OA17842A - Conduite avec gaine à perméabilité réduite aux composés acides. - Google Patents

Abstract

La conduite est destinée à transporter un effluent pétrolier comportant au moins l'un des composés acides CO2 et H2S. La conduite comporte au moins un élément métallique (3, 5) et une gaine tubulaire en matériau polymère (2, 4), l'élément métallique étant disposé à l'extérieur de la gaine. La gaine est composée d'un mélange d'un matériau polymère avec une quantité déterminée de produits chimiquement actifs avec lesdits composés acides de façon à neutraliser irréversiblement les effets corrosifs desdits composés et de limiter les effets corrosifs sur lesdits éléments métalliques. La conduite est caractérisée en ce que les produits chimiquement actifs sont introduits dans la gaine sous forme de particules de surface spécifique supérieure à 5 m2/g.

Description

CONDUITE AVEC GAINE /À PERMÉABILITÉ RÉDUITE AUX COMPOSÉS /ACIDES

La présente [invention «concerne île domaine des conduites pour île transport de fluide pétrolier comportant des composés acides ttels l'hydrogène sulfuré <et le dioxyde de carbone.

L'inyention s’applique notamment aux hydrocarbures transportés dans des conduites susceptibles d’être sous fortes pressions,, supérieures à 100 bars et à des températures élevées, supérieures à 70*G, voire 1©0°G, pendant de longues périodes de temps, c'est-à-dire plusieurs années. Les (conduites sont notamment mises en oeuvre pour l’exploitation pétrolière en mer.

Les conduites peuvent être des itdbes métalliques revêtus iritérieurement d’un ftube en matériau polymère. Les conduites peuvent (également être des conduites flexibles constituées d’une superposition de gaines en matériau polymère et de plusieurs couches de fils métalliques enroulés en hélice.

Lors du transport de l’effluent pétroler à forte pression et à haute température, les composés acides tels l'H^S et Ile CQ₂ ont tendance à migrer à travers la gaine polymère jusqu'à atteindre les parties métalliques de la conduite et provoquer de la corrosion accélérée. La corrosion présente des risques pour l'intégrité mécanique de la conduite qui est fortement sollicitée par les hautes pressions de ll’effluent pétrolier et par l'environnement marin.

Le document EP 844 429 propose d’introduire, dans ta gaine en matériau polymère, des produits chimiquement actifs avec les composés acides (H2S «et/ou CO2) de manière à neutraliser irréversiblement les effets corrosifs desdits composés acides <et de manière à éviter les effets corrosifs sur les parties métalliques de la conduite.

La présente invention propose de perfectionner l'enseignement du document EP'844 429 en proposant des solutions pour accroître substantiellement l'effet neutralisant des produits chimiquement actifs avec les composés acides.

f t *·- » . 2 De manière générale, la présente Invention (concerne une conduite pour transporter un effluent pétrolier comportant au moins l'un des composés acides CO₂ et H₂S. La conduite comporte au moins un élément métallique et une gaine tubùlaire en matériau polymère, l'élément métallique étant disposé à l'extérieur de la gaine. La gaine comporte un mélange d'un matériau polymère avec une quantité déterminée de produits chimiquement actifs avec lesdits composés acides de façon à neutraliser irréversiblement les effets corrosifs desdits composés et de limiter les effets corrosifs sur lesdits éléments métalliques. La conduite est caractérisée en ce que les produits chimiquement actifs sont introduite dans la gaine sous forme de particules de surface spécifique supérieure â 5 m²Zg. . ..

. Selon l'invention, les produits chimiquement actifs peuvent être introduite dans la gaine sous forme de particules de granulométrie supérieure à 0,02 pm.

Les produits chimiquement actifs peuvent être choisis parmi les oxydes métalliques choisis dans le groupe constitué du ÎFe/Os, IFW» ZnO» IlSfiO, CoO, CdO, CuO, SnO₂, MoO₃, Fe/CL, Ag₂O, CrO₂, CïO₃, Cr₂O₃, TiO, TiO₂ et Tj₂O₃ les oxydes alcalins et alGalino-terFeux choisi parmi le CaO, te Ca(OH)₂ et le MgO.

