[article] in Techniques de l'ingénieur JB > Vol. JB6 (Trimestriel) . - 17 p. | Titre : | Liquéfaction du charbon (CTL) | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Huyghe, Raphael, Auteur | | Année de publication : | 2007 | | Article en page(s) : | 17 p. | | Note générale : | Bibliogr. | | Langues : | Français (fre) | | Mots-clés : | Liquéfaction Charbon Hydrogène | | Résumé : | La liquéfaction du charbon « Coal to Liquid ou CTL » est une technologie ancienne, initialement développée pendant la première moitié du XXe siècle, qui produit des carburants de type diesel ou essence et/ou des bases pour la chimie à partir du charbon. Dans l'ère du pétrole roi, seuls des contextes géopolitiques très particuliers ont pu justifier l'industrialisation de cette filière (voir encadré historique) : le prix de revient des carburants de synthèse était beaucoup plus élevé que celui des carburants pétroliers en raison des forts niveaux d'investissements requis et du prix – alors faible – du pétrole brut. Aujourd'hui, la prise de conscience de la relative raréfaction du pétrole et du gaz naturel, ainsi que les cours historiques qu'ils ont atteints pendant l'année 2008 provoque un regain d'intérêt pour la liquéfaction du charbon sur fond de sécurité d'approvisionnement et de diversification énergétique. Le charbon constitue un candidat incontournable au remplacement du pétrole sous réserve de la mise en œuvre de technologies de captage de stockage du CO2 émis en grande quantité par la filière.
Chimiquement, tout l'enjeu de la liquéfaction consiste à tripler la teneur en hydrogène du charbon (rapport atomique H/C inférieur à 1) jusqu'à des valeurs compatibles avec les spécifications des carburants pétroliers (rapport H/C de l'ordre de 2).
Deux familles de procédés catalytiques ont été développées pour pallier à l'insuffisance des technologies antérieures basées sur des procédés purement thermiques (cokéfaction ou pyrolyse) en termes de quantité et de qualité du liquéfiat.
– Dans la voie directe, le charbon, préalablement broyé et dissout dans un solvant organique, est envoyé dans un réacteur d'hydroconversion qui le convertit directement en liquide. Ce liquide, riche en aromatiques, est envoyé dans une unité d'hydrogénation profonde et/ou d'hydrocraquage pour en faire des carburants aux spécifications requises.
– Dans la voie indirecte, le charbon broyé est tout d'abord converti en un mélange H2 + CO appelé gaz de synthèse (procédé de gazéification), puis en un mélange d'hydrocarbures paraffiniques, via le procédé Fischer-Tropsch, qui subit une étape finale d'hydroisomérisation et/ou d'hydrocraquage.
Abréviations utilisées
ASF : Anderson-Schultz-Flory
ASU : unité de production d'oxygène par séparation de l'air Pour les capacités élevées nécessitées par la liquéfaction du charbon, cette séparation est généralement basée sur une distillation cryogénique
Claus : unité transformant les gaz acides issus de la décomposition des molécules soufrées (essentiellement des mélanges eau, NH3 et H2S) en soufre solide
CTL (Coal to Liquid ) : liquéfaction du charbon
DSV : distillat sous vide (fraction d'hydrocarbures généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement comprise entre 350 et 550 oC), ou colonne de distillation sous vide produisant ce distillat sous vide
EDS : procédé Exxon pour la liquéfaction directe
ETBE : éthyl tertio butyl éther
FRAC : fractionnement primaire (distillation sous pression atmosphérique)
FT : Fischer-Tropsch. Procédé de synthèse de paraffines à partir d'un mélange H2 + CO appelé « gaz de synthèse »
GES : gaz à effet de serre, en pratique dans cette fiche, le CO2 et le méthane
GPL (LPG en Anglais) : gaz de pétrole liquéfiés, c'est-à-dire mélange de propane et de butane
HDC : hydrocraquage (utilisé comme traitement de finition dans la liquéfaction directe)
HCI ou HDI : hydrocraquage fortement isomérisant (utilisé comme traitement de finition dans la liquéfaction indirecte)
HDT : hydrotraitement
HTFT : procédé Fischer-Tropsch à haute température
LTFT : procédé Fischer-Tropsch à basse température
maf (masture and ash free ) partie organique du charbon ou charbon sec hors cendres
PSA : Pressure Swing Absorber. Procédé permettant de produire par purification de l'hydrogène de très haute pureté (> 99,9 %) à partir d'un mélange
RA : résidu atmosphérique (fraction d'hydrocarbures lourds généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement supérieure à 350 oC)
RLB : réacteur en lit bouillonnant (étape cœur de la liquéfaction directe)
RSV : résidu sous vide (fraction d'hydrocarbures très lourds généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement supérieure à 550 oC)
SBCR : procédé Fischer-Tropsch à basse température et avec réacteur en slurry (Slurry Bubble Column Reactor )
Slurry : mélange de liquides et de solides. Dans le procédé de liquéfaction du charbon, le mélange poudre de charbon + eau, ou le mélange particules de catalyseur + solvant sont des slurries
SRC 1 et SRC 2 : procédés Gulf Oil pour la liquéfaction directe.
