Phase equilibria of glycol-natural gas systems (PhD Dissertation)

Translated title of the contribution: Equilibres de phases des systemes glycol-gaz naturel

Waheed Afzal

Research output: Book/ReportOther Report

Abstract

PHASE EQUILIBRIA OF GLYCOL-NATURAL GAS SYSTEMS
Abstract: In the awake of demand for natural gas products, the gas industry has to exploit reserves having more and more acid gases. In the meanwhile, a great emphasis has been laid down on environmental protection because of both ‘customer requirements’ and promulgation of stringent legislations. The industry is also required to develop an all-around strategy to improve the processing and capacity by adopting energy conservation practices, cutting short material losses, minimizing wastages, and decreasing the environmental impact of its processes. The engineering solutions of these problems require reliable phase equilibrium information of systems containing natural gas components, production chemicals (inhibitors for gas hydrate, corrosion, foaming, etc.) and solvents used for gas purifications (amines, glycols, etc.) in order to develop and extend thermodynamic models. These models can be used for process design and optimization. The current work is devoted to study phase equilibria of various systems containing sulfur species (COS, H2S), carbon dioxide (CO2), hydrocarbons, and glycol aqueous solutions. The major task of the study is to provide the necessary reliable “vapor-liquid” equilibrium data, whereas, extension of a suitable thermodynamic model, capable of handling complex fluids with strong hydrogen bonding abilities, (like Cubic-Plus-Association equation of state) is another important objective of the study.

Keywords: “Vapor-liquid” equilibria, experimental techniques, glycols, natural gas, glycol dehydration, sulfur species, carbon dioxide, aqueous solutions, N2O analogy, thermodynamic modeling, CPA EoS.

EQUILIBRES DE PHASES DES SYSTEMES GLYCOL-GAZ NATUREL

Résumé: Suite à une demande sans précédente vis-à-vis des produits issus du gaz naturel, l'industrie du gaz doit exploiter des réserves de plus en plus riches en gaz acides. Par ailleurs, une grande attention est apportée à la protection de l'environnement, en raison des exigences des clients et de la promulgation de législations rigoureuses. L'industrie a été chargée de développer une stratégie globale pour améliorer ses procédés et sa capacité de production en pratiquant des économies d'énergie, des réductions des pertes, et une diminution de l’incidence de ses procédés sur l'environnement. La solution technologique à ces problèmes exige une connaissance fiable des équilibres entre phases des systèmes représentatifs des composants du gaz naturel, des produits chimiques liés à la production (inhibiteurs d'hydrate de gaz, de corrosion, de moussage, etc.) et des solvants employés pour les purifications de gaz (amines, glycols, etc.) afin de développer et étendre les modèles thermodynamiques. Ces modèles doivent pouvoir être employés en vue de la conception des procédés et de leur optimisation. Le présent projet est consacré à l’étude des équilibres entre phases de divers systèmes contenant des espèces soufrées (COS, H2S), du dioxyde de carbone (CO2), des hydrocarbures, et des glycols. La tâche principale relative à cette étude est de fournir des valeurs expérimentales fiables d'équilibres “liquide-vapeur”. L’extension de modèles thermodynamiques fiables, capables de traiter des fluides complexes avec de fortes liaisons de type “hydrogène” (comme l'équation d'état Cubique-Plus-Association), est un autre aspect important de la présente étude.

Mots clés: Equilibres “liquide-vapeur”, techniques expérimentales, glycols, gaz naturel, déshydratation des glycols, composés soufrés, dioxyde de carbone, solutions aqueuses, analogie N2O, EdE CPA, modélisation thermodynamique.
Original languageMultiple languages
PublisherMINES ParisTech
Number of pages140
Publication statusPublished - 2009

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