Les produits chimiquement actifs peuvent également être choisis parmi les carbonates métalliques, les chlorures métalliques,, Iles formes hydratées des carbonates métalliques et des chlorures métalliques, les formes hydroxÿlées des carbonates métalliques et des chlorures métalliques, les carbonates alcalins, les carbonates alcalino-terreux, les chlorures alcalins, les chlorures alcalino-terreux, les formes hydratés des carbonates alcalins, des carbonates alcalino-terreux, des chlorures alcalins, des chlorures alcalino-terreux et les formes hydroxÿlés des carbonates alcalins, des carbonates alcalino-terreux, des chlorures alcalins, des chlorures alcaïino-terreux.

. .. La gaine peut comporter, en (outre, des charges de forme 'lamellaire ayant un coefficient de forme supérieur à 20, lia (concentration massique desdites charges lamellaires dans la gaine étant, égale au maximum â 10% • .. 3

La gaine peut comporter,, en outre, des charges adsorbaritës qui piègent les composés acides, îles charges adsorbantes étant choisies parmi les charbons actifs, les zéolites et les alumines. ..

La gaine peut comporter des additifs pour améliorer les propriétés mécaniques de la gaine., Iles additifs étant choisis parmi les poly(ethylène-octène), des poJy(éthylène-propylène)₁ des poJy(éthylène-'butène.) cet les poly(styrène/éthylène-butylène/styrène).

Les produits chimiquement actifs peuvent être traités chimiquement en surface avec des silanes.

La gaine peut comporter des polyoléfiries greffées anhydride maléique.

- Selon l'invention, la gaine peut (comporter au moins deux couches, une première couche comportant un premier matériau polymère et une deuxième couche (comportant un second [matériau polymère contenant ladite (quantité déterminée de produits chimiquement actifs. La première couche peut comporter en outre des charges de forme lamellaires ayant un coefficient de forme supérieur à 20, la concentration massique desdites charges lamellaires dans la première couche étant égale au maximum à 10%. On peut déposer un revêtement entre les deux couches, ledit revêtement contenant une quantité desdits produits chimiquement actifs

Alternativement, ladite (quantité déterminée de produits dhimlquement actifs peut être répartie dans toute l'épaisseur de ladite gaine.

D’autres caractéristiques et avantages de l'invention 'seront mieux compris et apparaîtront clairement à lia lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels :

- lia figure 1 schématise une conduite flexible,

- la figure 2 schématise une conduite rigide,

- lia figure 3 représente en détail une gaine polymère multicouche.

La conduite flexible représentée par la figure 1 est constituée de plusieurs couches décrites ci-après de l’intérieur vers l'extérieur de la conduite.

. 4

La carcasse 1 est constituée d'une bande métallique enroülée sélon une hélice à [pas court. Elle est destinée à la résistance à l'écrasement sous l’effet de là pression externe appliquée à la conduite. La bande métallique peut être réalisée à partir d'un feuillard déformé ou d'un fil, chaque spire étant agrafée aux spires adjacentes-

Les gaines d'étanchéité 2 et 4 sont réalisées [par extrusion dlun matériau polymère, en général choisi parmi les polyoléfines, les polyamides et Iles polymères fluorés.

La voûte 3 réalisée en fils métalliques agrafés ou emboîtables assure lia résistance à la pression interne dans la conduite.

. Les (nappes d'armures de traction 5 sont constituées par des fils métalliques enroulés en Ihélice selon des angles compris entre 20° et 55°. Les nappes sont maintenues par le (ruban 6.

La gaine en polymère 7 forme une protection externe de la conduite.

Selon llinvenfion., au moins l'une des gaines d'étanchéités 2 ou 4 comportent des charges chimiquement actives avec l'HfeS et/ou Ile CO₂.

La conduite (représentée par lia figure 1 est du type rough bore¹, d'est-àdire que le fluide en circulation dans la conduite est en contact avec la carcasse 1.

Alternativement, lia (conduite peut être du type smooth boré. Dans ce cas, la conduite représentée par la figure 1 ne comporte pas de carcasse 1. La gaine polymère 2 est directement en contact avec le fluide (en circulation dans la conduite.

La conduite schématisée par la figure 2 est constituée d'un tube métallique 8 (dont la surface interne est revêtue par une gaine d'étanchéité continue 9 en matériau polymère. .

Selon irinvenfion, la gaine 9 comporte des charges Chimiquement actives avec l'H^S et/ou le CO^.

