La décarbonatation est un procédé destiné à réduire la teneur en CO2, c’est-à-dire en dioxyde de carbone (ou gaz carbonique). Le dioxyde de carbone étant un des principaux gaz à effet de serre (avec la vapeur d’eau), la décarbonatation a tout son intérêt, surtout lorsqu’on sait que la durée de vie du CO2 dans l’atmosphère est d’environ 100 ans. Les principaux procédés de décarbonatation sont la décarbonatation du gaz naturel par absorption et la décarbonatation du gaz naturel par adsorption ou PSA (Pressure Swing Adsorption, c’est-à-dire adsorption par variation de pression).
Concrètement, la décarbonatation du gaz naturel par absorption passe par l’utilisation de solvants destinés à solubiliser préférentiellement un composé. Les solvants ont pour principal intérêt de ne pas nécessiter d’énergie thermique pour désorber les gaz acides. Pour être efficaces, les solvants utilisés doivent posséder une capacité élevée d’absorption du CO2, avoir une faible pression de vapeur et une faible capacité d’absorption des hydrocarbures (auxquels ils sont sensibles). Ils doivent aussi ne pas être corrosifs, posséder une faible viscosité et, bien entendu, ne pas être réactifs au gaz. Dans l’idéal, ils doivent également être bon marché. Ainsi, on a principalement recours aux glycols, le polyéthylène glycol notamment, ou aux amines, en particulier le monoéthanolamine (MEA) ou la diméthyléthanolamine (DMEA). Les procédés d’adsorption, eux, consistent à exploiter la capacité de certains solides à concentrer sur leurs surfaces des substances afin de les retirer d’un mélange liquide ou gazeux. Le but est donc d’extraire le CO2 par chimisorption en créant des liaisons chimiques fortes avec la surface du solide. Les molécules de gaz se fixent sur ces supports, l’adsorbant étant des filtres moléculaires ou zéolithes. À noter qu’en faisant varier la pression au cours du traitement, il est possible de séparer différents composés tels que le CO2, mais aussi l’eau ou l’oxygène. Enfin, il existe un procédé de décarbonatation du gaz naturel par membrane, le principe étant de profiter de la différence de perméabilité des membranes (elles sont en acétate de cellulose) vis-à-vis des différents éléments entrant dans la composition du gaz naturel pour en extraire le CO2 (le dioxyde de carbone traverse plus vite la membrane que le méthane).
