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Membrane separation of olefins from fcc naphtha and gases for production of reformulated gasoline

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Se passer des oléfines polluantes présentes dans l'essence

Pour réduire la pollution de l'environnement due aux carburants de transports, l'Union Européenne a récemment émis un certain nombre de directives qui réglementent la composition de l'essence. Parmi les obligations à respecter, les agents polluants comme les oléfines doivent être réduits, de 30% actuellement à 12%. Ce projet démontre que la séparation membranaire des oléfines de l'essence dérivée du craquage catalytique fluide apporte la réduction nécessaire d'une manière plus écologique et économiquement viable.

Changement climatique et Environnement

Les oléfines ou alcènes sont des hydrocarbures insaturés contenant, dans leurs molécules, une ou plusieurs liaisons carbone-carbone doubles. Leur présence dans l'essence dérivée du craquage catalytique fluide se monte à 30% ; la combustion d'essence présentant une telle teneur en oléfines produit de grandes quantités de substances qui polluent l'environnement. Suite à la préoccupation grandissante vis-à-vis des problèmes environnementaux en Europe, les nouvelles directives sur l'essence exigent une réduction de 18% des oléfines. Les technologies actuellement disponibles pour accomplir une telle tâche reposent sur l'utilisation abondante d'une autre catégorie de matériaux polluants: les catalyseurs. En outre, leur impact sur l'environnement est important mais l'application et l'installation de telles technologies dans les raffineries nécessitent de nouveaux investissements, une forte consommation d'énergie et entraînent des coûts d'exploitation élevés. Le projet actuel a permis de conduire une recherche en profondeur sur la séparation d'oléfines et d'effectuer une telle séparation sans l'aide de catalyseurs ni d'hydrogène. Un système de membranes polymères peut être utilisé pour la séparation oléfine/paraffine; il consomme moins d'énergie et il est plus rentable. Le meilleur matériau membranaire a été choisi après des tests de qualité de grande envergure effectués sur sept matériaux de membrane polymère différents. L'étude de la perméabilité, de la sélectivité, de la disponibilité et du prix ont montré qu'un polyamide, le Matrimid 5218, était le meilleur matériau à retenir pour développer des membranes en fibre creuse. Par la suite, six tests commerciaux pour la production d'échantillons à différents débits ont été réalisés. Les échantillons ont été utilisés pour la séparation des gaz et les essais pilotes de pervaporation. Les tests démontrent que les performances de la membrane déclinent avec le temps si la membrane polymère est constituée de fibres non traitées thermiquement. La membrane perd probablement ses propriétés de déformation plastique, à moins que le phénomène de condensation altère les propriétés du matériau. Ces problèmes disparaissent si des fibres chauffées thermiquement sont utilisées. Dans ce cas, les plus hautes températures de fonctionnement (700° C) empêchent les effets de condensation et garantissent des taux de perméation élevés. Les essais pilotes et expérimentaux ont également été utilisés pour développer des modèles logiciels pour la simulation du processus membranaire et une éventuelle extrapolation future. L'association des données d'expérimentation actuelles et des résultats du modèle logiciel ont fourni la base d'une évaluation techno-économique du processus membranaire comparativement à d'autres technologies disponibles. L'étude démontre qu'avec une légère amélioration des conditions d'exploitation, le processus de séparation membranaire est économiquement compétitif et peut contribuer considérablement à nos efforts pour obtenir un environnement meilleur et plus propre.

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