Article

1 - PRÉSENTATION ET CONTEXTE

2 - PROCÉDÉ DE VAPOREFORMAGE

3 - PURIFICATION DU GAZ DE SYNTHÈSE

4 - SCHÉMAS ALTERNATIFS AVEC CAPTAGE DU CO2

5 - UTILISATION DU GAZ DE SYNTHÈSE

  • 5.1 - Marché
  • 5.2 - Données économiques

Article de référence | Réf : J5480 v3

Production des gaz de synthèse par vaporeformage

Auteur(s) : Fabrice GIROUDIÈRE, André LE GALL

Relu et validé le 22 juil. 2022

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RÉSUMÉ

Les gaz de synthèse s’appliquent à des mélanges gazeux susceptibles de se combiner pour réaliser la synthèse de composés organiques ou celle de l'ammoniac. Constitués des quatre éléments les plus répandus dans la nature (le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote), ils sont essentiellement issus des hydrocarbures (gaz naturel ou plus rarement coupes pétrolières). Les matières premières les plus légères font l'objet d'une conversion catalytique, utilisant la vapeur d'eau comme oxydant, appelée vaporeformage. Les différentes opérations de production et de traitement entourant ce procédé englobent des étapes de purification et une étape de conversion du monoxyde de carbone dans le cas de l’hydrogène.

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ABSTRACT

Production of synthesis gas by steam reforming

Synthesis gas is the name given to gas mixtures that can be combined to achieve the synthesis of organic or ammonium compounds. Consisting of the four most common elements found in nature (carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen), they are primarily derived from hydrocarbons (natural gas, or more rarely petroleum fractions). The lightest raw materials undergo catalytic conversion, using steam as an oxidant; this method is called steam reforming. The various production and processing operations surrounding this method cover the purification steps and, in the case of hydrogen, the conversion of carbon monoxide.

Auteur(s)

INTRODUCTION

Ce dossier concerne uniquement la production d"hydrogène à partir de charges légères par vaporeformage, et ne concerne pas la production par oxydation partielle de charges lourdes (partial oxidation – POX en anglais), ni par gazéification du charbon [J 5 200].

Le terme gaz de synthèse peut prêter à une interprétation très vaste. En réalité, il est d'usage de considérer qu'il s'applique à des mélanges gazeux susceptibles de se combiner pour réaliser la synthèse de composés organiques ou celle de l'ammoniac.

On trouve systématiquement, dans les gaz de synthèse, deux ou plusieurs, combinés ou non, des quatre éléments les plus répandus dans la nature : le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote. L'oxygène est pratiquement toujours combiné au carbone sous forme de monoxyde ou de dioxyde de carbone.

L'hydrogène est le composant essentiel du gaz de synthèse. L'azote est indispensable à la synthèse de l'ammoniac, mais serait inerte dans le cas des synthèses de produits organiques.

Les hydrocarbures (gaz naturel ou plus rarement coupes pétrolières) sont la source principale de gaz de synthèse.

Les matières premières les plus légères font l'objet d'une conversion catalytique, utilisant la vapeur d'eau comme oxydant, appelée vaporeformage. Les charges plus lourdes (résidus pétroliers, charbon, biomasse...) font l'objet d'une conversion à l'oxygène appelée oxydation partielle ou gazéification.

Après leur démarrage dans les années 1980, ces procédés de conversion sont devenus marginaux, mais connaissent depuis quelques années un regain d'intérêt, soit dans des contextes géographiques particuliers (Chine, Inde dans les années à venir), soit du fait de la raréfaction des débouchés futurs des résidus pétroliers (fuels à très haute teneur en soufre, coke de pétrole...).

La production de gaz de synthèse par oxydation partielle des fuels lourds et par gazéification du charbon fait l'objet des dossiers [J 5 440] et [J 5 200].

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-j5480


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SIRCAR (S.), GOLDEN (T.C.) -   Purification of hydrogen by pressure swing adsorption.  -  Separation Science and Technology, 35(5), p. 667-687 (2000).

  • (2) - BENGAARD (H.S.), NORSKOV (J.K.), SEHESTED (J.), CLAUSEN (B.S.), NIELSEN (L.P.), MOLENBROEK (A.M.), ROSTRUP-NIELSEN (J.R.) -   *  -  Journal of Catalysis, 209, p. 365-384 (2002).

  • (3) - ROSTRUP-NIELSEN (J.R.) -   *  -  Catalysis Today, 63, p. 159-164 (2000).

  • (4) - ROSTRUP-NIELSEN (J.R.) -   *  -  Journal of Catalysis, 11, p. 220-227 (1968).

  • (5) - HASHEMNEJAD (S.), PARVARI (M.) -   *  -  Chinese Journal of Catalysis, 32, p. 273-279 (2011).

  • (6) - LE DUIGOU (A.), MIGUET (M.) -   Les marchés de l'hydrogène industriel français.  -  L'actualité chimique, no 347 (2010).

  • ...

1 Sites Internet

Manoir Industries, fabricant de tube pour réformeur http://www.manoir-industries.com

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2 Brevets

FR2852358. Procédé et dispositif de cogénération par turbine à gaz avec chambre de postcombustion.

FR2918904. Réacteur échangeur à tube baïonnette permettant de fonctionner avec des différences de pression de l'ordre de 100 bar entre le côté tube et le côté calandre.

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3 Annuaire

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3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

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