VI : indice de viscosité, utilisé pour caractériser les huiles lubrifiantes. Un indice élevé signifie que la viscosité de l'huile varie peu avec la température du moteur, gage de qualité
| | REFERENCE : | J 5 210 | | DEWEY : | 660 | | Date : | Décembre 2010 | | En ligne : | www.techniques-ingenieur.fr |
[article] Liquéfaction du charbon (CTL) [texte imprimé] / Huyghe, Raphael, Auteur . - 2007 . - 17 p. Bibliogr. Langues : Français ( fre) in Techniques de l'ingénieur JB > Vol. JB6 (Trimestriel) . - 17 p. | Mots-clés : | Liquéfaction Charbon Hydrogène | | Résumé : | La liquéfaction du charbon « Coal to Liquid ou CTL » est une technologie ancienne, initialement développée pendant la première moitié du XXe siècle, qui produit des carburants de type diesel ou essence et/ou des bases pour la chimie à partir du charbon. Dans l'ère du pétrole roi, seuls des contextes géopolitiques très particuliers ont pu justifier l'industrialisation de cette filière (voir encadré historique) : le prix de revient des carburants de synthèse était beaucoup plus élevé que celui des carburants pétroliers en raison des forts niveaux d'investissements requis et du prix – alors faible – du pétrole brut. Aujourd'hui, la prise de conscience de la relative raréfaction du pétrole et du gaz naturel, ainsi que les cours historiques qu'ils ont atteints pendant l'année 2008 provoque un regain d'intérêt pour la liquéfaction du charbon sur fond de sécurité d'approvisionnement et de diversification énergétique. Le charbon constitue un candidat incontournable au remplacement du pétrole sous réserve de la mise en œuvre de technologies de captage de stockage du CO2 émis en grande quantité par la filière.
Chimiquement, tout l'enjeu de la liquéfaction consiste à tripler la teneur en hydrogène du charbon (rapport atomique H/C inférieur à 1) jusqu'à des valeurs compatibles avec les spécifications des carburants pétroliers (rapport H/C de l'ordre de 2).
Deux familles de procédés catalytiques ont été développées pour pallier à l'insuffisance des technologies antérieures basées sur des procédés purement thermiques (cokéfaction ou pyrolyse) en termes de quantité et de qualité du liquéfiat.
– Dans la voie directe, le charbon, préalablement broyé et dissout dans un solvant organique, est envoyé dans un réacteur d'hydroconversion qui le convertit directement en liquide. Ce liquide, riche en aromatiques, est envoyé dans une unité d'hydrogénation profonde et/ou d'hydrocraquage pour en faire des carburants aux spécifications requises.
– Dans la voie indirecte, le charbon broyé est tout d'abord converti en un mélange H2 + CO appelé gaz de synthèse (procédé de gazéification), puis en un mélange d'hydrocarbures paraffiniques, via le procédé Fischer-Tropsch, qui subit une étape finale d'hydroisomérisation et/ou d'hydrocraquage.
Abréviations utilisées
ASF : Anderson-Schultz-Flory
ASU : unité de production d'oxygène par séparation de l'air Pour les capacités élevées nécessitées par la liquéfaction du charbon, cette séparation est généralement basée sur une distillation cryogénique
Claus : unité transformant les gaz acides issus de la décomposition des molécules soufrées (essentiellement des mélanges eau, NH3 et H2S) en soufre solide
CTL (Coal to Liquid ) : liquéfaction du charbon
DSV : distillat sous vide (fraction d'hydrocarbures généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement comprise entre 350 et 550 oC), ou colonne de distillation sous vide produisant ce distillat sous vide
EDS : procédé Exxon pour la liquéfaction directe
ETBE : éthyl tertio butyl éther
FRAC : fractionnement primaire (distillation sous pression atmosphérique)
FT : Fischer-Tropsch. Procédé de synthèse de paraffines à partir d'un mélange H2 + CO appelé « gaz de synthèse »
GES : gaz à effet de serre, en pratique dans cette fiche, le CO2 et le méthane
GPL (LPG en Anglais) : gaz de pétrole liquéfiés, c'est-à-dire mélange de propane et de butane
HDC : hydrocraquage (utilisé comme traitement de finition dans la liquéfaction directe)
HCI ou HDI : hydrocraquage fortement isomérisant (utilisé comme traitement de finition dans la liquéfaction indirecte)
HDT : hydrotraitement
HTFT : procédé Fischer-Tropsch à haute température
LTFT : procédé Fischer-Tropsch à basse température
maf (masture and ash free ) partie organique du charbon ou charbon sec hors cendres
PSA : Pressure Swing Absorber. Procédé permettant de produire par purification de l'hydrogène de très haute pureté (> 99,9 %) à partir d'un mélange
RA : résidu atmosphérique (fraction d'hydrocarbures lourds généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement supérieure à 350 oC)
RLB : réacteur en lit bouillonnant (étape cœur de la liquéfaction directe)
RSV : résidu sous vide (fraction d'hydrocarbures très lourds généralement d'origine pétrolière dont la température d'ébullition est habituellement supérieure à 550 oC)
SBCR : procédé Fischer-Tropsch à basse température et avec réacteur en slurry (Slurry Bubble Column Reactor )
Slurry : mélange de liquides et de solides. Dans le procédé de liquéfaction du charbon, le mélange poudre de charbon + eau, ou le mélange particules de catalyseur + solvant sont des slurries
SRC 1 et SRC 2 : procédés Gulf Oil pour la liquéfaction directe.
VI : indice de viscosité, utilisé pour caractériser les huiles lubrifiantes. Un indice élevé signifie que la viscosité de l'huile varie peu avec la température du moteur, gage de qualité
| | REFERENCE : | J 5 210 | | DEWEY : | 660 | | Date : | Décembre 2010 | | En ligne : | www.techniques-ingenieur.fr |
|
Affiner la rechercheLiquéfaction du charbon (CTL) / Huyghe, Raphael in Techniques de l'ingénieur JB, Vol. JB6 (Trimestriel)
Liquéfaction du charbon (CTL) / Huyghe, Raphael