. S ··

Selon (rinvention, les gaines d'étanchéité sont fabriquées à partir d'un mélange de matériau polymère et (de (Charges d'agents neutralisant Iles composés acides, tels il’H₂S et le C0₂. Le mélange est préparé à une température supérieure â lia température de fusion du matériau polymère, pendant les opérations 5 d'extrusion de lia gaine. Les charges d’agents neutralisant peuvent être réparties dans touté l'épaisseur de la gaine d'étanchéité en matériau polymère.

. Compte tenu du domaine de l'invention, d’est-à-dire les conduites pétrolières rigides ou flexibles, on choisit de préférence le matériau polymère parmi les polyoléfines réticulées ou non, par exemple le polyéthylène (PE) ou le 10 polypropylene {PP), les polyamides, par exemple le du polyamide 11 (PA-11) ou le polyamide 12 (RA-12), les polymères fluorés, par «exemple le polyfluorure de vinylidène (PVDF), Iles polysulfures, par exemple le polysulfure de phénylène (PPS), les polyuréthannes (PU), Iles polyesters, les polyacétals, les polyéthers, par exemple le polyethersulfone (PES), les polyétherêthercêtone (PEEK), et les 15 caoutchoucs tels que le caoutchouc butyl

Les agents neutralisants les composés acides sont choisis parmi les oxydes métalliques (FezOa, PbO, ZnO, INiO, CoO, GdO, CuO, SnQz, MoO₃, Fe₃O₄, Ag₂O, CrO₂, CrO₃, Cr₂O₃, TiO, TiO₂ et T12O3 ) ou les oxydes alcalins ou alcalinoterreux (CaO, Ca(OH)₂, MgO), ou tes composés comportant des fonctions amines 20 tels que les polyamines et les polyéthylènes polyarriines. On peut utiliser un type d'agent neutralisant. On peut également mettre en oeuvre une combinaison de différents agents neutralisants, par exemple une combinaison de plusieurs oxydes métalliques, une combinaison d'oxydes métalliques avec des oxydes alcalin ou alcàlinoterreuix.

Les produits chimiquement actifs peuvent également être choisis parmi

Jes carbonates métalliques (par (exemple le ZnCOs), ou les chlorures métalliques (par exemple le ZnCI₂), ainsi que les formes hydratées et/ou hydroxylée des carbonates métalliques et des chlorures métalliques (par exemple le 2ZnCO₃.3H₂O„ Ile Zn(OH)₂ , le Zn₅(GO₃)2(OH)₆ ou le Rn(O:H)2]3.(ZnCQ₃)₂ ). Les produits chimiquement actifs peuvent également être choisis parmi les carbonates alcalins, les carbonates alcalino-terreux, les chlorures alcalins et Iles chlorures

- · àlca'lino-terreux ((par exemple le :Nà₂CO3 ou le CaCO₃), ainsi que les formes hydratées et/ou hydroxylées (des carbonates âlcaiins, des carbonates alcalinoterreux, des chlorures alcalins et des chlorures alcaiino-terreux

Pour les agents neutralisants mentionnés cï-dessus, le principe de réaction consiste à passer des dérivés oxydées, carbonatées, dhlorées (éventuellement sous formes Ihydratées <et ou Ihydroxylée) à des dérivés sulfurés (dans le cas d'une réaction avec IH₂S) ou carbonatées (dans le cas d’une réaction avec CO2). Evidemment dans le cas où seul le CO₂ est présent, les formes carbonatées des dérivés métalliques, des dérivés alcalins et des dérivés alcaïino10 terreux ne seront pas sélectionnées.

Selon l'invention, la proportion massique des agents neutralisants Iles composés acides peut être comprise entre 10% et 50% massique. En effet, pour des concentrations massiques (inférieures à 10%, l'épaisseur de la gaine 9 nécessaire pour obtenir une efficacité acceptable, pourrait être trop Importante pour pouvoir être insérée «dans lia (conduite flexible. Pour des concentrations massiques en agents neutralisant les composés acides supérieures à 50%, les propriétés de résistance mécanique de la gaine 9 pourrait être incompatibles avec l'application. ”

