Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La liquéfaction du gaz naturel, déjà employée pour le transport par bateau sur de grandes distances, pourrait se développer dans des proportions très importantes dans les décennies à venir. Cette opération a plus d’un intérêt, le plus grand étant la réduction du volume du gaz d’un facteur 600. Cet article décrit la chaîne de transport, avec tout d’abord les procédés de liquéfaction, basés sur des cycles à compression-détente, puis ceux de regazéification, effectués généralement en pression. Une comparaison des coûts de transport par canalisation terrestre et par chaîne GNL est ensuite exposée, avant de présenter un exemple de calcul d’une unité de liquéfaction de gaz naturel.
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The use of natural gas liquefaction, already employed in ship transportation over long distances, could significantly increase in the decades to come. This process presents several advantages, the most important being the reduction of the volume of gas by a factor of 600. This article describes the transportation chain as well as the initial liquefaction processes, based on compression-relaxation cycles, and hose of regasification, generally carried out under pressure. The compared costs of transportation by land pipeline and LNG chain are then detailed along with an example of the calculation of a natural gas liquefaction unit.
Auteur(s)
-
Béatrice FISCHER : Ingénieur de recherche IFP – Lyon
-
Gilles FERSCHNEIDER : Ingénieur de recherche IFP – Lyon
INTRODUCTION
Pourquoi liquéfier le gaz naturel : pour pouvoir réduire son volume (d'un facteur 600) et ainsi pouvoir le transporter par bateau sur de très grandes distances, ou à travers des mers profondes (lorsque le transport par gazoduc n'est pas économique). Une fraction de plus en plus importante du gaz naturel est transportée ainsi, au fur et à mesure que les ressources locales et proches s'épuisent chez les gros consommateurs, aussi bien aux États-Unis qu'en Europe. Cette proportion, de l'ordre du quart aujourd'hui, pourrait passer à plus du tiers d'ici 15 ans, alors que la quantité totale échangée va aussi augmenter de 50 % ou plus. Le transport par bateau permet également de s'affranchir des contraintes géostratégiques et de ne pas dépendre d'un fournisseur unique. En 2008, environ 200 millions de tonnes de gaz naturel ont été liquéfiés, dont 40 % dans des unités démarrées dans les années 2000. Les unités actuellement en construction permettront de produire 100 millions de tonnes supplémentaires. La construction de terminaux de réception explose également – 280 millions de tonnes installés.
La liquéfaction est également employée – en plus petite capacité – pour faire face aux variations saisonnières de consommation, en stockant une partie du gaz sous forme liquide en période de plus faible consommation, pour le vaporiser lorsque la demande est forte.
Dans certains pays, le gaz naturel liquéfié GNL est livré par camion aux consommateurs éloignés des réseaux de distribution du gaz.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1996 par Pierre PETIT
DOI (Digital Object Identifier)
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Chaîne de transport6. Exemples de calcul d'une liquéfaction de gaz naturel
6.1 Contraintes
Une unité de liquéfaction de gaz naturel de grande taille est située au bord de la mer, généralement loin de tout. Tout ce qui est disponible est le gaz à liquéfier, acheminé par gazoduc depuis les sites de production, et de l'eau de mer. Le reste doit être amené par le port méthanier construit pour le premier train de liquéfaction.
HAUT DE PAGE
La première décision à prendre est le type des machines d'entraînement des compresseurs, et la capacité exacte de liquéfaction fixée en fonction de la puissance disponible par ces machines. Ce poste représente environ 80 % du prix de l'unité.
Historiquement, à l'origine, les compresseurs étaient entraînés par des turbines à vapeur, et l'électricité était produite par des chaudières. Puis les turbines à gaz sont apparues dans les années 1990. Ces turbines ne sont pas fabriquées sur mesure. On choisit les turbines capables d'entraîner les compresseurs, et de fonctionner une année sans arrêt. La liste des choix possibles est très courte. Actuellement, on voit apparaître des moteurs électriques (50 MW et plus). L'électricité nécessaire est le plus souvent produite par des turbines à gaz, car on est pratiquement toujours très loin d'un réseau. Dans la plupart des cas, un type de turbines à gaz est choisi pour entraîner les compresseurs, et un autre pour produire de l'électricité. La production électrique devant être sécurisée un ensemble de turbines en parallèle sont dédiées à cette fonction, une turbine supplémentaire étant prête à démarrer en cas de panne d'une des turbines en opération et enfin une autre turbine supplémentaire en maintenance complète le dispositif.
L'ensemble turbine à gaz et compresseur démarre à l'aide d'un moteur électrique d'une puissance par exemple de 6 à 7 MW pour une turbine de 80 MW. Le moteur électrique peut rester en fonctionnement pendant l'opération normale pour produire davantage de GNL. Si au contraire les compresseurs nécessitent une puissance inférieure à celle pouvant être délivré par les turbines à gaz, on peut utiliser le moteur de démarrage...
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Exemples de calcul d'une liquéfaction de gaz naturel
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - L'AIR LIQUIDE, Division scientifique - Encyclopédie des gaz. - Amsterdam, Elsevier (1976) http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?CountryID=3=2.
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(2) - ROJEY (A.) - Le gaz naturel production traitement transport. - Édition Technip (1994).
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(3) - MADDOX (R.), MORGAN (J.) - Gas conditioning and processing. - Campbell Petroleum Series (1998).
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(4) - Gas Processors. - Association Engineering Data Book (1988).
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(5) - TUSIANI (M.D.), SHEARER (G.) - LNG a non technical guide. - PennWell (2007).
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(6) - KIDNAY (A.J.), PARRISH (W.R.) - Fundamentals of natural gas processing. - Taylor and Francis (2006).
-
(7)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Hysys d'Aspentech https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-hysys
Mule d'Aspentech http://www.aspentech.com/htfs/software/compact/muse_soft.asp
HAUT DE PAGE
GNL11 – Birmingham Royaume-Uni, 1 volume, 3-6 juil. 1995
GNL12 – Perth Australia, 2 volumes, 4-7 mai 1998
GNL13 – Séoul Corée, 2 volumes, 14-17 mai 2001
GNL14 – Doha Qatar, 21-24 mars 2004 http://www.lng14.com.qa/lng14.nsf/index2.htm
GNL15 – Barcelone Espagne, 24-27 avr. 2007 http://www.lng15.com/
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