Brevet FR3125433A1 — publié le 20230127

Séparateur gaz/condensats avec buse de nettoyage, et procédé de nettoyage correspondant Séparateur gaz/condensats comportant une cuve (1) équipée d’un filtre (2) séparant une portion supérieure (1b) de la cuve d’une portion inférieure (1a) de la cuve, une entrée (E) débouchant dans la partie inférieure pour introduire dans la cuve le mélange gaz/condensats, une première sortie (S1) dans la partie supérieure pour extraire de la cuve le gaz filtré par le filtre, une deuxième sortie (S2) située dans la partie inférieure pour extraire les condensats, caractérisé en ce que le séparateur comprend en outre au moins une buse (B1) de dispersion d’un liquide de nettoyage agencée dans la partie supérieure de la cuve dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur au moins la face supérieure (2S) du filtre orientée du côté de la portion supérieure. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Séparateur gaz/condensats avec buse de nettoyage, et procédé de nettoyage correspondant La présente invention concerne le traitement des fluides, et plus précisément les séparateurs gaz/condensats. On utilise les séparateurs dans des de traitement des gaz, par exemple sur des installations d’exploration, de production, et de raffinage, dans l’industrie pétrochimique. Les séparateurs peuvent également être appelés dégazeurs. Une application typique est le traitement de gaz naturel comprenant des condensats (typiquement des huiles). Dans ces applications, un colmatage du séparateur peut être observé, et plus précisément un colmatage du filtre utilisé en tant devésiculeur. Les séparateurs de l’art antérieur comportent généralement une cuve sensiblement verticale, une entrée pour recevoir le mélange gaz/condensats, une sortie située au sommet de la cuve pour extraire le gaz filtré, et un filtre agencé entre l’entrée et la sortie (le filtre peut être appelé devésiculeur, ou matelas coalesceur). De l’état de la technique antérieure, on connait le document FR 3100992 qui décrit le phénomène d’encrassement des séparateurs gaz/liquide, mais pour un séparateur sans filtre. Ce document propose d’utiliser un liquide diluant (hydrocarboné) dans un cyclone pour limiter l’encrassement. On connait également des séparateurs pour les mélanges gaz/boues, par exemple tels que décrits dans le document WO 2019/060098. Ce document propose un séparateur avec un filtre, et il aborde le problème de l’encrassement de ce filtre. Ce problème est néanmoins résolu dans le cadre de l’application visée par ce document par des vibrations qui décrassent le filtre. Pour certaines applications, un nettoyage plus complet du séparateur ou au moins de son filtre doit être néanmoins mis en œuvre, en cas de colmatage ou pour éviter un colmatage. A cet effet, on met en œuvre un nettoyage avec un démontage des brides du séparateur, un démontage des évents, un démontage du manomètre utilisé, pour qu’un opérateur puisse ensuite mettre en œuvre le nettoyage. Ces opérations sont longues, et peuvent durer jusqu’à deux jours du fait du démontage/remontage nécessaire. En outre, les condensats sont dangereux pour les opérateurs (par exemple classés cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction (CMR)), et les opérateurs doivent donc être équipés d’équipements de protection individuel appropriés et couteux. Cette dangerosité a également pour effet d’engendrer des coûts pour importants pour le nettoyage en tant que tel. Il est donc nécessaire de trouver une solution qui limite au moins en partie : les risques d’exposition aux produits dangereux pour les opérateurs, les pertes de temps, les coûts, et enfin les cas de pollution provoqués par le colmatage des filtres. L’invention vise à résoudre certains au moins des inconvénients précités. À cet effet, l’invention propose un séparateur gaz/condensats comportant une cuve équipée d’un filtre séparant une portion supérieure de la cuve d’une portion inférieure de la cuve, une entrée débouchant dans la partie inférieure pour introduire dans la cuve le mélange gaz/condensats, une première sortie dans la partie supérieure pour extraire de la cuve le gaz filtré par le filtre, une deuxième sortie située dans la partie inférieure pour extraire les condensats. Selon une caractéristique générale, le séparateur comprend au moins une buse de dispersion d’un liquide de nettoyage agencée dans la partie supérieure de la cuve dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur au moins la face supérieure du filtre orientée du côté de la portion supérieure. Ainsi, une solution aux problèmes posés ci-dessus a été trouvée dans l’installation d’une buse de dispersion d’un liquide de nettoyage qui balaye toute la surface supérieure du filtre. Ici, le filtre occupe une section entière de la cuve pour délimiter la portion