Optimisation des procédures de séparation de l'hydrogène
La séparation est utilisée de manière intensive dans l'industrie chimique pour purifier des matières premières et supprimer les impuretés d'un mélange. La séparation est en fait utilisée pour améliorer l'efficience des procédés, même si la plupart des procédés de séparation se caractérisent par une efficacité thermodynamique médiocre. C'est notamment le cas de la distillation. À l'heure où la croissance et le développement durables sont devenus les mots d'ordre de l'industrie moderne, il est devenu impératif de mettre au point une nouvelle technologie de séparation plus efficace, mais également plus écologique. Qui plus est, cette technique doit être rapidement applicable et disponible. Au vu de leur efficacité supérieure et des importantes économies de coûts/d'énergie qu'elles permettent, les membranes se présentent comme une excellente alternative à la distillation. Elles peuvent par ailleurs être utilisées dans de nombreux procédés, dont la pervaporation, les réactions de déshydrogénation, la réaction de conversion eau-gaz et le reformage à la vapeur. Soucieux d'approfondir cette technique, le projet CERHYSEP a mis l'accent sur un module membrane/membrane pour réaliser la séparation de l'hydrogène dans divers cycles de fabrication de l'industrie (pétro)chimique. L'hydrogène peut être dérivé à l'aide d'une réaction de conversion eau-gaz combinée à une oxydation catalytique partielle ou à un reformage à la vapeur. Cette technologie innovante peut être utilisée dans de nombreuses applications utiles, y compris dans des environnements rigoureux. Mais elle pourrait surtout être exploitée pour promouvoir l'«économie basée sur l'hydrogène» écologique, c'est-à-dire des piles à combustible à base d'hydrogène. L'évaluation du potentiel technique et économique des membranes et des réacteurs à membrane dans des procédés requiert toutefois des expériences à la fois longues et coûteuses. Pour limiter ces expériences, les chercheurs du projet proposent d'utiliser le génie des procédés et des calculs de diagramme de flux (flow-sheeting) afin de procéder à une évaluation rapide et efficace. Toute une série d'outils ont été développés à cette fin, depuis un tableau MS-Excel au progiciel ASPEN+, dans lequel de nouveaux codes ont été implémentés. Les nouveaux codes proposent des descriptions des performances des membranes et des réacteurs, ainsi que du transfert combiné de chaleur et de masse pour les réactions de déshydrogénation et de conversion eau-gaz. Ce kit d'outils avancé a d'ores et déjà été testé avec succès dans le processus d'évaluation de plusieurs procédés différents. Les modèles utilisés peuvent être facilement étendus pour inclure d'autres types de réactions, telles que le reformage à la valeur et l'estérification. Pour plus d'informations sur le projet, visitez le site: http://www.sintef.no/cerhysep/partnerschs.htm
