Compresseur d'éthane

L'éthane est un gaz inflammable, incolore et inodore, de masse molaire 30,07, de masse volumique 1,357 kg/m³ dans les conditions normales et de densité relative 1,05. Il a tendance à s'accumuler dans les zones basses après une fuite. Sa limite d'explosivité dans l'air est de 3,0 % à 12,5 % en volume, avec une température d'auto-inflammation d'environ 515 °C. Son classement antidéflagrant est Ex d IIB T1. Sa température critique est de 32,28 °C et sa pression critique de 4,8798 MPa ; au-delà de cette température, il ne peut être liquéfié, ce qui impose un contrôle strict de la température lors de la compression afin d'éviter toute liquéfaction. Son point d'ébullition à pression atmosphérique est de -88,63 °C et son enthalpie de vaporisation est de 489,41 kJ/kg. Sur le plan industriel, il est utilisé comme matière première pour le vapocraquage afin de produire de l'éthylène, un composant clé des LGN, et comme réfrigérant à moyenne-basse température à environ -100 °C dans les procédés de liquéfaction en cascade.

COMPRESSEUR À DIAPHRAGME

COMPRESSEUR À PISTON

Avantages du compresseur à membrane d'éthane :

01

Garantie absolue sans huile et d'une pureté ultra-élevée :

La structure de base du compresseur à membrane isole complètement le gaz du système de lubrification grâce à une membrane métallique à entraînement hydraulique, permettant une compression totalement exempte d'huile. Ceci est essentiel pour l'éthane de qualité polymère utilisé comme matière première chimique de haute précision, car il empêche toute contamination par l'huile et garantit la qualité et l'efficacité des réactions chimiques en aval.
02

Joint statique zéro fuite et sécurité intrinsèque :

La chambre à gaz est conçue avec un joint statique étanche, garantissant théoriquement une étanchéité parfaite. Cette caractéristique assure une sécurité maximale lors de la manipulation d'éthane, gaz inflammable et explosif, et prévient efficacement l'accumulation de mélanges gazeux explosifs dans la zone de production, même en cas de fuites minimes. Elle est particulièrement adaptée aux espaces restreints ou aux environnements exigeant une sécurité maximale.

Points clés de conception des compresseurs à membrane d'éthane :

01

Conception thermodynamique anti-liquéfaction précise et surveillance de la température :

Compte tenu de la température critique de l'éthane (32,28 °C), la prévention de la liquéfaction est primordiale. Des calculs thermodynamiques précis sont indispensables pour garantir que la température du gaz après chaque étage de compression, ainsi que la température de sortie des refroidisseurs intermédiaires, soient nettement supérieures au point de rosée de l'éthane à la pression de cet étage, avec une marge de sécurité de 5 à 10 K. Des capteurs de température haute sensibilité et un système de verrouillage doivent être configurés pour surveiller la température de refoulement en temps réel et déclencher immédiatement une alarme ou un arrêt en cas d'approche de valeurs critiques.
02

Compatibilité optimisée des matériaux et gestion de la durée de vie du diaphragme :

Les pièces en contact avec le fluide doivent être fabriquées dans des matériaux compatibles avec l'éthane, tels que l'acier inoxydable 316L. Une attention particulière doit être portée à la résistance à la fatigue du diaphragme dans des conditions de fonctionnement proches de la zone critique. Le choix des matériaux, le traitement thermique et le réglage de la précontrainte nécessitent une optimisation spécifique afin de maîtriser les contraintes thermiques spécifiques pouvant résulter de la compression de l'éthane. Un plan de maintenance prédictive doit être mis en place.
03

Système multicouche de surveillance de sécurité et d'intervention d'urgence :

Il convient d'adopter une structure de diaphragme à trois couches, avec des capteurs de surveillance de rupture de diaphragme installés entre la chambre à huile et la chambre à gaz pour une alerte précoce. Des sondes de concentration de gaz combustibles doivent être intégrées au corps du compresseur et à la tuyauterie d'entrée/sortie. De plus, les raccords de purge à l'azote doivent être conçus pour permettre une purge sûre du système avant le démarrage et après l'arrêt. La tuyauterie d'évacuation des dispositifs de sécurité doit être raccordée à un système de torchage sécurisé ou à une cheminée d'évacuation en altitude.