Selon l'invention, on choisit des charges d'agent neutralisant les 20 composés acides qui présentent une surface spécifique supérieure à 5 m²/7g et de préférence au moins supérieure à 20m²/g. De manière préférée, la surface spécifique de l'agent neutralisant peut être inférieure (à 50 m²/g. En effet, les inventeurs ont découvert que la surface spécifique des charges est critique pour déterminer lia tenue à la corrosion des parties métalliques de la conduite. Pour 25 une même fraction massique de charges d’agent neutralisant dans la matrice, l'efficacité de ladite charge est d'autant plus importante que sa surface spécifique est grande. En effet, l'efficacité 'd'une charge réactive dans une gaine polymère est reliée au rendement massique de fa charge, c'est-à-dire au nombre de moles de charges réactives (qui vont réagir aveG les composés .acides ainsi qu'au temps

- 7 ' nécessaire au passage d'une imolè de composé acide à travers la gaine polymère chargée. 111 a été imoritré (voir notamment les exemples présentés ci-après) que plus la surface spécifique de lia charge réactive est importante, plus les réactions acides-charges sont importantes en surface de la charge et plus Ile temps nécessaire au passage de molécules actives à travers la gaine polymère chargée est grand. Ce qui correspond pour une fraction massique de charges réactives donnée, à une plus grande efficacité de ladite charge.

est à noter que les rendements massiques obtenus sont toqjours strictement inférieurs â 100%. III reste donG des parties de charges réactives non réagies et donc des composés acides parviennent à traverser l’épaisseur de gaine polymère chargée bien que toutes Iles charges m'aient pas réagi.

D’autre part, dans le cadre de la réalisation de conduites flexibles on vise à réduire le volume et le poids des structures. IL'elficacîté de ta gaine 9 est d’autant plus importante que son volume et son poids sont moindres et donc que son épaisseur est faible. La masse volumique des polymères (organiques utilisés dans le cadre de Tinvenfion est relativement faible et généralement comprise entre 0,9 g/cm³ et 1,8 g/cm³. On comprend bien dans Be cadre de l'invention l’importance de la quantité d'agents neutralisant des composés addes, dont lia masse volumique peut être supérieure à 5 g/cm³, influent sur l'efficacité donc de l'épaisseur de la gaine 9. En conséquence, lia présente invention propose d’optimiser la taille et la surface accessible pour un même agent neutralisant les composés acides afin d'utiliser au mieux la capacité de neutralisation dudit agent dispersé dans la gaine.

Une méthode standard pour mesurer lia surface spécifique est basée sur l’adsorpfion physique d'azote sur la surface d’un solide (méthode BET : Brunauer, Emmeït, Téller).

Afin d'illustrer l'importance de la taille et de fa surface accessible de la charge ou des charges, on a réalisé des mélanges polyéthylène 3802S (produit par TOTAL iPetrochemica’l) avec des charges de différentes granulométries, de facteurs de forme variables et de surfaces spécifiques différentes, à l'aide d'un malaxeur de type HAAKE. Le mélange est réalisé à 170°G avec une vitesse de rotation des pâles de 32 tours par minuté pendant 10 minutes. La mise en forme du mélange sous forme de plaques de 7,5. mm d’èjpaisseur est réalisée à 170°G pendant une minute à une pression de 200 bars à l'aide d'une presse à plateaux. Afin de juger de l'efficacité de la membrane active, un échantillon circulaire de 12 à 24 mm de diamètre est découpé à l'aide d'un emporte pièce puis soumis dans un réacteur en inox à une pression d'EfeS pur donnée durant un temps déterminé. Au terme de l'expérience, ll'échantillon cylindrique est coupé en deux parties égales. Une analyse de détection de soufre est réalisée sur la tranche de ['échantillon par imicrosonde de Gastaing. L’efficacité de la membrane active est directement réliée à l'avancée et à la forme du front de soufre au coeur de ï'échantillan.

Influences de la granulométrie et de la surface spécifique

Les -exemples cornparatifs du tableau 1 sont iréalisés avec du PE3802S contenant 29% <en poids d’oxyde de Zinc, et Illustrent l'influence de ta granulométrie sur ta mesure de l'avancée du front de soufre au coeur de TéGhantillon.

Exemple	Granulométrie de l'oxyde de Zinc (Microns)	P H2S (bar)	Temps (h)	Avancée relative du front de i soufre(%)
1	0,84	1	336	100
2	0,21	1	336	90,2
3 I	0,11	1	336	83,4

Tableau 1

Les exemples 1 à 3 montrent bien qu'à fraction massique de charges réactives constante, one granulométrie plus faible permet de limiter l'avancée du .

