Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Roby MARSEU : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Strasbourg (ENSCS) - Docteur ès sciences pétrolières de l’École nationale supérieure des pétroles et moteurs (ENSPM) - Service « études stratégiques – compétitivité – industrie » de la Société des Pétroles Shell
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les besoins croissants en « gaz de synthèse » (mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène) et le remplacement du charbon par des produits pétroliers dans certaines de ses applications ont conduit, vers le milieu des années 50, au développement de procédés de gazéification de coupes pétrolières.
Parmi ces procédés, deux ont pris une part prépondérante : le procédé de Shell, décrit ci-après, et le procédé de Texaco.
Le procédé SGP (Shell Gasification Process) est un procédé d’oxydation partielle non catalytique qui permet de convertir une charge d’hydrocarbures en gaz de synthèse avec production de vapeur haute pression.
Une de ses caractéristiques est qu’il peut traiter une grande variété de charges allant du gaz naturel aux résidus pétroliers contenant des teneurs élevées en soufre et en métaux.
La grande flexibilité des conditions opératoires du procédé SGP permet son utilisation dans de nombreuses applications industrielles, en particulier dans la production d’hydrogène, de monoxyde de carbone, d’ammoniac, de méthanol et de divers produits chimiques, ainsi que la production de gaz combustibles et d’électricité.
Dans le contexte d’une augmentation croissante des contraintes sur les rejets, entraînant une limitation de l’utilisation des fuels lourds, le procédé SGP constitue une solution attractive pour la conversion des résidus pétroliers. Associé à un cycle combiné, il peut assurer la production non polluante d’hydrogène et d’électricité à partir de résidus. Du point de vue protection de l’environnement, il est caractérisé par des niveaux bas d’émissions de SO2 , NOx et de particules.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1985 par Marc ROUSSEAU
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Mise en œuvre industrielle2. Variables opératoires
Les principales variables opératoires qui déterminent le procédé de gazéification sont :
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la nature de la charge d’hydrocarbures ;
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les rapports oxygène /charge et vapeur d’eau /charge ;
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la pression ;
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l’utilisation de gaz modérateurs de température de flamme, autres que la vapeur d’eau, par exemple l’azote (gazéification d’air) ou le dioxyde de carbone.
2.1 Nature de la charge d’hydrocarbures
Une des caractéristiques du procédé Shell est qu’il peut traiter une grande variété de charges : gaz naturel, naphta, fuel lourd, résidu de distillation sous vide (RSV), résidu de viscoréduction (craquage thermique de RSV) ou l’asphalte obtenu par extraction au solvant (propane, butane ou pentane) de charges lourdes.
Le tableau 1 donne la composition des gaz de gazéification obtenus à partir de différentes coupes d’hydrocarbures. La composition des gaz de synthèse dépend de la nature de la charge. Ils contiennent majoritairement CO et H2 et des petites quantités de CO2 , CH4 , N2 et H2S.
De plus, les gaz contiennent des particules de carbone. Dans le cas d’un traitement de résidus pétroliers lourds, la teneur peut atteindre 2 % en masse. À l’inverse, dans le cas d’un traitement de gaz naturel, le gaz de synthèse est exempt de particules de carbone.
HAUT DE PAGE2.2 Rapports O2 /charge et H2O/charge
Ces variables opératoires dépendent, dans une large mesure, de la charge d’hydrocarbures utilisée et déterminent la température de réaction (1 300 à 1 500 oC). Comme indiqué dans le tableau 1, les besoins en oxygène par unité de masse de charge augmentent avec la teneur en hydrogène de celle-ci. Cependant, ramenée à l’unité de volume de gaz produit (CO + H2), la consommation en oxygène varie peu avec la nature de la charge et est de l’ordre de 0,27 à 0,28 N m3 de O2 par Nm3 de (CO + H2).
Nm3 (normomètre...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KUHRE (C.J.), SHEARER (C.J.) - Synthesis gas from heavy fuels (Fabrication de gaz de synthèse à partir de fuels lourds). - Hydrocarbon Processing (USA), déc. 1971.
-
(2) - CHAUVEL (A.), LEFEBVRE (G.), CASTEX (L.) - Procédés de Pétrochimie. - Édition Technip, tome 1, p. 29, éd. (1985).
-
(3) - VAN AUBEL (L.J.), HARSTAD (P.), BOOM (J.), VISSER (P.) - A new route for soot recycling in partial oxidation plants (Une nouvelle voie pour le recyclage des suies dans les unités d’oxydation partielle). - Hydrocarbon Processing (USA), p. 235-7, sept. 1980.
-
(4) - HIGMAN (C.) - Perspectives and experience with partial oxidation of heavy residues (Perspectives et expérience avec l’oxydation partielle des résidus lourds). - Pétrole et Techniques, p. 56-61, sept.-oct. 1994.
-
(5) - VAN HAL (L.W.) - Dispose of soot by recycle (Élimination des suies par recyclage). - Hydrocarbon Processing (USA), p. 111-112, déc. 1969.
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