Solution innovante pour la surveillance multigaz rapide de l'hydrogène mélangé au gaz naturel

Comment le système de surveillance continue par laser Raman LRGA-3100 de Cubic Instruments pourrait-il contribuer au processus d'injection d'hydrogène dans le gaz naturel ?

Le 13 octobre 2023, l'administration Biden-Harris a annoncé l'octroi de 7 milliards de dollars pour le lancement de sept centres régionaux d'hydrogène propre (H2Hubs) à travers le pays. Lancé par le ministère de l'énergie (DOE), le programme H2Hubs vise à faciliter la production, le stockage, la livraison et l'utilisation de l'hydrogène propre, favorisant ainsi l'adoption et l'intégration à grande échelle de cette source d'énergie durable. L'hydrogène propre, plutôt que d'être utilisé seul, est principalement injecté dans le réseau de gaz par le biais d'un mélange avec le gaz naturel comme gaz combustible aux États-Unis de nos jours, ce qui permet une utilisation plus efficace des ressources et atteint simultanément l'objectif de réduction des émissions de carbone.

Toutefois, en raison des disparités considérables entre les caractéristiques physiques et chimiques de l'hydrogène et du méthane, les opérateurs de l'industrie pétrolière et gazière s'inquiètent de la sécurité de l'utilisation des gazoducs existants pour transporter le gaz naturel mélangé à l'hydrogène. En raison de la taille extrêmement petite de ses molécules et de sa grande diffusivité, l'hydrogène peut pénétrer dans certains matériaux de tuyauterie. Une fois qu'ils ont pénétré dans le métal, les atomes d'hydrogène se rassemblent au niveau des dislocations et des minuscules vides des matériaux de la tuyauterie, ce qui entraîne une réduction de la résistance du matériau, la formation de fissures ou des fractures à retardement. Ce processus aboutit à la fragilisation par l'hydrogène. Simultanément, à mesure que la proportion d'hydrogène gazeux augmente dans le pipeline et que la pression s'intensifie, le risque de rupture du pipeline et de fuite de gaz s'accroît. En outre, les exploitants s'efforcent également de répondre aux exigences des consommateurs en ce qui concerne le rapport des gaz mélangés, comme convenu dans les contrats, étant donné que les variations des rapports de mélange entraîneront des fluctuations de l'efficacité de la combustion des gaz en raison des différents pouvoirs calorifiques volumétriques de l'hydrogène et du méthane. Pour s'assurer que les gaz mélangés répondent à la demande d'énergie et atteignent les performances de combustion souhaitées à des niveaux de mélange spécifiques, les exploitants doivent veiller au strict respect de la proportion requise d'injection d'hydrogène.

Pour répondre aux problèmes de sécurité et de qualité du gaz, il est nécessaire de surveiller en permanence la concentration de l'hydrogène et du gaz naturel mélangés afin de s'assurer que le ratio des gaz mélangés est maintenu à un niveau spécifique pendant le transport dans les gazoducs jusqu'aux utilisateurs finaux.

Cubic Instruments, l'un des principaux fabricants d'analyseurs de gaz, s'est appuyé sur la plate-forme technologique mature de Cubic en matière de spectroscopie laser Raman pour fournir des solutions avancées pour les mesures de concentration de gaz multiples. Pour atteindre des niveaux élevés de précision et de fiabilité dans la mesure des différents composants gazeux, Cubic Instruments a développé de manière innovante un analyseur de gaz rapide en ligne, le LRGA-3100, qui peut être utilisé dans l'industrie du pétrole et du gaz.

Basé sur la technologie de la spectroscopie laser Raman, le LRGA-3100 est spécialement conçu pour relever les défis de la surveillance rapide et simultanée de plusieurs gaz. Il est capable de fournir automatiquement des mesures continues en ligne pour tous les composants des alcanes, y compris CH4, C2H6, C3H8, C4H10, etc., ainsi que pour les molécules diatomiques homonucléaires, y compris H2, N2, O2, etc. En outre, le LRGA-3100 excelle à fournir des mesures de haute précision et une dérive exceptionnellement faible, garantissant des mesures fiables pour la surveillance multigaz de la concentration d'hydrogène et de gaz naturel mélangés. En outre, le LRGA-3100 atténue efficacement le risque d'erreurs de mesure causées par les opérations manuelles, qui peuvent survenir lors de l'application des méthodes GC-MS traditionnelles. Par conséquent, grâce à l'analyse rapide des changements de données, les opérateurs de l'industrie pétrolière et gazière peuvent rapidement ajuster le processus en amont d'injection d'hydrogène dans le gaz naturel afin de respecter les limites de sécurité et les exigences en matière de qualité du gaz avec une efficacité accrue.

Grâce à ses avancées révolutionnaires en matière de technologie de surveillance des gaz, le LRGA-3100 apporte à l'industrie pétrolière et gazière précision, fiabilité et efficacité. S'alignant sur la tendance croissante de l'application de l'hydrogène aux États-Unis, le LRGA-3100, à la pointe de la technologie, aidera considérablement les opérateurs à évoluer vers un avenir énergétique plus sûr, plus propre et plus durable.