. s soufre dans l'échantillon. IDe préférence, on utilise des charges réactives nanométriques, c'est-à-dire dont la granülométrîe est inférieure à i pm.

Les exemples comparatifs du tableau 2 sont réalisés avec du IPE3802S contenant 29% en poids d'oxyde de Zinc, et illustrent l'influence de la surface 5 spécifique sur lia mesure de l'avancée du front de soufre au coeur de l'échantillon.

Exemple	Surface spécifique de l'oxyde de Zinc (m2/g)	P HzS (bar)	Temps (h)	Avancée relative du front de soufre (%)
4	8	1	48	ÎOG
5 i	22	1	48	76,7
6	28	1	48	57

Tableau 2

Les exemples 4 à 6 montrent bien qu'une surface spécifique importante permet de limiter l’avancée du front de soufre au sein de la motrice polymère et retarde donc l'instant où les composés acides traversent l’épaisseur de lia gaine 10 polymère. La présente invention propose dMtiliser des charges dont la surface spécifique est supérieure à 5 m²/g,, de préférence au moins supérieur® à 20 m^g.

Dans certains cas, le mélange de matériau polymère et de charges d’agents neutralisant peut se dégrader lors de ^opération d'extrusion : de ITeau générée par réaction entre lé polymère et la. charge peut produire par exemple 15 une dégradation du polymère par hydrolyse de la chaîne macromoléculaire. IPour limiter les réactions non désirées entre la charge et le polymère, on peut encapsuler ou enrober la charge. La présence d'une couche supplémentaire (entre le matériau polymère et lia charge réactive permet d'éviter des problèmes de dégradation de la matrice polymère en limitant le contact entre le polymère et la 20 charge réactive. Cependant, on choisit une couche supplémentaire perméable aux molécules acides de façon à permettre un meilleur accès eux sites réactifs de la charge. Parmi îles différents procédés d’encapsulation utilisables, on (peut utiliser par exemple l'encapsulation en llit d'air fluidisé : le composé neutralisant le composé acide est (enrobé d'un argent qui l'isole de la matrice polymère.

L'utîlisation des charges réactives en mélange avec des matériaux polymère peut induire des modifications de propriétés mécaniques et peut occasionner des problèmes de mise en oeuvre lors de l'extrusion et de la mise en forme, de la gaine polymère. Selon l'invention, ©n peut ajouter des additifs permettant de limiter les défauts d'écoulement des compositions et d’améliorer Iles propriétés mécaniques de lia gaine. Les additifs peuvent être ajoutés fors du 10 mélange du matériau polymère avec les agents réactifs, à une température supérieure â la température de fusion du matériau polymère.

Pour des taux de charges importants, on peut utiliser des composés qui permettent de conserver des propriétés d'allongement au .seuil de plasticité ainsi qu'à la rupture et de modules dVoung compatibles avec les contraintes soumises 15 aux conduites pétrolières. Par exemple ©n peut ajouter des élastoimères thermoplastiques comme des polyCeihÿiènerocjtène), des p©Jy(éthÿlènepropÿlèné), des poly(êfhylène-butène) commercialisés [par Dow sous Ile nom commercial Engage™, lies copolymères blocks tels que les poly(siyrèneZéthylènebutylène/styrène) greffés ou non greffés dans du polyéthylène afin de favoriser lia 20 mise en oeuvre et pour améliorer les propriétés mécaniques du polymère. De plus,, ©:n peut ajouter des copolymères de type Lotader commercialisés par lia société Afkema dans les polyamides pour favoriser la compatibilité de l’agent neutralisant les composés acides avec lia matrice polymère.

