Traitement du gaz naturel

Le gaz naturel est une énergie d'utilisation souple, offrant des réserves abondantes et émettant moins de CO₂ que le pétrole pour une même quantité d'énergie dégagée. À ce titre, il joue un rôle important dans la transition énergétique en attendant le déploiement de nouvelles énergies à contenu moindre en carbone. Le gaz naturel permet d'aider à répondre à l'accroissement de la demande énergétique mondiale, tout en répondant aux besoins de respect de l'environnement.

Le marché du gaz naturel est en croissance, avec une prévision d'une augmentation de la demande en gaz de 1,6 % pour le gaz naturel et de 3 % pour le gaz naturel liquéfié. Afin de répondre à cette demande, à un horizon 2035, les capacités de traitement à installer constituent un enjeu majeur pour les opérateurs gaziers et pour les fournisseurs de technologies.

La chaîne de traitement du gaz naturel, depuis la tête de puits jusqu'à une utilisation commerciale, comporte plusieurs étapes successives qui vont dépendre de la nature du gaz (composition H₂S, CO₂  , COS, mercaptans, hydrocarbures lourds, aromatiques...), des conditions de disponibilité (température, pression, débit), de l'application visée (gaz naturel liquéfié ou non) et des spécifications imposées, du fait de l'application visée mais aussi variables selon les pays. Le choix des technologies est donc dépendant de critères techniques mais aussi de critères économiques.

L'objectif de la chaîne de traitement du gaz est de :

• désacidifier le gaz brut (élimination du CO₂ et de l'H₂S) afin de répondre aux spécifications requises pour une utilisation, mais aussi afin de pouvoir transporter le gaz ou le liquéfier ;

• éliminer les composés soufrés tels que les mercaptans, le sulfure de carbonyle (COS) ou le disulfure de carbone (CS₂) qui sont présents en faibles teneurs mais contribuent à la teneur en soufre total dans le gaz ;

• déshydrater le gaz ;

• dégasoliner le gaz traité afin de récupérer les hydrocarbures liquides valorisables ;

• traiter le gaz acide issu de l'étape de désacidification par une chaîne de production du soufre permettant de minimiser les rejets de gaz soufrés à l'atmosphère (H₂S, SO₂).

Cet article présente une revue des technologies existantes pour réaliser les différentes étapes nécessaires dans la chaîne de traitement du gaz naturel. Les procédés de liquéfaction ne sont pas abordés dans ce dossier.