inférieure de la portion supérieure. Cette solution permet d’éviter de devoir démonter la cuve pour la nettoyer, et évite tout exposition dangereuse pour les opérateurs. En outre, le balayage avec un fluide de nettoyage adapté pour déplacer mécaniquement les condensats a été observé comme bien adapté pour empêcher l’encrassement des filtres. Selon un mode de réalisation particulier, le séparateur comprend en outre une deuxième buse de dispersion du liquide de nettoyage agencée dans la portion inférieure de la cuve et dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur au moins le fond de la cuve. Ce mode de réalisation particulier permet en outre d’empêcher un encrassement au niveau de la deuxième sortie du séparateur, généralement placé au fond de la cuve. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième buse de dispersion est agencée à un niveau plus bas que l’entrée pour introduire le mélange gaz/condensats. Ce mode de réalisation particulier est bien adapté pour les séparateurs dans lesquels un déflecteur est placé en regard de l’entrée pour bloquer les condensats et les faire tomber au fond de la cuve. Selon un mode de réalisation particulier, le séparateur comprend en outre une conduite de sortie s’étendant depuis la première sortie et munie d’un pare-flamme, et une troisième buse de dispersion agencée au-dessus du pare-flamme dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur le pare-flamme (et en particulier sur sa face supérieure). A titre indicatif, la troisième buse sera placée dans l’axe de la conduite de sortie si celle-ci est verticale, et dans l’axe du séparateur (de la cuve). Selon un mode de réalisation particulier, la ou les buses de dispersion sont des buses rotatives, entrainées en rotation par le liquide de nettoyage. Ce mode de réalisation particulier est avantageux en ce qu’il permet d’utiliser des buses qui tournent sans moteur électrique, ce qui serait problématique dans un contexte où le gaz, par exemple, est explosif. Selon un mode de réalisation particulier, la ou les buses de dispersion sont configurées pour effectuer un balayage orbital pour disperser le liquide de nettoyage. Par orbital, on entend que la buse fait parcourir à un jet une rotation autour d’un axe (typiquement orthogonal avec la paroi de la cuve au niveau où est agencée la buse), et aussi un mouvement d’oscillation dans le sens de cet axe. Selon un mode de réalisation particulier, la ou les buses sont des buses selon la norme ATEX. La norme ATEX (ATmosphères EXplosives), définie notamment dans les directives européennes 2014/34/UE et 1999/92/CE, implique des caractéristiques techniques sur la buse. A titre indicatif, ces buses peuvent être en acier inoxydable, être capable d’entrer en rotation sans composant électrique (le mouvement du fluide sera par exemple utilisé), etc. Les fabricants de buse identifient généralement les buses commercialisées en accord avec cette norme. Selon un mode de réalisation particulier le liquide de nettoyage est, dans les buses (c’est-à-dire avant la dispersion), à une pression comprise entre 3 bar et 5 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve ou à une pression comprise entre 3 bar et 10 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve. Il a été observé qu’avec une pression élevée, on a une action mécanique de nettoyage par le liquide de nettoyage, qui décroche les condensats colmatant le filtre (ou les autres éléments, si davantage de buses sont utilisées). L’invention propose également une installation de traitement de gaz comprenant le séparateur tel que défini ci-avant (dans tous ses modes de réalisations), une alimentation en mélange gaz/condensats connectée à ladite entrée, une conduite de sortie connectée à la première sortie (ou connectée à la conduite de sortie du séparateur s’il en a une), et une alimentation en liquide de nettoyage (par exemple maintenue à une pression comprise entre 3 bar et 10 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve). L’invention propose également un procédé de nettoyage (au moins partiel) d’un séparateur gaz/condensats comportant une cuve équipée d’un filtre séparant une portion supérieure de la cuve d’une portion inférieure de la cuve, une entrée débouchant dans la partie inférieure pour introduire dans la cuve le mélange gaz/condensats, une première sortie dans la partie supérieure pour extraire de la cuve le gaz filtré par le filtre, une deuxième sortie située dans la partie inférieure pour extraire les condensats, dans lequel on disperse un liquide de nettoyage au moyen d’une buse agencée dans la partie supérieure de la cuve, le liquide de nettoyage étant dispersé par balayage sur au moins la face supérieure du filtre orientée du côté de la portion supérieure. Ce procédé peut être mis en œuvre en utilisant un séparateur tel que