On peut également favoriser la création d'interfaces fortes entre l’agent 25 neutralisant les composés acides et le polymère de la gaine d’étanchéité. /Ainsi l'agent neutralisant les composés acides peut être traité chimiquement en surface avec des silanes. On peut également ajouter des polyoléfines'greffées anhydride maléique pour augmenter les interactions dharge-matrice.

t

ΤίΙ

Selon (l'invention, la phase de préparation et de mise en oeuvre du mélange de matériau polymère et de charges chimiquement réactives avec (les composés acides H₂S et/ou CO₂ est importante. En effet, de préférence, les charges chimiquement réactives sont réparties de façon homogène dans le matériau polymère. En effet, une répartition homogène des charges réactives permet de neutraliser les composés acides sur toute la surface de la gaine et évite ila formation de passages privilégiés de composés acides à travers la gaine ce qui conduirait à une sortie rapide dé l'acide à travers la gaine et donc à une mauvaise efficacité. De plus, une concentration locale iirihomogène de charges réactives dans lia gaine pourrait provoquer des faiblesses de tenue mécanique de la gaine, Les inventeurs ont découvert qu’en dessous d’une valeur de granulométrie, la répartition de la charge dans la matrice polymère n’est plus suffisamment homogène pour améliorer l’action de la charge. En (conséquence., selon l'invention, on met en œuvre de préférence des charges sous forme de granulat dont la granulométrie est supérieure à Θ,Ό2 pm.

Les charges chimiquement actives aveG les composés acides peuvent être introduites dans le polymère de base (Soit sous forme de poudre sèche soit sous forme de solution en suspension. L'introduction peut se faire lors de la polymérisation in situ, lors de la phase dé compoundage ou encore via rutilisation d’un mélange-maître¹'..

Pour obtenir une dispersion homogène de charges de granulométrie plus faible dans la matrice polymère, on peut par (exemple modifier chimiquement la surface des charges réactives, ou ajouter des agents dispersants. On peut également modifier les profils de la vis d'extrusion, les conditions opératoires tels que le débit, la température afin d’obtenir un mélange correct De plus,, on peut réaliser le mélange de matériau polymère avec les charges réactives en plusieurs opérations. Par exemple, on réalise un prê-imélange avec une concentration en charge réactive élevée. Le pré-mélange est (ensuite dilué lors d'une opération ultérieure.

Afin de limiter la vitesse de diffusion à travers la gaine .de matériau polymère, on peut introduire des charges de forme lamellaire tels que les mica.

- _ 12 · des smectites naturelles ou synthétiques ((montmorillonites, laponites, saponïtes, Ibentonites). Les charges de forme lamellaire présentent une forme plane, crist-àdire une surface plate importante par rapport à Tépaisseur. En général, on caractérise une charge lamellaire par un facteur de forme qui donne lia valeur de sa plus grande dimension sur sa plus faible (en général rêpaisseur). Selon ^invention, on choisit des charges dont le facteur de forme est supérieur à 20 et inférieur à 500.. Les particules de composé lamellaire nanomêtrique, en fraction massique faible, permettent d'améliorer significativemèrit Iles propriétés de la matrice polymère. Préférentiellement, on ajoute une fraction massique de composés lamellaire inférieure à 10%. En outre, les composés lamellaires peuvent comprendre un agent dlnitercalation qui est capable d’intercaler etfou d'exfolier les lamelles des particules de façon à séparer complètement les lamelles des unes des autres dans la matrice polymère. Les charges lamellaires permettent de réduire la perméabilité de la gaine polymère via un effet de tortuosité. En effet, les particules de composés acides doivent parcourir un chemin beaucoup plus long dû à la présence d’objets imperméables qu'ils doivent contourner. Plus Ile facteur de forme est grand, plus le chemin de diffusion est grand. IDe plus, l’augmentation du chemin de diffusion permet d’augmenter les probabilités de rencontre des molécules de composés acides avec les charges réactives. Ainsi ces charges lamellaires permettent, non seulement de ralentir la diffusion des composés acides à travers la gaine, mais également d'augmenter l'efficacité des changes réactives vis-à-vis des composés acides.

On peut également réduire la diffusion des gaz acides à travers la gaine en utilisant des changes qui piègent les gaz acides de façon réversible, par exemple des particules de charbon actif, des zéolithes ou des alumines. Ce piégeage temporaire permettant d'une part,, de iralentir Ile passage des molécules acides au sein de la matrice polymère et, d'autre part, d'augmenter la probabilité de réaction entre une molécule acide et une charge réactive. Tout ceci tendant à augmenter refficacfté de la membrane polymère comportant des charges réactives de façon irréversible ainsi que des charges réactives de façon réversible.

Selon un mode parfioulier de l'invention, on réalise la (gaine d'étanchéité respectivement référencée 2 ou 4 sur la figure 1, ou 9 sur Ha Figure 2 <en plusieurs couches.

