Compresseur de méthane

Le méthane (CH₄) est le principal composant du gaz naturel et du méthane de houille. Il possède une masse moléculaire de 16,04 et une densité de 0,717 kg/m³ dans les conditions normales. Plus léger que l'air, il a tendance à s'accumuler en hauteur après une fuite. Sa température critique est de -82,6 °C et son point d'ébullition de -161,5 °C, ce qui rend le risque de liquéfaction sous compression conventionnelle extrêmement faible. Cependant, une attention particulière est requise lors des procédés cryogéniques à haute pression (comme le GNL). Le méthane est hautement inflammable et explosif, avec une limite d'explosivité dans l'air de 5 % à 15 %. Sa classification de sécurité est Ex d IIB T4, imposant des exigences strictes en matière d'étanchéité des équipements et de résistance aux explosions. Dans l'industrie, le méthane est présent tout au long de la chaîne du GNL — depuis le traitement du gaz brut, la liquéfaction et le stockage, jusqu'à la gazéification et la distribution — et il constitue également une matière première chimique importante pour la synthèse de l'ammoniac et la production de méthanol, en plus d'être utilisé comme gaz de haute pureté dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique.

COMPRESSEUR À DIAPHRAGME

COMPRESSEUR À PISTON

Avantages du compresseur à membrane au méthane

01

Pureté ultime et sécurité absolue :

La structure d'étanchéité statique de la chambre à diaphragme assure une isolation physique entre le gaz et l'huile de lubrification, garantissant une pureté du méthane comprimé de 99,999 % et éliminant toute fuite de gaz en fonctionnement. Cette conception est parfaitement adaptée au caractère inflammable et explosif du méthane et offre une protection maximale pour le méthane de qualité chimique, la recherche en laboratoire et les zones critiques.
02

Capacité de pression élevée et grande adaptabilité :

Un seul étage permet d'atteindre un taux de compression élevé, avec une pression de refoulement maximale de 100 MPa. Il répond aux exigences de très haute pression, du remplissage de GNC à l'embouteillage haute pression, en passant par des procédés chimiques spécifiques. Ses matériaux résistants à la corrosion lui permettent également de traiter des sources de méthane contenant des traces d'impuretés.

Points de conception du compresseur à membrane de méthane

01

Surveillance de la sécurité des diaphragmes et mise à niveau des matériaux :

Une structure à diaphragme à trois couches doit être équipée d'un système intégré de surveillance et d'alarme de rupture afin de garantir un arrêt immédiat en cas de défaillance du diaphragme et d'empêcher ainsi le mélange huile-gaz. Toutes les pièces en contact avec le fluide doivent être en acier inoxydable 316L ou en un matériau de qualité supérieure et faire l'objet d'un dégraissage et d'un nettoyage rigoureux afin de garantir la pureté du gaz et la compatibilité des matériaux.
02

Conception précise pour la gestion thermique et la prévention des fuites :

La température de refoulement de chaque étage doit être strictement contrôlée, généralement sans dépasser 120 à 135 °C, afin de prévenir toute altération de la durée de vie des membranes et des matériaux d'étanchéité due à une température élevée. Tous les points d'étanchéité statiques du circuit de gaz doivent être équipés de joints métalliques ou d'éléments d'étanchéité haute performance. Des interfaces de purge à l'azote doivent être prévues pour la purge avant le démarrage et le maintien de la pression après l'arrêt afin de prévenir la formation de mélanges explosifs.
03

Système de verrouillage de sécurité intégré :

Des détecteurs de gaz combustibles spécifiques au méthane doivent être installés dans l'enceinte du compresseur et reliés au système d'arrêt d'urgence du moteur principal et au système de ventilation de secours. Un système de double alarme et des dispositifs de verrouillage d'arrêt doivent être configurés pour les paramètres de pression et de température afin de garantir une protection active.

