Etude conceptuelle d'un cycle d'extraction de l'hélium à partir des gaz de queue d'une usine de G.N.L. Algérienne

Abstract

L'objet de cette étude est de concevoir un cycle d'extraction de l'hélium à partir des gaz de queue haute pression d'une usine de G.N.L Algérienne, et d'évaluer le coût de production de l'hélium ainsi obtenu. A cet effet, l'étude porte au préalable, sur la recherche et le développement d'une équation d'état modifiée et informatisée fiable, pour le calcul des propriétés thermodynamiques du mélange Hélium, Azote et Méthane à des températures atteignant 78°K. Après le chapitre I consacré à l'introduction du sujet, le chapitre II sera consacré aux généralités sur les cycles de liquéfaction de gaz naturel afin de définir le problème thermodynamique dans ses aspects travail de liquéfaction et surface d'échange nécessaire à la production d'hélium. Les généralités sur les propriétés thermodynamiques des mélanges feront l'objet du chapitre III. Ce chapitre III fera ressortir la nécessité d'une équation d'état fiable, applicable au mélange Méthane, Azote et Hélium aux basse températures de liquéfaction de l'Azote. Le choix d'une équation d'état est porté sur celle de Redlich-Kwong modifiée. Celle-ci sera développée dans le chapitre IV sous forme de programmes informatisés nécessaires aux calculs des équilibres liquides-vapeurs, aux bilans d'énergie et d'entropie qui seront utilisés au chapitre V. Le chapitre V sera consacré à l'étude thermodynamique des cycles de séparation proposée pour la production d'hélium à partir des gaz de queue des usines de G.N.L. Cette étude s'attachera à évaluer le travail de liquéfaction et les échanges thermiques nécessaires à la liquéfaction et à la séparation. L'évaluation des surfaces d'échangeurs de l'installation sera donné en annexe. Le calcul de condenseurs et d'évaporateurs pour des mélanges de Méthane, d'Azote et d'Hélium est relativement complexes. Cela nous a amené à développer pour cette annexe un programme informatisé. Le chapitre VI sera consacré à la détermination du coût économique de production de l'Hélium à partir des gaz de queue des usines de G.N.L. Algérienne.