La réalisation d’une gaine polymère multicouche permet de dédier une couche à lia fonction de barrière aux composés acides et de faire supporter Iles contraintes mécaniques ou thermiques à une autre couche.

En référence à lia figure 3, on réalise la gaine G en deux couches CI et C2. Les couches Cl et C2 sont successivement extradées. Par exemple, on extrade la couche Cl sur un noyau, puis on extrade la couche C2 sur la couche 10 C1 pour réaliser une gaine dont Ha couche Cil est à l'intérieur et lia couche 02 (est à l'extérieur. La couche Cl est réalisée avec un matériau polymère sans agents neutralisants, afin d'avoir une bonne tenue mécanique et thermique de lia gaine G. De plus, la couche Cl permet de limiter He débit de composés acides à travers la gaine G. La couche G2 comporte un mélange de matériau polymère et de charges 15 d’agents neutralisants pour faire barrière aux composés acides. Ce mode de réalisation permet de choisir un matériau polymère pour réaliser ila couche 02 qui accepte bien la présence des agents neutralisants. De préférence Ses couches Ci et 02 sont réalisées (en polymère tels que : polyéthylènes, polyamides, polymères fluorés. On peut donner comme (exemple, une première couche CI en Polyamide 20 11 et une deuxième couche 02 en Polyéthylène chargé avec un oxyde métallique tel que du ZnO. ILa couche CI assure le rôle de gaine (d'étanchéité, elle limite donc Ile débit en gaz acides que verra.la couche 02. D'autre part, elle se comporte également comme une barrière thermique puisqu’elle limite la température subie par la couche 02. ’

Alternativement, on peut inverser l’ordre des couches CI et C2 et lia nature <du polymère.

L’exemple décrit ci-après permet d’illustrer le bénéfice procuré par Remploi de particules actives à fortes surface spécifique dans une conduite flexible selon llinvention. La conduite transporte un fluide (comportant de rHjS à <0,3 bar de >

pression partielle,, le fluide «étant à une température de (60°C. La conduite comporte une gaine «d'étanchéité bicouche «comme décrit en référence à la figure

3. La couche 02 «comporte 30% poids d’oxydes de zinc (ZrtO). L’épaisseur de la couche (G2 est déterminée de manière à «ce que Iles oxydes «de zinc soient efficaces pendant une durée de fonctionnement 20 ans (au bout des 20 ans,, la totalité «du ZnO a réagi avec I'HîS) :

- lorsque les charges de ZnO présentent une surface spécifique de 10 m²/g, l'épaisseur (de la couche 02 est estimée à 12 mm,

- lorsque les «charges de ZnO présentent une surface spécifique de 50 m²Zg , l’épaisseur «de la couche 02 est estimée à 6 mm.

En conséquence, rutïlisation d’agents chimiquement actifs à forte surface spécifique (par exemple, avantageusement supérieure à 10m²/g, voire très avantageusement supérieure à 50 m*/g) permet de limiter l'épaisseur de la gaine d’étanchéité, et donc de réduire la raideur en flexion de la conduite.

Pour réduire la perméabilité de la gaine G et pour réduire les concentrations de composés acides à l'interface I entré les couches Cf et 02, selon Finventîon,, on peut introduire des charges lamellaires dans la couche Cl (charges lamellaires présentant un facteur de forme supérieur à 20 et comportant éventuellement un agent d’intercalation, fraction massique maximale en particules inorganiques de 10%).

Pour limiter l'accumulation de composés acides à l’interface entre les deux couG'hes, on peut (déposer un revêtement comportant des produits chimiquement actifs au niveau de l'interface. On extrade l'une des couches Cf ou 02 puis on dépose sur l’extérieur de lia couche ledit revêtement chargé en agents neutralisants, puis on extrade sur la couche du revêtement la deuxième couche.

Les produits dhîmiquemerit actifs contenus dans le revêtement peuvent être des oxydes métalliques, alcaîms ou alcaïinoterreux ou des amines. Le revêtement peut être une fine couche de matériau de lïnventlon déposée par enroulement sous forme de bande par (exemple.