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

Compresseur à membrane de méthane haute pression

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-52/40-56	500	52	4	5.6	1200×700×1100	900	3
2	GZ-15/10-12	500	15	1	1.2	1200×700×1100	900	3
3	GZ-150/15-40	3000	150	1.5	4	2030×1045×1700	2500	30
4	GV-10/16-250	1000	10	1.6	25	1400×900×1200	1000	7,5
5	GV-10/(15-20)-160	1000	10	1,5-2	16	1400×900×1200	1000	7,5
6	GV-30/4-250	1000	30	0,4	25	2400×1700×1300	3000	15
7	GL-20/12-160	1000	20	1.2	16	2200×1800×1300	3000	7,5
8	GL-70/5-35	1500	70	0,5	3,5	2000×1800×1200	3000	15
9	GL-60/0,05-4	4000	60	0,005	0,4	2400×1800×1600	3000	15
10	GD-220/12-90	4000	220	1.2	9	3000×2000×1800	4000	37
11	GD-130/8-300	6500	130	0,8	30	3500×2300×1800	4500	45
12	GD-500/20-250	9000	500	2	25	3800×2300×2000	100 000	75

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 des compresseurs alternatifs à méthane

01

Débit élevé et efficacité économique :

Les compresseurs alternatifs, notamment ceux à pistons opposés équilibrés (type D), offrent une large gamme de débits, de plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes par heure, avec un rendement volumétrique élevé. Ils sont parfaitement adaptés aux applications industrielles continues à grand débit, telles que la surpression dans les gazoducs, le traitement du gaz d'alimentation dans les usines de liquéfaction et les grandes centrales électriques au gaz, et permettent de réaliser d'excellentes économies d'échelle.
02

Large plage de taux de compression et maturité technique :

Ils présentent une large plage d'adaptation à la pression, allant de la moyenne pression à l'ultra-haute pression (par exemple, 25 MPa et plus), grâce à des solutions techniques éprouvées et fiables. Selon le niveau de pureté requis, des conceptions lubrifiées, microlubrifiées ou sans huile peuvent être adoptées, offrant des solutions éprouvées pour des conditions d'exploitation complexes telles que la recompression des gaz d'échappement dans les grands terminaux méthaniers et la récupération des gaz associés dans les gisements de pétrole et de gaz.

Points clés de conception des compresseurs alternatifs de méthane

01

Lubrification sans huile et refroidissement intermédiaire pour éviter les à-coups de liquide :

Pour garantir la pureté du méthane et empêcher l'huile de lubrification de pénétrer dans le système, il convient d'utiliser des segments de piston et des garnitures sans huile, en PTFE ou en composite de carbone. Des refroidisseurs intermédiaires et des séparateurs gaz-liquide performants doivent être conçus. Bien que le méthane ait une température critique basse et ne se liquéfie pas facilement dans des conditions normales, ce procédé permet de contrôler efficacement la température de refoulement, de réduire la consommation d'énergie et d'éviter l'entraînement de liquide ou la condensation de composants lourds présents dans le gaz d'admission, susceptibles de provoquer des coups de liquide.
02

Étanchéité antidéflagrante et isolation par tampon :

Le moteur d'entraînement et tous les composants électriques doivent être conformes à la norme antidéflagrante Ex d IIB T4. Le système d'étanchéité de la tige de piston doit être conçu avec un joint tampon à l'azote afin de diriger les fuites, même minimes, de gaz de procédé vers un système d'évacuation ou de torchage sécurisé, empêchant ainsi la pénétration de gaz combustibles dans le carter. Pour les compresseurs BOG basse température, l'entretoise doit être de conception allongée et équipée d'un dispositif d'isolation à l'azote.
03

Suppression des pulsations et contrôle des vibrations :

En raison de la faible densité du méthane, des pulsations du débit de gaz sont susceptibles de se produire pendant le fonctionnement du compresseur. Des amortisseurs de pulsations ou des réservoirs anti-ballottement doivent être conçus et installés à proximité des orifices d'aspiration et de refoulement de chaque étage. Une analyse des vibrations de la canalisation doit être réalisée conformément à des normes telles que l'API 618 afin de garantir la stabilité du système de tuyauterie et des fondations, assurant ainsi un fonctionnement sûr et stable à long terme de l'équipement et réduisant le risque de rupture par fatigue.

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

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-0,63/3-200	130	0,3	20	37
4	VW-10/8	600	ATM	0,8	75
5	VW-15/13	780	ATM	1.3	132
6	VW/20/8	1020	ATM	0,8	132
7	D-1,47/10-300	800	1	30	185
8	D-1.1/10-300	600	1	30	160
9	DW-30/16 - 20-30	27000	1,6-2,0	3	900
10	MW-154/6	10500	0,05	0,6	1100
11	MW-6/15-21	6000	1,5-2,0	2.1	185
12	M-40/3-7	9000	0,3	0,7	450