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Innovative Catalytic Technologies & Materials for Next Gas to Liquid Processes

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Un moyen plus économique de convertir le gaz naturel en carburant liquide

La conversion du gaz naturel en carburant liquide serait un moyen prometteur de réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Des chercheurs financés par l'UE développent des moyens efficaces et peu coûteux pour transformer cette perspective en réalité.

Énergie

La production à partir du méthane d'un précurseur au carburant liquide appelé syngas, ou gaz de synthèse, est l'une des étapes les plus coûteuses des voies conventionnelles de production d'essence. Les scientifiques travaillant sur le projet NEXT-GTL (Innovative catalytic technologies and materials for next gas to liquid processes), financé par l'UE, étudient les principaux enjeux techniques et le coût associés aux procédés traditionnels de liquéfaction du gaz (GTL pour «gas-to-liquid» en anglais). Les chercheurs ont exploré de nouvelles voies pour la production de gaz de synthèse catalytique à partir de gaz naturel. Ils ont également étudié la conversion catalytique directe (sans l'intermédiaire du gaz de synthèse) du méthane en méthanol/diméthyléther (DME) et en composés aromatiques, des molécules organiques qui comportent un ou plusieurs anneaux de six atomes de carbone, comme le benzène. Afin de réduire les coûts associés à la production de gaz de synthèse, les scientifiques ont développé un procédé innovant et avancé à plusieurs étapes. Ce dernier exploite l'oxydation catalytique partielle du gaz naturel et des membranes de séparation du gaz. Les catalyseurs et les membranes développés ont été testés dans une usine pilote à des fins de comparaison avec leurs homologues semi-commerciaux. L'élimination de l'étape de production du gaz de synthèse est une autre voie prometteuse pour réduire les coûts de production des carburants liquides pouvant être transportés, essence ou diesel. Les scientifiques ont par conséquent exploré des voies pour une conversion catalytique directe et à basse température du méthane en méthanol, et étudié en détail les sites d'activation du méthane adéquats. Les chercheurs ont également étudié la conversion catalytique directe du méthane en composés aromatiques pouvant être raffinés (via une association par voie chimique avec de l'éthane ou du propane dans une réaction dite d'alkylation). D'importants progrès ont également été réalisés sur le développement de nouveaux catalyseurs actifs et stables pour l'aromatisation du méthane et pour l'alkylation du benzène. Par ailleurs, les partenaires du projet ont développé des membranes à perméabilité sélective et des technologies de séparation pour H2, O2 et CO2. Celles-ci pourraient être utilisées pour une variété d'autres procédés de raffinerie, de pétrochimie, de combustion et d'autres procédés non-chimiques afin d'améliorer leur efficacité. Le projet NEXT-GTL a réussi à développer de nouvelles méthodes rentables et efficaces pour la conversion catalytique du méthane en carburants liquides pour le secteur des transports. Des réductions importantes des coûts permettront de faire des procédés GTL (liquéfaction de gaz) une option véritablement viable par rapport à la production traditionnellement moins coûteuse de carburants liquides à partir de pétrole brut, avec des avantages importants pour l'environnement et l'industrie.

Mots‑clés

Méthane, syngas, NEXT-GTL, procédés de liquéfaction du gaz, méthanol/ diméthyléther, DME, composés aromatiques, oxydation catalytique partielle, réaction d'alkylation, membrane à perméabilité sélective

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