Brevet FR2124375A1 — publié le 19720922

La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation de conditionnement de gaz naturel, en vue notamment d'y incorporer des quantités contrôlées d'humidité et de solvant. La conversion au gaz naturel des réseaux basse-pression de distribution de gaz manufacturé nécessite un conditionnement du gaz naturel, ayant pour but d'empêcher ou du moins de retarder la détérioration des joints de tuyauterie au contact du gaz naturel normalement peu chargé d'humidité et d'hydrocarbures aromatiques. Le terme "solvant" se rapporte à des produits qui évitent le desséchage de certains joints et exercent éventuellement une action de gonflement sur ces joints. Les produits peuvent être de nature variée et consister par exemple en alcool, alcool méthylique, ou en certaines fractions hydrocarbonées, comme le kérosène, le naphta léger, le solvant naphta, etc... On peut réaliser ce conditionnement suivant le procédé et avec l'appareillage décrits dans le brevet belge n0 748 785 au nom de la Demanderesse, en scindant le flux de gaz naturel en deux flux partiels, que l'on sature respectivement en humidité et en solvant dans deux saturateurs, du type "scrubber", avec dispositif de chauffage de chaque fluide en circulation. Grâce à une répartition judicieuse des deux flux de gaz, combinée à un réglage approprié de la température des fluides en circulation, on peut obtenir, après méangedes deux flux de gaz chargés respectivement d'humidité et de solvant, un gaz naturel ayant la teneur désirée à la fois en humidité et en solvant, et ceci à la température choisie. Cependant, lorsque l'installation est alimentée en eau de ville, il est nécessaire de la raccorder au réseau en prévoyant un dispositif d'alimentation automatique à niveau constant, muni des éléments de sécurité nécessaires. De plus, le maintien à une valeur convenable de la teneur en sels de l'eau de circulation nécessite des purges périodiques pour réduire la concentration en sels, ces eaux de purge étant évacuées automatiquement ou non à l'égoflt. Si un raccordement au réseau de distribution d'eau de ville et un raccordement à l'égoflt ne posent pas de problème dans une station importante de conditionnement, il n'en est pas de même pour un poste de conditionnement isolé, éloigné d'un centre urbain, pour un poste souterrain ou en armoire. Par ailleurs, le fait de saturer deux flux partiels nécessite l'utilisation de deux saturateurs, éventuellement réunis dans un meme appareil cloisonné, avec leurs accessoires propres, tels que pompes, échangeurs de chaleur, résistances électriques, etc... La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'apporter aussi à l'appareillage nécessaire une simplification importante. A cet effet, on effectue le conditionnement du gaz naturel en le mettant en contact intime avec une émulsion d'eau douce et de solvant. Plus particulièrement, on pulvérise dans le gaz naturel un liquide constitué d'une émulsion d'eau douce et de solvant, l'efficacité du contact étant éventuellement accrue par la présence de corps d'échange sur lesquels ruisselle l'émulsion. Un mode particulièrement avantageux de mise en oeuvre de ce procédé consiste à utiliser un seul saturateur, du type "scrubber" tel que décrit dans le brevet belge n0 737 496 de la Demanderesse, le liquide de circulation étant cette émulsion d' eau douce et de solvant. Les termes "eau douce" se rapportent à de l'eau débarrassée de sels provoquant des incrustations, c'est-à-dire de 1' eau distillée ou déminéralisée, éventuellement passivée. L'émulsion d'eau et de solvant est préparée à l'aide de tout agent émulsifiant approprié, les proportions d'eau et de solvant étant choisies selon le rapport des teneurs absolues en eau et en solvant désirées dans le gaz, à une température donnée. A titre d'exemple, si on veut conditionner le gaz naturel pour que, à 12 C, il ait une teneur d'environ 100 t en humidité et d'environ 50 t en solvant naphta, ce qui correspond à 11 g/m3 d'eau et à 3,2 g/m3 de solvant, on prépare un mélange d'eau et de solvant ayant une teneur de 3,2 : 14,2 = 22,5 % en solvant. Le mélange ainsi préparé est emmagasiné dans une citerne d'alimentation, munie éventuellement d'un dispositif d'agitation approprié afin d'éviter la séparation de l'émulsion en ses constituants. Il est évident qu'en utilisant un liquide de conditionnement constitué d'une émulsion d'eau et de solvant, un seul thermostat, contrôlant la température du mélange, permet de régler les teneurs absolues en humidité et en solvant dans le gaz naturel. La mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus peut etre réalisée par divers modes d'exécution, dont deux variantes seront données à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, avec référence aux dessins annexés qui représentent respectivement Fig. 1 : un saturateur alimenté par gravité par la citerne con tenant l'émulsion de conditionnement. Fig. 2 : un saturateur monté en charge sur la citerne contenant l'émulsion de conditionnement. La figure 1 représente une installation comportant le