défini ci-avant dans tous ses modes de réalisations, en particulier, ce procédé peut comporter l’utilisation de plusieurs buses de dispersion. Selon un mode de mise en œuvre particulier, le nettoyage est mis en œuvre au cours d’une phase de nettoyage distincte d’une phase de séparation gaz/condensats. Selon un mode de mise en œuvre particulier, le fluide de nettoyage comprend de l’eau et/ou un dégraissant. Ainsi, on peut mettre en œuvre un nettoyage mécanique du séparateur. Selon un mode de mise en œuvre particulier, le liquide de nettoyage est amené à la buse de dispersion à une pression comprise entre 3 bar et 5 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve ou à une pression comprise entre 3 bar et 10 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : La est une vue en coupe d’un séparateur selon un exemple. La est une représentation tridimensionnelle d’une buse selon un exemple. Séparateur gaz/condensats comportant une cuve (1) équipée d’un filtre (2) séparant une portion supérieure (1b) de la cuve d’une portion inférieure (1a) de la cuve, une entrée (E) débouchant dans la partie inférieure pour introduire dans la cuve le mélange gaz/condensats, une première sortie (S1) dans la partie supérieure pour extraire de la cuve le gaz filtré par le filtre, une deuxième sortie (S2) située dans la partie inférieure pour extraire les condensats, caractérisé en ce que le séparateur comprend en outre au moins une buse (B1) de dispersion d’un liquide de nettoyage agencée dans la partie supérieure de la cuve dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur au moins la face supérieure (2S) du filtre orientée du côté de la portion supérieure. Séparateur selon la revendication 1, comprenant en outre une deuxième buse (B2) de dispersion du liquide de nettoyage agencée dans la portion inférieure de la cuve et dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur au moins le fond (5) de la cuve. Séparateur selon la revendication 2, dans lequel la deuxième buse de dispersion est agencée à un niveau plus bas que l’entrée pour introduire le mélange gaz/condensats. Séparateur selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une conduite de sortie (6) s’étendant depuis la première sortie et munie d’un pare-flamme (7), et une troisième buse (B3) de dispersion agencée au-dessus du pare-flamme dispersant par balayage le liquide de nettoyage sur le pare-flamme. Séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la ou les buses de dispersion sont des buses rotatives, entrainées en rotation par le liquide de nettoyage. Séparateur selon la revendication 4, dans lequel la ou les buses de dispersion sont configurées pour effectuer un balayage orbital pour disperser le liquide de nettoyage. Séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la ou les buses sont des buses selon la norme ATEX. Séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le liquide de nettoyage est, dans les buses, à une pression comprise entre 3 bar et 5 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve ou à une pression comprise entre 3 bar et 10 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve. Installation de traitement de gaz comprenant le séparateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, une alimentation en mélange gaz/condensats connectée à ladite entrée, une conduite de sortie connectée à la première sortie ou connectée à la conduite de sortie du séparateur, et une alimentation en liquide de nettoyage. Procédé de nettoyage d’un séparateur gaz/condensats comportant une cuve (1) équipée d’un filtre (2) séparant une portion supérieure (1b) de la cuve d’une portion inférieure (1a) de la cuve, une entrée (E) débouchant dans la partie inférieure pour introduire dans la cuve le mélange gaz/condensats, une première sortie (S1)dans la partie supérieure pour extraire de la cuve le gaz filtré par le filtre, une deuxième sortie (S2) située dans la partie inférieure pour extraire les condensats, dans lequel on disperse un liquide de nettoyage au moyen d’une buse (B1) agencée dans la partie supérieure de la cuve, le liquide de nettoyage étant dispersé par balayage sur au moins la face supérieure (2S) du filtre orientée du côté de la portion supérieure. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le nettoyage est mis en œuvre au cours d’une phase de nettoyage distincte d’une phase de séparation gaz/condensats. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le fluide de nettoyage comprend de l’eau et/ou un dégraissant. Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel le liquide de nettoyage est amené à la buse de dispersion à une pression comprise entre 3 bar et 5 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve ou à une pression comprise entre 3 bar et 10 bar mesurée par rapport à la pression à l’intérieur de la cuve.