Certificat

SÉLECTION DU MODÈLE

Professeur

Modèle G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Course du piston 70 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 10 kN à 30 kN
Pression de refoulement maximale 70 MPa	Plage de débit 1~500 Nm³/h	Puissance du moteur 2,2 kW à 30 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau/refroidissement par air

Modèle G70V/G95V/G130V	Course du piston 70 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 10 kN à 30 kN
Pression de refoulement maximale 50 MPa	Plage de débit 1 à 200 Nm³/h	Puissance du moteur 2,2 kW à 30 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Modèle G110L/G130L	Course du piston 110 mm ~ 130 mm	Force maximale du piston 20 kN~40 kN
Pression de refoulement maximale 100 MPa	Plage de débit 10 à 1000 Nm³/h	Puissance du moteur 7,5 kW à 90 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Modèle G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Course du piston 110 mm ~ 210 mm	Force maximale du piston 20 kN ~ 160 kN
Pression de refoulement maximale 100 MPa	Plage de débit 30 à 2000 Nm³/h	Puissance du moteur 22 kW ~ 200 kW
Vitesse du vilebrequin 420 tr/min	Méthode de refroidissement Refroidissement par eau / Refroidissement par air

Compresseur à membrane

AVEC

Course du piston 70 mm

Débit (Nm3/h)

Pression d'entrée (barg)

Pression de sortie (barg)

Non.	Modèle	eau de refroidissement	Couler	Pression d'entrée	Pression de sortie	Dimensions L×l×H	Poids	Puissance du moteur
Non.	Modèle	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-18/40-45	500	18	4	4.5	1200×900×1200	800	4
2	GZ-20/29-45	500	20	2.9	4.5	1200×900×1200	800	4
3	GZ-180/15-40	3000	180	1.5	4	2030×1045×1700	2500	30
4	GV-10/1-25	600	10	0,1	2.5	1500×780×1080	800	4
5	GV-120/3,5-12	2000	120	0,35	1.2	2200×1800×1700	3000	22
6	GV-100/3-11	2000	100	0,3	1.1	2200×1800×1700	3000	18,5
7	GL-25/15	1000	25	Atmosphérique	1.5	2200×1650×1450	3000	7,5
8	GL-80/5.5-35	1500	80	0,55	3,5	2000×1800×1200	3000	15
9	GL-140/0,4-5	2000	140	0,4	0,5	3230×1770×2200	3000	18,5
10	GD-400/8-40	8000	400	0,8	4	3600×2500×1700	6000	75
11	GD-450/1-12	9000	450	0,1	1.2	3800×2300×2000	100 000	90
12	GD-1000/9-12	3000	1000	0,9	1.2	3200×1800×1900	4000	30

Les dimensions et le poids de l'équipement sont donnés à titre indicatif uniquement, et la conception finale prévaudra.

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ÉTUDE DE CAS

Russie
ÉTATS-UNIS
Espagne
Kazakhstan

Avantages du compresseur à piston d'éthane :

01

Technologie éprouvée et fiable, adaptée au traitement à grande échelle :

Les compresseurs à piston bénéficient d'une longue expérience et d'une performance éprouvée dans les secteurs de la pétrochimie et du traitement du gaz naturel, et présentent une maturité technologique extrêmement élevée. Leurs caractéristiques de cylindrée importante et de rendement volumétrique élevé leur permettent de répondre de manière économique et efficace aux besoins de récupération et de surpression d'éthane à grande échelle des usines de liquéfaction de gaz naturel et des grandes unités de production d'éthylène, atteignant souvent plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes standard par heure.
02

Capacité d'adaptation à une large plage de pression et de régulation des conditions de fonctionnement :

Grâce à leur conception à compression multi-étagée, les compresseurs à piston peuvent couvrir une large plage de pressions, depuis des pressions d'aspiration proches du vide (par exemple, pour la récupération des gaz d'échappement) jusqu'à des pressions de refoulement de 25 MPa, voire plus. Parallèlement, ils permettent une régulation de charge de 0 % à 100 % grâce à des procédés tels que le levage des soupapes d'aspiration ou la connexion de poches de dégagement, s'adaptant ainsi efficacement aux fluctuations de la charge d'alimentation des usines chimiques ou de la composition du gaz naturel.