saturateur 1 et la citerne 2, contenant l'émulsion d'eau douce et de solvant. Le saturateur 1 comporte une conduite 3 d'introduction du gaz naturel à conditionner, une conduite 4 de sortie du gaz conditionné, une rampe de pulvérisation 5 de l'émulsion et un dispositif 6 approprié de mise en contact intime du gaz et de 1' émulsion liquide. Le saturateur comporte aussi une conduite 7 de sortie de l'émulsion, avec pompe 8 de circulation renvoyant cette émulsion à la rampe de pulvérisation 5. Le dispositif de chauffage 9 comporte un dispositif de réglage 10 commandé par le thermostat 11 (réglage tout ou rien ou progressif). Le niveau d'émulsion de conditionnement est maintenu constant dans le saturateur 1 par amenée de l'émulsion provenant de la citerne 2 par la conduite 12,avec vannes d'alimentation 13 et 14 commandées par le dispositif -15 d'alimentation à niveau constant avec contacts de sécurité. La citerne 2, avec agitateur éventuel 16, comporte un contact de sécurité 17, à niveau minimum, déclenchant l'arret total de l'installation lorsque la réserve d'émulsion est insuffisante dans la citerne 2. Le remplissage périodique de la citerne s'effectue par la conduite 18. Un tuyau d'équilibrage 19 relie la citerne et le saturateur. La figure 2, où les chiffres de référence ont la même signification que dans la figure 1, représente un autre mode d' exécution où le saturateur 1 est monté en charge sur la citerne 2, le retour de l'émulsion de conditionnement-se faisant par gravité et la pompe de circulation 8 assurant en même temps l'agitation de l'émulsion. Avec ce dispositif, où la réserve d'émulsion d'eau et de solvant participe à la circulation dans le saturateur, on observe une décroissance continue de la teneur en solvant dans le gaz au fur et à mesure de la consommation de la réserve de liquide. En effet, lorsque la charge d'émulsion est fraîche et a été préparée par exemple pour que le gaz sortant contienne en moyenne 100 t d'humidité et 50 t de solvant, le saturateur 1 fournit au départ du gaz pratiquement saturé en humidité et en solvant. Mais l'émulsion s'appauvrit assez rapidement en solvant et, par conséquent, la saturation du gaz en solvant diminue progressivement jusqutà épuisement de la réserve dans la citerne 2. Au remplissage de cette citerne, on se trouve à nouveau en présence d'une émulsion fraîche et le phénomène recommence.On a donc une variation assez importante de la saturation du gaz en solvant, autour de là valeur moyenne que l'on s'est fixée. Mais, étant donné que l'action du solvant sur les joints des tuyauteries à protéger est extrêmement lente, il en résulte que les fluctuations même importantes de la teneur du gaz en solvant, autour de la moyenne fixée, ne présentent aucun inconvénient Par contre, avec le mode d'exécution représenté à la figure 1, la réserve d'émulsion se trouvant dans la citerne 2 n'alimente le saturateur qu'au fur et à mesure des besoins, de sorte que les variations de la teneur du gaz en solvant, par rapport à la valeur moyenne fixée, sont nettement moindres et l'installation assure donc une teneur plus constante du solvant dans le gaz. Il est évident que des modifications et variations peuvent être apportées à la description ci-dessus, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de conditionnement de gaz naturel en vue d'y incorporer des quantités contrôlées d'humidité et de solvant, caractérisé par le fait qu'on met le gaz naturel en contact intime avec une émulsion d'eau douce et de solvant. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on pulvérise dans le gaz naturel une émulsion liquide constituée d'eau douce et de solvant. 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les proportions respectives d'eau douce et de solvant dans l'émulsion sont choisies dans le rapport de teneurs absolues désirées en eau et en solvant dans la température désirée. 4.- Installation pour le conditionnement de gaz naturel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend essentiellement - un seul saturateur du type "scrubber" où le gaz naturel sec est soumis à un arrosage par une émulsion d'eau et de solvant, sur des corps d'échange augmentant l'efficacité du contact gaz émulsion, - un dispositif de chauffage de l'émulsion avec thermostat comman dant ce dispositif de chauffage et permettant de contrôler la teneur en humidité et en solvant du gaz naturel traité, - une citerne contenant une émulsion d'eau et de solvant, reliée au saturateur. 5.- Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que le saturateur est alimenté par gravité depuis la citerne, le fond du saturateur étant ainsi alimenté au fur et à mesure de l'évaporation de l'émulsion. 6.- Installation suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que le saturateur est en charge sur la citerne contenant la réserve d'émulsion, cette citerne étant donc située à un niveau inférieur à celui du saturateur, une seule pompe étant utilisée à la fois pour la pulvérisation de l'émulsion et la circulation de cette émulsion à travers la citerne, le dispositif de chauffage et le saturateur.