first contact zone the gaseous phase obtained in step a) with a liquid phase obtained in step c) to produce a gaseous phase and a liquid phase, c) the gas phase obtained in step b) is brought into contact with a liquid phase obtained in step d) in a second contact zone to produce a gaseous phase and a liquid phase; d) the gaseous phase obtained is cooled to step c) to produce a liquid phase and a gas phase. 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel à l'étape d), on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape c) au moyen d'un échangeur de chaleur.  2) The method of claim 1 wherein in step d), the gas phase obtained in step c) is cooled by means of a heat exchanger. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel à l'étape d), on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape c) au moyen d'une turbine de détente.  3) Method according to one of claims 1 and 2 wherein in step d), the gas phase obtained in step c) is cooled by means of an expansion turbine. 4) Procédé selon la revendication 2 dans lequel : e) on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape d) au moyen d'une turbine de détente pour produire une phase gazeuse et une phase liquide qui est recyclée à l'étape c).  4) Process according to claim 2 wherein: e) the gas phase obtained in step d) is cooled by means of an expansion turbine to produce a gaseous phase and a liquid phase which is recycled in step c) . <Desc/Clms Page number 16> <Desc / Clms Page number 16> 5) Procédé selon l'une des revendications 3 et 4 dans lequel : f) on comprime au moins une des phases gazeuses obtenues à l'étape d) et à l'étape e) en utilisant l'énergie récupérée sur la turbine de détente.  5) Method according to one of claims 3 and 4 wherein: f) compressing at least one of the gaseous phases obtained in step d) and step e) using the energy recovered on the expansion turbine . 6) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel à l'étape d), on refroidit la phase gazeuse obtenue à l'étape c) au moyen d'un col de Venturi, ladite phase liquide étant soutirée au niveau du col de Venturi et ladite phase gazeuse étant récupérée à la sortie du tube divergent du col du Venturi.  6) Method according to one of claims 1 and 2 wherein in step d), the gas phase obtained in step c) is cooled by means of a Venturi neck, said liquid phase being withdrawn at the level of Venturi neck and said gas phase being recovered at the outlet of the divergent tube of the Venturi neck. 7) Procédé selon la revendication 6 dans lequel à l'étape d), ladite phase liquide soutirée au niveau du col de Venturi est refroidie pour produire le liquide recyclé à l'étape c) et une phase gazeuse.  7) The method of claim 6 wherein in step d), said liquid phase withdrawn at the Venturi neck is cooled to produce the liquid recycled in step c) and a gas phase. 8) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel : g) on utilise au moins une des phases gazeuses obtenues à l'étape d) et à l'étape e) pour refroidir la phase gazeuse obtenue à l'étape c).  8) Method according to one of the preceding claims wherein: g) is used at least one of the gaseous phase obtained in step d) and step e) for cooling the gas phase obtained in step c). 9) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel : h) on utilise au moins une des phases gazeuses obtenues à l'étape d) et à l'étape e) pour refroidir le gaz naturel à l'étape a).  9) Method according to one of the preceding claims wherein: h) is used at least one of the gaseous phases obtained in step d) and step e) for cooling the natural gas in step a). 10) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel, dans ladite première zone de contact, on chauffe le liquide obtenu à l'étape b).  10) Method according to one of the preceding claims wherein in said first contact zone, the liquid obtained in step b) is heated. 11) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel, à l'étape a) le gaz naturel est à une pression de 8 MPa et à une température supérieure à 15 C.  11) Method according to one of the preceding claims wherein in step a) the natural gas is at a pressure of 8 MPa and at a temperature above 15 C. <Desc/Clms Page number 17> <Desc / Clms Page number 17> 12) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel : i) on introduit les liquides obtenus à l'étape a) et à l'étape b) dans un puits. 12) Method according to one of the preceding claims wherein: i) is introduced the liquids obtained in step a) and step b) in a well.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2893515A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-25 Inst Francais Du Petrole Pretreatment of pressurized natural gas to remove acid gases and water by distillation comprises recycling part of the bottoms stream from the distillation column
FR2917982A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-02 Inst Francais Du Petrole Pretreating natural gas having e.g. hydrocarbon, comprises separating liquid aqueous phase from cooled gas, contacting gas with liquid rich in hydrogen sulfide, separating into permeate and retentate, using membrane, and condensing
ITPI20100041A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-30 Sime S R L METHOD AND APPARATUS TO RECOVER NGL FROM A FUEL GAS, IN PARTICULAR FROM NATURAL GAS

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2296607A1 (en) * 1975-01-02 1976-07-30 Lummus Co NATURAL GAS TREATMENT
DE3416519A1 (en) * 1983-05-20 1984-11-22 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Process and apparatus for fractionating a gas mixture
DE3811132A1 (en) * 1988-03-31 1989-10-12 Linde Ag Separation of nitrogen from CO2-containing natural gas
EP0665046A1 (en) * 1993-12-23 1995-08-02 Institut Francais Du Petrole Process of pre-treatment of natural gas containing H2S
US5462583A (en) * 1994-03-04 1995-10-31 Advanced Extraction Technologies, Inc. Absorption process without external solvent
US5983663A (en) * 1998-05-08 1999-11-16 Kvaerner Process Systems, Inc. Acid gas fractionation
FR2814378A1 (en) * 2000-09-26 2002-03-29 Inst Francais Du Petrole Pretreatment of natural gas by cooling and distillation to remove water and hydrogen sulfide

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2296607A1 (en) * 1975-01-02 1976-07-30 Lummus Co NATURAL GAS TREATMENT
DE3416519A1 (en) * 1983-05-20 1984-11-22 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Process and apparatus for fractionating a gas mixture
DE3811132A1 (en) * 1988-03-31 1989-10-12 Linde Ag Separation of nitrogen from CO2-containing natural gas
EP0665046A1 (en) * 1993-12-23 1995-08-02 Institut Francais Du Petrole Process of pre-treatment of natural gas containing H2S
US5462583A (en) * 1994-03-04 1995-10-31 Advanced Extraction Technologies, Inc. Absorption process without external solvent
US5983663A (en) * 1998-05-08 1999-11-16 Kvaerner Process Systems, Inc. Acid gas fractionation
FR2814378A1 (en) * 2000-09-26 2002-03-29 Inst Francais Du Petrole Pretreatment of natural gas by cooling and distillation to remove water and hydrogen sulfide

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2893515A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-25 Inst Francais Du Petrole Pretreatment of pressurized natural gas to remove acid gases and water by distillation comprises recycling part of the bottoms stream from the distillation column
FR2917982A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-02 Inst Francais Du Petrole Pretreating natural gas having e.g. hydrocarbon, comprises separating liquid aqueous phase from cooled gas, contacting gas with liquid rich in hydrogen sulfide, separating into permeate and retentate, using membrane, and condensing
ITPI20100041A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-30 Sime S R L METHOD AND APPARATUS TO RECOVER NGL FROM A FUEL GAS, IN PARTICULAR FROM NATURAL GAS
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