Il convient d'éliminer les impuretés nocives présentes dans le gaz d'alimentation et les substances susceptibles de se solidifier lors du traitement cryogénique, telles que le sulfure d'hydrogène, le dioxyde de carbone, l'eau, les hydrocarbures lourds et le mercure. Le gaz d'alimentation traité par les différentes usines de GNL étant différent, les méthodes et procédés de traitement le sont également.
Les gaz acides sont généralement composés de H₂S, CO₂, CO₂, RSH et d'autres impuretés en phase gazeuse. Leur élimination est souvent appelée désulfuration ou décarbonatation, ou plus simplement désulfuration. Lors de la purification du gaz naturel, le H₂S et le CO₂ peuvent être éliminés simultanément, car ces deux composés peuvent être extraits ensemble par la méthode à l'alcool-amine et par adsorption sur tamis moléculaire.
2.3.2 Sélection de la méthode de désulfuration
Dans l'unité de liquéfaction du gaz naturel, il existe trois méthodes de purification courantes, à savoir la méthode à l'alcool-amine, la méthode à la potasse chaude (benfied) et la méthode à la sulfonol-amine.
Mercure : la présence de mercure peut corroder gravement les équipements en aluminium. En présence de mercure (sous forme élémentaire, d’ions mercure et de composés organométalliques), l’aluminium réagit avec l’eau pour former des produits de corrosion blancs et pulvérulents, altérant fortement ses propriétés. Même une infime quantité de mercure suffit à causer des dommages importants aux équipements en aluminium. De plus, le mercure est source de pollution environnementale et présente un risque pour la santé du personnel lors des opérations de maintenance. Il est donc impératif de limiter strictement la teneur en mercure. L’élimination du mercure repose sur la réaction du mercure avec le soufre dans un réacteur catalytique.
Hydrocarbures lourds : désigne les hydrocarbures de chaîne carbonée supérieure à C5. Dans les hydrocarbures, lorsque la masse moléculaire augmente, le point d'ébullition augmente également. Par conséquent, lors de la condensation du gaz naturel, les hydrocarbures lourds sont toujours condensés en premier. Si ces hydrocarbures ne sont pas séparés au préalable, ou s'ils le sont après la condensation, ils risquent de geler et d'obstruer les équipements. Une partie des hydrocarbures lourds est éliminée par tamis moléculaire et autres adsorbants lors de la déshydratation, le reste étant séparé par séparation cryogénique.
Cos : il peut être hydraté par une très faible quantité d'eau pour former du H₂S et du CO₂, ce qui provoque la corrosion des équipements. Il se mélange facilement avec le propane récupéré. Il est généralement éliminé avec le H₂S et le CO₂ lors de la désacidification.
Hélium : le gaz naturel est la principale source d’hélium et doit être séparé et valorisé. La combinaison de la séparation membranaire et de la séparation cryogénique permet d’obtenir un rendement élevé.
Azote : son augmentation complique la liquéfaction du gaz naturel. La méthode de détente finale est généralement utilisée pour son élimination sélective du GNL.
Le principal composant du gaz naturel est le méthane (CH4), et son point d'ébullition standard est de 111 k (- 162 ℃).
La masse volumique du méthane liquide à son point d'ébullition normal est de 426 kg/m³, tandis que celle du méthane gazeux dans les mêmes conditions est de 0,717 kg/m³, soit une différence d'environ 600 fois. Cette différence de volume considérable justifie le stockage et le transport du gaz naturel liquéfié.
Date de publication : 3 décembre 2021