Points clés de conception des compresseurs à piston d'éthane :

01

Conception d'une compression multi-étages ciblée et d'une séparation gaz-liquide efficace :

Une compression multi-étagée avec refroidissement intermédiaire est indispensable pour maîtriser l'élévation de température. Après chaque refroidisseur d'étage, un cyclone à haut rendement ou un séparateur gaz-liquide à filtre doit être installé, associé à un système de purge automatique, afin d'empêcher toute pénétration d'éthane liquide ou de gouttelettes de brouillard dans le cylindre de l'étage suivant. Cette mesure est essentielle pour prévenir les à-coups de liquide susceptibles d'endommager le piston, la bielle, voire le cylindre.
02

Configuration professionnelle du système de lubrification et d'étanchéité sans huile :

Afin d'éviter toute contamination de l'éthane produit par l'huile de lubrification, il convient de privilégier une lubrification sans huile. Des matériaux autolubrifiants tels que le PTFE ou le PEEK chargés peuvent être utilisés pour les segments de piston et les garnitures. Pour les applications aux exigences extrêmement élevées, un piston à joint labyrinthe peut être envisagé. Les garnitures doivent être équipées d'un système d'étanchéité à l'azote afin d'empêcher les fuites de gaz et d'isoler l'huile de lubrification du carter.
03

Mesures de sécurité complètes antidéflagrantes et de suppression des pulsations :

Le moteur d'entraînement et l'instrumentation électrique doivent être conformes à la norme antidéflagrante Ex d IIB T3. En raison de la densité relativement élevée de l'éthane, les pulsations du débit de gaz sont plus importantes. Des amortisseurs de pulsations (réservoirs tampons) doivent être conçus et installés sur les tuyauteries d'aspiration et de refoulement du compresseur, et une analyse des contraintes de tuyauterie doit être réalisée afin d'éliminer les risques de vibrations. Les effluents de toutes les soupapes de sécurité doivent être collectés et acheminés vers le système de torchage fermé de l'installation pour garantir une évacuation sûre en cas d'urgence.

Certificat

SÉLECTION DU MODÈLE

Type Z

Type V/W

Type M

Type D

course du piston 80 mm, 95 mm	Force du piston 10 kN à 25 kN
Pouvoir 7,5 kW - 55 kW	Nombre de groupes de cylindres 1/2
Vitesse du vilebrequin 740 tr/min, 980 tr/min	Nombre d'étages de compression 1/2/3/4
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

course du piston 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Force du piston 25 kN, 45 kN, 65 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 2/3/4
Vitesse du vilebrequin 740 tr/min, 980 tr/min	Pouvoir 15 kW - 220 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

course du piston 92 mm ~ 315 mm	Force du piston 45 kN ~ 660 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 4
Vitesse du vilebrequin 300 tr/min ~ 980 tr/min	Pouvoir 160 kW - 3000 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

Compresseur à piston d'éthane sans huile

course du piston 92 mm ~ 315 mm	Force du piston 25 kN ~ 200 kN
Nombre d'étages de compression 1/2/3/4	Nombre de groupes de cylindres 2
Vitesse du vilebrequin 300 tr/min ~ 980 tr/min	Pouvoir 30 kW - 1000 kW
Mode de conduite moteur électrique, moteur diesel, moteur à gaz naturel

AVEC

Type vertical

DANS

Sans huile / F : Refroidi par air

2.1

Débit volumique réel (m3/min)

0,15

Pression d'entrée (barg)

Pression de sortie (barg)

N° de série	Modèle	Couler	Pression d'entrée	Pression de sortie	Puissance du moteur
N° de série	Modèle	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1.5	22
2	ZW-0,9/6-25	310	0,6	2.5	30
3	ZW-0,63/3-30	130	0,3	3	22
4	VW-2.6/5-40	800	0,5	25	110
5	VW-2.1/10-35	1140	1	25	200
6	VW-7/1-45	750	4.5	700	135
7	DW-12.3/9-53	6730	0,9	5.3	630
8	DW-13/18-22	12500	1.8	2.2	185
9	DW-6.7/38-53	14400	3.9	5.3	250
10	MW-15/3,5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-45	1500	0,3	4.5	355
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250