Le revêtement peut être une peinture, un tissu organique ou minéral «enduit du matériau dé ffinvention. Le revêtement peut être déposé sous forme liquide et séché, «comme une peinture. 0 doit (être souple afin d'éviter, par rupture prématurée, la formation de passages privilégiés pour îles molécules acides

Claims (13)

1. REVENDICATIONS

   1) Conduite pour transporter un effluent pétroliercomportant au moins l'un des composés acides CO₂ et H₂S,, la conduite comportant au moins un élément métallique et une (gaine tubulaire en matériau polymère., l'élément métallique étant disposé à l'extérieur de la gaine,, la gaine comportant un mélange «Hun matériau polymère avec une quantité déterminée de produits chimiquement actifs avec lesdiits composés acides de façon à neutraliser irréversiblement les effets corrosifs desdits composés <ét de limiter les effets corrosifs sur lesdits éléments métalliques, la conduite est caractérisée en ce que les produits chimiquement actifs sont introduits dans la gaine sous forme de particules <de (surface spécifique supérieure à 5 m²//g.
2. 2) Conduite selon lia revendication 1, dans laquelle les produits chimiquement actifs sont introduits dans la gaine sous forme de particules de granulométrie supérieure à 0,02 pm.
3. 3) Conduite selon Ha revendication 1, dans laquelle les produits chimiquement actifs sont choisis parmi les oxydes métalliques choisis dans Ile groupe constitué du Fe₂O₃, PbO, ZnO, NiO, CoO, CdO, CuO, SnO._z, MoO_a, Fe₃O4, Ag₂O„ <OrO₂, CrO.3, Cr₂Q₃, TiO, TiO₂ et Τίΐ₂Ό.₃ Iles oxydes alcalins et alcalinoterreux choisi parmi le CaO, Ile Ca(OH)₂ et le IMgO..
4. 4) Conduite selon la revendication % dans laquelle les produits chimiquement actifs sont choisis parmi les carbonates métalliques, les chlorures métalliques, les formes hydratées (des carbonates métalliques ét (des chlorures métalliques, les formes hydroxylées des carbonates métalliques et des chlorures métalliques, les «carbonates alcalins, les carbonates alcalino-terreux, Iles chlorures alcalins, les chlorures alcalino-terreux, les formes hydratés des carbonates

   117 alcalins, (des carbonates alcalino-terreux, des chlorures alcalins, des chlorures alcalino-terreux et îles formes hydroxylés des carbonates alcalins, des (carbonates alcalino-terreux, des chlorures alcalins, des chlorures alcalino-terreux.
5. 5) Conduite selon lia revendication % dans laquelle la gaine comporte en

   5 outre des charges de forme lamellaire ayant un (coefficient de forme supérieur à 20, la concentration massique desdites charges lamellaires dans la gaine étant égale au maximum à 10%.
6. 6) Conduite selon lia (revendication dans laquelle la gaine (comporte en outre des charges adsorbantes (qui piègent les composés acides, les charges 10 adsorbantes étant choisies parmi Iles charbons actifs, les zéolîtes et Iles alumines.
7. 7) Conduite selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la gaine comporte des additifs pour améliorer les propriétés mécaniques de la gaine, les additifs étant choisis parmi les po'ly(ethylène-octène), des pply(éthÿlènepropÿlène), des poly(éthylène-butène) et les poly(styrèneZéthÿlène-

   15 buty'lèneZstyrène).
8. 8) Conduite selon Tune des (revendications précédentes, dans laquelle les produits dhimiquement actifs sont traités chimiquement en surface avec des silanes.
9. 9) Conduite selon Hune des revendications précédentes, dans laquelle la 20 gaine comporte des polyoîéfines greffées anhydride maléique.
10. 10) Conduite selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la gaine comporte au moins deux couches, (une première couche comportant un premier matériau polymère et (une deuxième couche comportant un second matériau polymère contenant ladite quantité déterminée de produits

    25 chimiquement actifs.

    1<8
11. 11) Conduite selon la revendication 10, dans laquelle la première couche (comporte en outre (des charges de forme lamellaires ayant un coefficient de forme supérieur à 20, la concentration massique desdites charges lamellaires dans la première couche (étant égale au maximum à 10%.

    5
12. 12) Conduite selon l'une des revendications 1Θ et 11, dans laquelle on dépose un revêtement entre les deux couches, ledit revêtement contenant une quantité desdits produits chimiquement actifs
13. 13) Conduite selon Tune des revendications 1 à '9, dans laquelle ladite (quantité déterminée de produits chimiquement actifs est répartie dans toute 10 l’épaisseur de ladite gaine.