Dimensionnement d’un échangeur de chaleur dans le procédé de récupération du CO2 au niveau de la section de décarbonatation du complexe GL1/Z

Abstract

Le dioxyde de carbone constitue l’un des principaux gaz à effet de serre. Son taux d’émission a considérablement augmenté au cours des dernières décennies en raison des activités industrielles, et sa présence massive contribue partiellement au phénomène du réchauffement climatique. Notre étude a été réalisée au niveau du complexe GL1/Z, plus précisément au sein de l’unité de décarbonatation du gaz naturel par procédé d’absorption utilisant un solvant chimique à base de mono-éthanolamine (MEA). Notre travail s’est principalement concentré sur la problématique de rejet du dioxyde de carbone vers l’atmosphère dans la section de décarbonatation. Cette étude vise à proposer un schéma de récupération de CO₂ afin de réduire ces émissions et de permettre sa valorisation dans plusieurs domaines industriels. A cet effet, nous avons étudier le dimensionnement d’un échangeur de chaleur. Les résultats obtenus ont montré qu’une quantité importante de CO₂ est perdue quotidiennement vers l’atmosphère que l’équipement proposé assure un bon rendement thermique avec des pertes de charge faibles et acceptables, ce qui confirme la faisabilité technique et économique du procédé proposé. Mots Clés : Dioxyde de carbone (CO2), Gaz naturel liquéfié, Décarbonatation, Echangeur de chaleur. الملخص يُعّد ثاني أكسيد الكربون (₂CO (أحد أهم الغازات المسببة لالحتباس الحراري. وقد ارتفعت معدالت انبعاثه بشكل كبير خالل العقود األخيرة نتيجة األنشطة الصناعية، مما ساهم بصورة جزئية في ظاهرة االحتباس الحراري وتغير المناخ. نجزت هذه الدراس أ ة على مستوى مركبZ1/GL ، وبالتحديد في وحدة إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغاز الطبيعي ُ باستعمال عملية االمتصاص الكيميائي باستخدام مذيب أحادي إيثانول أمين.(MEA( تر ّكز هذا العمل أسا ًسا على مشكلة طرح ثاني أكسيد الكربون إلى الغالف الجوي في قسم إزالة الكربونات. وتهدف الدراسة إلى اقتراح مخطط السترجاع غاز ₂CO من أجل الحد من هذه االنبعاثات وتمكين االستفادة منه في العديد من المجاالت الصناعية. ولهذا الغرض، تمت دراسة تصميم وتحديد أبعاد مبادل حراري. أظهرت النتائج المتحصل عليها أن كميات معتبرة من ثاني أكسيد الكربون تُفقد يوميًا إلى الغالف الجوي، كما بينت أن المبادل الحراري المقترح يحقق مردو ًدا حرارًيا جي ًدا مع فقدان ضغط ضعيف ومقبول، مما يؤكد الجدوى التقنية واالقتصادية للعملية المقترحة. الكلمات المفتاحية: ثاني أكسيد الكربون; (₂CO (الغاز الطبيعي المسال; إزالة الكربونات; المبادل الحراري Résumé Abstract Carbon dioxide is considered one of the primary greenhouse gases. Its emission rates have increased significantly over recent decades due to industrial activities, and its massive presence contributes partially to global warming. This study was conducted at the GL1/Z complex, specifically within the natural gas decarbonization unit, utilizing an absorption process with a chemical solvent based on monoethanolamine (MEA). Our work focused primarily on the issue of carbon dioxide discharge into the atmosphere within the decarbonization section. This study aims to propose à CO2 recovery scheme to reduce these emissions and enable their valorization in various industrial fields. To this end, we investigated the design of a heat exchanger. The results obtained showed that a significant amount of CO2 is lost daily to the atmosphere, and that the proposed equipment ensures good thermal efficiency with low and acceptable pressure drops, thus confirming the technical and economic feasibility of the proposed process. Keywords : Carbon dioxide (CO2), Liquefied natural gas, Decarbonization, Heat exchanger.