Analyse et optimisation du fonctionnement de la colonne de déméthanisation DC1 du complexe GL1/Z : amélioration de la récupération de l'éthane et de la stabilité opérationnelle.

Abstract

يتناول هذا العمل دراسة وتحسين أداء عمود نزع الميثان ضمن وحدة معالجة الغاز الطبيعي بمركب GL1/Z. وقد أظهرت دراسة تشغيل الوحدة أن توقف الراجع (Reflux) يؤدي إلى زيادة ضياع الإيثان، وانخفاض كفاءة الفصل، إضافة إلى ظهور ظاهرة التجويف (Cavitation) على مستوى مضخات الراجع. ومن أجل تحسين أداء العمود ورفع كفاءته التشغيلية، تم اقتراح ودراسة حل يعتمد على إضافة نقطة سحب مخصصة لاسترجاع الإيثان (C₂). وقد بينت النتائج المتحصل عليها أن هذا التعديل يساهم في زيادة معدل الراجع، وتحسين استقرار تشغيل العمود، والتقليل من مخاطر حدوث التجويف، فضلاً عن رفع مردودية استرجاع الإيثان كما تم إجراء تقييم تقني واقتصادي لدراسة مدى جدوى هذا الحل، حيث أكدت النتائج أن هذا التعديل يمثل حلاً فعالاً يساهم في تحسين الأداءين التقني والاقتصادي لوحدة نزع الميثان. الكلمات المفتاحية: نزع الميثان، الغاز الطبيعي، استرجاع الإيثان، الراجع (Reflux)، التجويف (Cavitation)، تحسين الأداء، الفصل المبرد، محاكاة Aspen HYSYS، التقييم التقني والاقتصادي، GL1/Z.

Summary: This work focuses on the study and performance improvement of the demethanizer column within the natural gas processing unit of the GL1/Z complex. The operational analysis revealed that reflux interruption leads to higher ethane losses, reduced separation efficiency, and cavitation problems affecting the reflux pumps. To optimize the column performance, a solution based on the addition of an ethane (C₂) recovery withdrawal point was proposed and investigated. The obtained results indicate that this modification increases the reflux flow rate, enhances column operational stability, reduces cavitation risks, and improves ethane recovery efficiency. Furthermore, a techno-economic assessment was conducted to evaluate the feasibility of the proposed solution. The results demonstrate that this modification represents an effective approach for improving both the technical and economic performance of the demethanization unit. Keywords: Demethanization, Natural Gas Processing, Ethane Recovery, Reflux, Cavitation, Performance Optimization, Cryogenic Separation, Aspen HYSYS Simulation, Techno-Economic Evaluation, GL1/Z Complex.

Résumé : Ce travail porte sur l’étude et l’amélioration des performances de la colonne de déméthanisation au sein de l’unité de traitement du gaz naturel du complexe GL1/Z. L’analyse du fonctionnement de cette unité a montré que l’arrêt du reflux entraîne une augmentation des pertes en éthane, une dégradation de l’efficacité de séparation ainsi que l’apparition de phénomènes de cavitation au niveau des pompes de reflux. Dans le but d’optimiser le fonctionnement de la colonne, une solution basée sur l’ajout d’un point de soutirage destiné à la récupération de l’éthane (C₂) a été proposée et étudiée. Les résultats obtenus montrent que cette modification permet d’augmenter le débit de reflux, d’améliorer la stabilité opérationnelle de la colonne et de réduire les risques de cavitation, tout en augmentant le rendement de récupération de l’éthane. Par ailleurs, une évaluation technico-économique a été réalisée afin d’analyser la faisabilité de cette solution. Les résultats obtenus confirment que cette modification constitue une alternative efficace permettant d’améliorer simultanément les performances techniques et économiques de l’unité de déméthanisation. Mots-clés : Déméthanisation, Traitement du gaz naturel, Récupération de l'éthane, Reflux, Cavitation, Optimisation des performances, Séparation cryogénique, Simulation Aspen HYSYS, Évaluation technico-économique, Complexe GL1/Z.