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RÉSUMÉ
L’utilisation de carburants issus de la biomasse est une des voies permettant la transition vers des énergies non fossiles. Dans les bioraffineries, différents procédés (biologiques, thermochimiques, catalytiques...) traitent des charges de compositions très différentes (huiles végétales, bois, paille, résidus...) pour obtenir des alcools, esters et carburants synthétiques. Le comportement des matériaux métalliques vis-à-vis de la corrosion des équipements de ces nouveaux procédés est un paramètre important pour assurer la fiabilité de cette industrie. Également la présence de composés oxygénés dans ces nouveaux carburants peut entraïner des corrosions et des encrassements dans les équipements de stockage et dans les chambres de combustion internes des moteurs thermiques et des turboréacteurs. Cet article vise à faire un état de l’art de ces phénomènes et de leurs modes de prévention.
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François ROPITAL : Docteur de l’École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne - HDR de l’université Pierre et Marie Curie - Professeur associé des Universités – Expert IFP Énergies nouvelles - Ingénieur de l’institut national des sciences appliquées de Lyon (INSA) - Univ. Lyon, INSA Lyon, MATEIS UMR CNRS 5510, Villeurbanne, France - IFP Énergies Nouvelles, Solaize, France
INTRODUCTION
Afin d’assurer la transition vers des énergies non fossiles, l’utilisation de biocarburants est une des voies permettant la réduction des émissions de CO2. L’industrie des biocarburants comprend toute une gamme de procédés permettant d’obtenir, à partir de sources entrantes variées (cultures énergétiques, biomasse lignocellulosique, huiles végétales et graisses animales, etc.), des composés chimiques pouvant se substituer ou être ajoutés aux carburants issus du pétrole. Du fait de ces nouvelles charges, des procédés utilisés pour le raffinage du pétrole ont été adaptés et de nouveaux procédés de bioraffinage ont été développés.
Pour assoir la fiabilité des équipements de ces nouvelles technologies, la sélection de matériaux résistant à ces nouveaux environnements pouvant être corrosifs est nécessaire. Cet article vise à donner des informations sur les différents phénomènes de corrosion rencontrés dans les bioraffineries et les moyens de s’en prémunir en faisant des choix adaptés de matériaux et/ou de traitements anti-corrosion.
De nouveaux contaminants pouvant être présents dans les biocarburants (essence, kérosène, gazole), lors de leur transport, stockage et combustion, des endommagements par corrosion et/ou des encrassements de conduites, réservoirs, moteurs, turboréacteurs peuvent intervenir. Des éléments permettant des choix adaptés de matériaux et/ou de traitements anti-corrosion et anti-dépôt sont également abordés dans cet article.
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Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Ressources énergétiques et stockage > Combustibles fossiles > Corrosion des matériaux métalliques lors de la fabrication et de l’utilisation des biocarburants > Glossaire
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4. Glossaire
Hydrotraitement
Procédé consistant à améliorer la qualité par hydrogénation catalytique en formant des n-paraffines essentiellement linéaires.
Hydroisomérisation
Procédé catalytique transformant sous hydrogène les n-parafines linéaires en isomères de composition identique dont la chaîne carbonée est légèrement ramifiée.
Alliage résistant à la corrosion
Alliages dont la résistance à la corrosion est renforcée (aciers inoxydables, alliages de nickel-chrome-molybdène).
Pyrolyse
La pyrolyse, ou thermolyse, est la décomposition chimique d’un composé organique par une augmentation importante de sa température pour obtenir d’autres produits qu’il ne contenait pas.
Torréfaction
Action de mettre au contact de l’air, sous l’action d’un feu direct, des substances organiques que l’on désire oxyder.
Hydrolyse
Réaction dans laquelle une liaison covalente est rompue par action d’une molécule d’eau.
Thermohydrolyse
L’eau est portée à des températures comprises entre 190 et 250 °C mais reste sous forme liquide suite au maintien d’une pression élevée (supérieure à 5 MPa). Cette eau est ensuite amenée en contact avec la biomasse pendant un temps compris entre 1 et 20 min.
Explosion à la vapeur
Explosion provoquée par l’ébullition violente de l’eau.
Solvolyse
Réaction entre un composé et un solvant qui va en dissoudre tout ou partie.
Hydrogenolyse
Réaction chimique par laquelle une liaison covalente carbone-carbone ou carbone-hétéroatome (oxygène, soufre ou azote) est décomposée par action d’hydrogène
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KERMANI (M.B.), SMITH (L.M.) - Predicting CO2 corrosion in the oil and gas industry. - The Institute of materials, London (1997).
-
(2) - KANE (R.D.), MALDONADO (J.G.), KLEIN (L.J.) - Stress corrosion cracking in fuel ethanol: a newly recognized phenomenon. - Paper 543 (presented at the Nace 2004, 28/3/2004, New Orleans). (2004).
-
(3) - ANDARI (F.), KITTEL (J.), FERNANDES (J.), GODIN (N.), TER-OVANESSIAN (B.), -ROPITAL (F.) - High temperature corrosion in various grades of vegetable and waste oils used for bio-fuel production. - Corrosion Science, 206(110501) (2022).
-
(4) - ANDARI (F.), KITTEL (J.), FERNANDES (J.), DODELIN (L.), ROPITAL (F.) - Corrosion issues in the conversion of vegetable and waste oils to produce biofuels. - Paper 19308 (presented NACE/AMPP Conference Denver) (2023).
-
(5) - SWANDBY (R.K.) - Corrosion charts: guides to materials selection. - Chemical Engineering, 69, pp. 186-201 (1962).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Damage mechanisms affected fixed equipment in the refinery industry - API 571 - 2020
-
Base resource document on risk-based inspection - API 581 - 2016
-
Stress Corrosion Cracking of Carbon Steel in Fuel-Grade Ethanol: Review, Experience Survey, Field Monitoring, and Laboratory Testing - API 939D - 2007
-
Steels for hydrogen at elevated temperature and pressures in petroleum refineries and petrochemical plants - API 941 - 2016
-
Standard Test Method for Water in Ethanol and Hydrocarbon Blends by Karl Fischer Titration - ASTM D7923 - 2019
-
Standard practice for preparing, cleaning, and evaluating corrosion test specimens - ASTM G1-03 - 2012
-
Test Method for Corrosiveness to Copper from Petroleum Products by Copper Strip Test - ASTM D130 - 2019
-
Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator...
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Centre français de l’Anticorrosion (CEFRACOR) https://www.cefracor.org/
European Federation of Corrosion (EFC) https://efcweb.org/
Association of Materials Prorection and Performance (AMPP) https://www.ampp.org/home
World Corrosion Organization (WCO) https://corrosion.org/
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