Liquéfaction du charbon (CTL)

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

Les premières utilisations du charbon liquéfié datent du début du XX ^e siècle. Dès l'origine, les développements technologiques relatifs à la liquéfaction du charbon se sont basés sur deux voies de conception radicalement différentes, que l'on retrouve aujourd'hui :

• une voie dite « directe », s'appuyant sur les travaux de Bergius entre 1910 et 1927 en Allemagne ;

• une voie dite « indirecte », basée sur les travaux de deux chimistes, eux aussi allemands, Hans Fischer et Franz Tropsch (brevet BASF de 1913). Ils réussissent dès 1922 à produire un mélange d'alcools, d'aldéhydes, d'acides gras et d'hydrocarbures en passant par un produit intermédiaire, mélange H₂ + CO appelé « gaz de synthèse », suivi d'une étape de synthèse sur catalyseur au fer.

La première application industrielle à grande échelle de la liquéfaction du charbon est réalisée pendant la seconde guerre mondiale, toujours en Allemagne. Elle permettra au III ^e Reich d'alimenter la quasi-totalité des avions de la Luftwaffe (soit 600 kt/an essentiellement par le procédé direct) grâce au charbon de la Ruhr, malgré le blocus imposé par les alliés sur l'approvisionnement en pétrole.

À partir de 1955, l'Afrique du Sud, soumise elle aussi à un embargo international lié au régime d'apartheid, installe progressivement via la société Sasol une capacité de production de près de 175 000 b/j (8,8 Mt/an) selon le procédé de liquéfaction indirect, permettant au pays de couvrir plus d'un tiers de ses besoins en combustibles liquides à partir de gisements de charbons locaux.

Enfin, une première tranche de liquéfaction directe de 20 000 b/j (1,0 Mt/an) construite et opérée par le plus gros producteur Chinois de charbon, Shenhua, démarre au premier semestre 2009 en Chine (Mongolie intérieure, région d'Erdos).