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What is the role of a compressor in natural gas processing?

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Natural gas is a valuable and versatile energy source that can be used for various purposes, such as heating, cooking, electricity generation, and transportation. However, before natural gas can reach the end users, it needs to undergo several processing steps to remove impurities, enhance quality, and optimize transport and storage. One of the key equipment used in natural gas processing is a compressor, which plays a vital role in boosting the pressure and flow of the gas throughout the system. In this article, you will learn what a compressor is, how it works, and why it is important for natural gas processing.

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1 Compressor definition

A compressor is a mechanical device that increases the pressure and reduces the volume of a fluid, such as gas or air, by forcing it through a series of cylinders, pistons, rotors, or impellers. A compressor can be powered by an electric motor, a gas turbine, or an internal combustion engine. A compressor can have different types and configurations, depending on the application and design requirements. Some of the common types of compressors used in natural gas processing are reciprocating, centrifugal, axial, and screw compressors.

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Alexandre Pépin

Energy expert | Energy Transition | project portfolio management
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Un compresseur est un dispositif mécanique qui augmente la pression et réduit le volume d'un fluide, tel que du gaz ou de l'air, en le for?ant à travers une série de cylindres, de pistons, de rotors ou de roues. Un compresseur peut être alimenté par un moteur électrique, une turbine à gaz ou un moteur à combustion interne. Un compresseur peut avoir différents types et configurations, en fonction des exigences de l'application et de la conception. Certains des types courants de compresseurs utilisés dans le traitement du gaz naturel sont les compresseurs alternatifs, centrifuges, axiaux et à vis.

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2 Compressor function

A compressor performs a crucial function in natural gas processing by enabling the gas to move through the pipelines, valves, separators, filters, and other equipment with sufficient pressure and flow rate. A compressor also helps to maintain the optimal operating conditions for the gas processing plants, where the gas is treated and conditioned to meet the specifications and standards for quality, safety, and environmental performance. A compressor can also be used to increase the recovery and efficiency of natural gas production from the reservoirs, by injecting compressed gas into the wells to stimulate the flow and pressure of the hydrocarbons.

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Julio Duran

Well Production Technologist / Well Completions Engineer/ Well Intervention/Project Coordinator/Lean Manufacturing/SPE/Energy Transition/Pursuing greatness
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Los compresores de gas natural son máquinas que comprimen el gas natural aumentando la presión y disminuyendo el volumen del gas. Existen varios tipos de compresores de gas natural, de diferentes tama?os y dise?ados para distintos sectores y fines.

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Alexandre Pépin

Energy expert | Energy Transition | project portfolio management
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Un compresseur remplit une fonction cruciale dans le traitement du gaz naturel en permettant au gaz de se déplacer dans les pipelines, les vannes, les séparateurs, les filtres et autres équipements avec une pression et un débit suffisants. Il contribue également à maintenir les conditions de fonctionnement optimales des usines de traitement du gaz, où le gaz est traité et conditionné pour répondre aux spécifications et aux normes de qualité, de sécurité et de performance environnementale. Il peut également être utilisé pour augmenter la récupération et l'efficacité de la production de gaz naturel à partir des réservoirs, en injectant du gaz comprimé dans les puits pour stimuler le débit et la pression des hydrocarbures.

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3 Compressor benefits

Compressors provide several benefits for natural gas processing, such as improving the transport and storage of natural gas by reducing its volume and increasing its density. This allows more gas to be delivered through the same pipeline diameter and stored in the same tank capacity. Compressors also enhance the quality and value of natural gas by removing water, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and other contaminants. Furthermore, compressors optimize the energy efficiency and profitability of natural gas processing by reducing energy losses and operational costs associated with low-pressure and low-flow gas streams, and increasing the output and revenue from the gas sales and products.

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Alexandre Pépin

Energy expert | Energy Transition | project portfolio management
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Les compresseurs offrent plusieurs avantages pour le traitement du gaz naturel, tels que l'amélioration du transport et du stockage du gaz naturel en réduisant son volume et en augmentant sa densité. Cela permet de livrer davantage de gaz via le même diamètre de pipeline et de le stocker dans la même capacité de réservoir. Ils améliorent également la qualité et la valeur du gaz naturel en éliminant l'eau, le CO2, le H2S et d'autres contaminants. De plus, ils optimisent l'efficacité énergétique et la rentabilité du traitement du gaz naturel en réduisant les pertes d'énergie et les co?ts opérationnels associés aux flux de gaz à basse pression et à faible débit, et en augmentant la production et les revenus des ventes et des produits de gaz.

