Modélisation et Simulation d’une unité de traitement de gaz naturel par les procédés membranaires

Abstract

Le traitement de gaz naturel par des procédés membranaires est devenu une alternative intéressante aux procédés conventionnels très couteux et source de pollution. Une méthode de calcul pour la prédiction des performances de la séparation de gaz à travers un perméateur gazeux est présentée. Deux modèles mathématiques sont développés pour étudier conjointement l’effet du mode de circulation de l’alimentation et du perméat à l’intérieur du module membranaire dans le cas d’un gaz parfait et d’un gaz réel. Les modes de circulation explorés sont le co-courant et le contre-courant. Le modèle mathématique développé dans le cas de la circulation à contre-courant est soumis au problème de valeurs aux limites. La méthode proposée est une combinaison de la méthode d’ondelettes de Jacobi (0,2) et de la technique itérative de découplage et de quasi-linéarisation. Pour la validation des modèles mathématiques développés dans cette étude, nous avons utilisé des données expérimentales de la littérature. Les résultats obtenus par simulation coïncident parfaitement avec ceux de l’expérience. L’étape suivante consiste à utiliser ces modèles pour prédire les performances d’un module membranaire conçu pour le traitement d’une charge de gaz naturel (cas du complexe GNL1/Z Algérie). Les résultats obtenus montrent clairement l’efficacité du mode de circulation à contre-courant par rapport au co-courant. Le taux de pureté obtenu dans le cas du mode de circulation à contre-courant est plus élevé que celui obtenu dans le cas du co-courant pour le même taux de récupération. Les profils de concentration des composants clés sont analysés pour expliquer les différences entre le modèle d’écoulement à co-courant et à contre-courant