Objectif de la première étape

Le propane liquide issu du dépropaniseur ou de la récupération contient des composés plus légers dissous. Une première vaporisation à haute pression élimine la majeure partie de la vapeur, réduisant ainsi la charge sur les étages suivants. La plupart des composés volatils sont capturés en une seule étape avant un polissage plus fin lors des vaporisations suivantes.

Pression de fonctionnement

Le premier étage, généralement à une pression de 8 à 15 bars, assure la chute de pression initiale due aux équipements en amont. Une pression plus élevée qu'aux étages suivants minimise les pertes de propane par vaporisation tout en éliminant une part importante des composés légers. Le choix de la pression permet d'optimiser l'efficacité de la séparation tout en assurant le traitement des vapeurs.

Configuration du tambour

Cuve horizontale avec entrée de propane liquide, grand espace vapeur pour un volume important de gaz de détente, sortie vapeur vers compression ou réfrigération, sortie liquide vers détente secondaire et régulation de niveau. Le dimensionnement permet une importante production de vapeur due à la réduction de pression.

Volume de vapeur

La première détente génère la plus grande quantité de vapeur, composée principalement d'éthane et de méthane, avec un peu de propane. Selon la configuration de l'installation et les impératifs économiques, cette vapeur est acheminée vers la compression de récupération, l'aspiration du système frigorifique ou le gaz combustible.

Sélection des matériaux

Construction en acier au carbone adaptée au propane. Pression de conception adaptée aux conditions du premier étage avec une marge de sécurité. Température typique : 10 à 40 °C selon le procédé en amont et les conditions ambiantes.

Efficacité de séparation

La distillation flash en une seule étape élimine 70 à 85 % des composés légers dissous. Les composants plus légers restants nécessitent une deuxième, voire une troisième étape, pour obtenir du propane conforme aux spécifications. L'élimination efficace du gros volume permet de réduire la taille et le coût des équipements en aval.

Demandes

Récupération du propane dans une usine à gaz après dépropaniseur, séparation du GPL en raffinerie, élimination des fractions légères du fractionnement des LGN et tout système de purification du propane à plusieurs étapes nécessitant une détente initiale à haute pression.

Flash Dynamics

La chute de pression de 15 à 30 bars en amont jusqu'à la première pression de vaporisation provoque la vaporisation des composés légers. L'équilibre de vaporisation dépend de la composition, de la pression et de la température à l'entrée. Des conditions optimales permettent de maximiser l'élimination des composés légers tout en minimisant les pertes de propane.

Contrôle de niveau

Maintient le niveau de liquide pour assurer un débit constant vers le deuxième étage. Un niveau haut empêche l'entraînement de vapeurs. Un niveau bas indique des problèmes d'alimentation en amont. Les régulateurs se coordonnent avec le fonctionnement global de la chaîne de détente.

Récupération de vapeur

Le volume élevé de vapeur justifie la récupération par compression dans la plupart des installations. Le gaz recomprimé est réintégré au procédé ou commercialisé. Cette récupération économique améliore le rendement global de l'usine par rapport au torchage des hydrocarbures précieux.

Normes de construction

Conception conforme à la section VIII de la norme ASME pour la pression de service. Matériaux adaptés au propane et aux hydrocarbures légers. Dimensionnement des soupapes de décharge selon la norme API 520 pour la résistance au feu. Documentation complète avec calculs d'équilibre de flamme.

Les premiers séparateurs flash de propane ERGIL initient une séparation en plusieurs étapes éliminant les fractions légères en vrac lors des opérations de traitement du gaz et de récupération du GPL.