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4 Compressor challenges

Compressors can present some difficulties for natural gas processing, including high capital investment and maintenance costs. This is due to compressors being complex and expensive equipment that require regular inspection, repair, and replacement of parts and components. Furthermore, compressors consume a large portion of energy generated by gas processing plants or fuel supplied by gas producers, resulting in the emission of greenhouse gases into the atmosphere. Additionally, there are technical and operational issues such as surge, vibration, noise, leakage, fouling, erosion, and wear which can impact the performance and reliability of compressors and lead to downtime, damage, and safety hazards.

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Orion Swanson

Corrosion and Materials Engineer | Oil & Gas | Chemical Manufacturing
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Maintaining and preventing failures involves routine inspections to detect early issues, managing lubrication to ensure correct application, controlling contamination through filtration and cleaning, monitoring temperatures to avoid overheating, and conducting vibration analysis to identify misalignment or imbalance. These practices not only extend the lifespan of compressors but also enhance operational efficiency.

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Alexandre Pépin

Energy expert | Energy Transition | project portfolio management
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Ceux-ci peuvent présenter des difficultés pour le traitement du gaz naturel, dont des co?ts d'investissement et de maintenance élevés: - Ce sont des équipements complexes et co?teux qui nécessitent une inspection, une réparation et un remplacement réguliers des pièces et des composants. - Ils consomment une grande partie de l'énergie générée par les usines de traitement du gaz ou du carburant fourni par les producteurs de gaz, ce qui entra?ne l'émission de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. - Des problèmes techniques et opérationnels (surtensions, vibrations, bruit, fuites, encrassement, érosion, usure...) peuvent avoir un impact sur leur performance et fiabilité, pouvant entra?ner temps d'arrêt, dommages et risques pour la sécurité.

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5 Compressor best practices

To maximize the benefits of a compressor while overcoming any associated challenges, natural gas processors should consider the type and size of compressor that best suits the gas composition, flow rate, pressure ratio, temperature, efficiency, and availability. Moreover, they should install and operate the compressor according to manufacturer instructions and industry standards, as well as use proper control and protection systems. Additionally, a preventive and predictive maintenance program should be implemented to monitor, test, clean, lubricate, and adjust the compressor and its parts. Further, energy-saving and emission-reducing measures should be applied such as using waste heat recovery or electric motors to power the compressor or installing emission capture devices.

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Alexandre Pépin

Energy expert | Energy Transition | project portfolio management
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Pour maximiser leurs avantages tout en surmontant les défis associés, il faut: - Considérer type et taille du compresseur qui convient à la composition du gaz, débit, rapport de pression, température, efficacité et disponibilité. - Installer et faire fonctionner conformément aux instructions du fabricant et normes de l’industrie, utiliser des systèmes de contr?le et de protection appropriés. - Mettre en place un programme de maintenance préventive et prédictive pour surveiller, tester, nettoyer, lubrifier et régler le compresseur et ses pièces. - Appliquer des mesures d'économie d'énergie et de réduction des émissions (ex: récupération de chaleur résiduelle ou moteurs électriques pour alimenter le compresseur, captage des émissions).

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Orion Swanson

Corrosion and Materials Engineer | Oil & Gas | Chemical Manufacturing
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Standards from the International Organization for Standardization (ISO) and the International Association of Oil & Gas Producers (IOGP) guide the oil and gas industry in compressor usage. ISO standards, such as ISO 10440 for oil-free and lubricated compressors and ISO 13707 for gas compressors, cover safety, efficiency, and environmental protection. IOGP guidelines offer industry-specific best practices, safety, and environmental considerations, often referencing ISO standards for comprehensive guidance.

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1 Compressor definition

2 Compressor function

3 Compressor benefits

4 Compressor challenges

5 Compressor best practices

6 Here’s what else to consider

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