Un nouveau réacteur pourrait permettre d'économiser des millions de dollars lors de la fabrication d'ingrédients pour les plastiques et le caoutchouc à partir de gaz naturel
Avec la baisse de la production de pétrole, un processus utilisant le gaz naturel est nécessaire pour éviter une pénurie d'un produit chimique essentiel utilisé pour les pièces automobiles, les produits de nettoyage, etc
Grâce à un nouveau réacteur chimique conçu par des ingénieurs de l'université du Michigan, une nouvelle méthode de fabrication d'un ingrédient important pour les plastiques, les adhésifs, les fibres de tapis, les produits d'entretien ménager et d'autres produits à partir du gaz naturel pourrait réduire les coûts de fabrication de plusieurs millions de dollars dans une économie post-pétrolière.
Le réacteur crée du propylène, un produit chimique essentiel qui est également utilisé pour fabriquer une longue liste de produits chimiques industriels, notamment les ingrédients du caoutchouc nitrile que l'on trouve dans les tuyaux et les joints d'étanchéité des automobiles, ainsi que dans les gants de protection bleus. La majeure partie du propylène utilisé aujourd'hui provient des raffineries de pétrole, qui le collectent en tant que sous-produit du raffinage du pétrole brut en essence.
Comme le pétrole et l'essence perdent de leur popularité au profit du gaz naturel, de l'énergie solaire et de l'énergie éolienne, la production de propylène et d'autres produits dérivés du pétrole pourrait tomber en dessous de la demande actuelle si l'on ne trouve pas de nouveaux moyens de les fabriquer.
Le gaz naturel extrait des schistes constitue une alternative potentielle au propylène issu du pétrole brut. Il est riche en propane, qui ressemble suffisamment au propylène pour être un matériau précurseur prometteur, mais les méthodes actuelles de fabrication du propylène à partir du gaz naturel sont encore trop inefficaces pour combler l'écart entre l'offre et la demande.
"Il est très difficile de convertir économiquement le propane en propylène", explique Suljo Linic, titulaire de la chaire Martin Lewis Perl d'ingénierie chimique et auteur correspondant de l'étude publiée dans Science.
"Il faut chauffer cette réaction pour l'entraîner, et les méthodes standard nécessitent des températures très élevées pour produire suffisamment de propylène. À ces températures, on obtient non seulement du propylène, mais aussi des dépôts de carbone solide et d'autres produits indésirables qui altèrent le catalyseur. Pour régénérer le réacteur, nous devons souvent brûler les dépôts de carbone solide, ce qui rend le processus inefficace".
Le nouveau système de réacteur des chercheurs produit efficacement du propylène à partir de gaz de schiste en séparant le propane en propylène et en hydrogène. Il permet également à l'hydrogène de s'échapper, en modifiant l'équilibre entre la concentration de propane et les produits de la réaction de manière à produire davantage de propylène. Une fois séparé, l'hydrogène peut également être brûlé en toute sécurité loin du propane, en chauffant le réacteur suffisamment pour accélérer les réactions sans produire de composés indésirables.
Cette séparation est réalisée grâce aux tubes imbriqués à membrane en fibres creuses du réacteur. Le tube le plus interne est composé de matériaux qui séparent le propane en propylène et en hydrogène. Alors que le tube maintient la majeure partie du propylène à l'intérieur de la chambre la plus proche, l'hydrogène gazeux peut s'échapper dans une chambre extérieure à travers les pores d'une couche membranaire du matériau. Dans cette chambre, l'hydrogène est brûlé de manière contrôlée en y ajoutant des quantités précises d'oxygène.
Comme l'hydrogène peut être brûlé à l'intérieur du réacteur et qu'il peut fonctionner à des pressions de propane plus élevées, cette technologie pourrait permettre aux usines de produire du propylène à partir de gaz naturel sans avoir à installer des dispositifs de chauffage supplémentaires. Selon les estimations des chercheurs, une usine produisant 500 000 tonnes de propylène par an pourrait économiser jusqu'à 23,5 millions de dollars par rapport à d'autres méthodes de production à partir de gaz de schiste. Ces économies s'ajoutent aux économies d'exploitation réalisées en brûlant l'hydrogène produit lors de la réaction, plutôt que d'autres combustibles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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