06/02/2015

ENERGETIQUE PROSPECTIVE /LES CARBURANTS DU FUTUR (9)

  CONTINUONS A EXAMINER  les divers procédés  catalytiques  qui se sont développés  ici ou là  soit par  désir d’indépendance énergétique  ( et militaire)  soit  par désir de recherche compétitive   vis-à-vis des  autres formes de combustibles… devenant trop chers  ……

Exprimés plus crument, les industriels de la chimie ( américaine notamment )  ne se décident à «  bouger »  que lorsqu’un contrat gouvernemental  ne les  y aide !.....Et encore ! …..A condition  que le marché  du fossile ne soit pas trop bas ! je cite mes sources : « David Berg, a policy analyst who studied the nascent synthetic-fuel market for the Energy Department , estimated that commercial-scale synthetic-fuel refineries would be able to sell artificial fuel for approximately $55 a barrel, less than half the current cost of conventional crude oil” ( c etait en 2008)…..    MAIS  me direz-vous , si   , en tant qu exploitant privé , vous lancez un programme de  R&D  ,voire une usine  de synthétiques  FISCHER-TROPSCH    , comment serez-vous assuré  de prix bas  de longue durée pour le charbon de départ  et surtout du niveau de réserves  ENCORE disponibles ?

…….C  est le seul point sur lequel je pourrai vous rassurer : les réserves charbonnières mondiales (les réserves prouvées) sont estimées à plus de 984 milliards de tonnes, et  elles sont disséminées sur tous les continents à travers plus de 70 pays. Les principales  se trouvent   aux États-Unis, en Russie, en Chine et en Inde. Si la consommation restait constante, les réserves connues de charbon pourraient durer au moins deux siècles…..  il y a cependant deux points a regarder :

-          Le charbon engendre du CO2 atmosphérique, qu il reste charbon ou devienne carburant de synthèse .Quels impératifs  vont-ils jaillir des conférences mondiales écologiques   a venir  concernant la limitation de ses emplois ? Comment minéraliser (=enfouir) ce  CO2 ?

-          Les qualités de charbon et leur prix sont disparates et variables

 Comment les procédés  FISCHER-TROPSCH     vont-ils s’adapter  à ces  2 paramètres ?

 C’est donc le moment pour moi de  reparler un peu de science et vous décrire schematiquement  les  variantes ……..

La base de départ est le charbon ou toute matière contenant du carbone. Par une réaction chimique complexe , il y a une première étape de gazéification par pyrolyse   du charbon   ou d'une matière organique  , mais  en présence d’un agent oxydant volontairement introduit en quantité insuffisante, assez pour qu'il y ait combustion, mais trop peu pour qu'elle soit complète….. L’utilisation de ce gaz date du début du XIX ème siècle …..  De nombreuses  usines ont fonctionné  par exemple en France jusqu'à la fin des années 1960 et puis  avec  la raréfaction du charbon, la pollution qu'elles émettaient et surtout  la concurrence du gaz naturel, elles ont été fermées  et remplacées par nos réseaux de gaz ……

Ce gaz de synthèse  ( ou «  syngas »)contient principalement de la vapeur d'eau, de l'hydrogène, du méthane, du monoxyde de carbone et un peu de dioxyde de carbone ainsi que des résidus de thermolyse ;  sa composition  varie  en fait  avec son mode de production,  les sources de carbone  utilisées , et in fine  son degré d'épuration.  Bien entendu il existe différentes méthodes pour  le produire……  Au début de mon doctorat  ,  le  Pr. JEAN CUEILLERON  qui était mon directeur  de laboratoire  à  LYON    m’a fait étudier  certaines formes de pyrolyse de «  charbons riches »  sous vide .La pyrolyse , ménagée ( programmée ) et directe  , sous bon  vide   m’avait permis de récupérer  des gaz et à ma surprise  ( par distillation et sublimation ) un mélange  complexe de produits liquides  , pâteux , goudronneux   ou cireux ainsi que des résidus  solides à propriétés intéressantes ( le «  coke » sous vide ! …..un analogue du « coke de pétrole »)……l’analyse de ces produits dépassait de loin  les moyens du labo et nous avons passé à autre chose !

Pour initier des synthèses Fischer –Tropsch  de type général :  (2n+1)H2 + nCO >>>>> CnH_{2n+2} + nH_2O. …( avec n variant entre 10 et 20 ).on peut vouloir  soit utiliser du gaz naturel soit   se servir comme précurseur du syngas

 .  Généralement ,  le  Fischer–Tropsch process  travaille entre  150–300 °C  et avec des pressions de une à plusieurs dizaines d’atmosphères  ….Une grande quantité d’études  de  catalyseurs et de  lits de réactions variés a été étudiée ( et brevetée) pour orienter   un peu mieux les types de   produits finaux .SGC  ENERGIA  (USA)  tient à jour une très grosse documentation  internet   à ce sujet .

 A suivre

 ma photo vous donne un topo anglo saxon 

Fischer Tropsch synthesis (FTS).

16:53 Écrit par olivier-4 | Lien permanent | Commentaires (0) |  |  |  |