Réacteur de gaz de schiste pourrait permettre d'économiser des millions dans la production de propylène.

• Un nouveau réacteur chimique permet de produire efficacement du propylène à partir de gaz de schiste.
• La séparation du gaz d'hydrogène permet des pressions de propane plus élevées et une production accrue de propylène.
• Une usine produisant 500 000 tonnes métriques de propylène par an pourrait économiser jusqu'à 23,5 millions de dollars en utilisant cette méthode.

Des ingénieurs de l'Université du Michigan ont conçu un nouveau réacteur chimique pour produire un ingrédient essentiel pour les plastiques, les adhésifs, les fibres de tapis, les nettoyants ménagers et bien plus à partir de gaz naturel. L'idée pourrait réduire les coûts de fabrication dans une économie post-pétrole de millions de dollars.

L'article de recherche a été publié dans la revue Science.

Le réacteur crée du propylène, un produit chimique polyvalent utilisé pour fabriquer une longue liste de produits industriels, dont des ingrédients pour le caoutchouc nitrile utilisé dans les tuyaux et joints automobiles ainsi que des gants de protection bleus.

La plupart du propylène utilisé aujourd'hui provient des raffineries de pétrole, qui le collectent comme sous-produit du raffinage du pétrole brut en essence. Avec le déclin du pétrole et de l'essence au profit du gaz naturel, de l'énergie solaire et éolienne, la production de propylène et d'autres produits dérivés du pétrole pourrait diminuer en dessous de la demande actuelle sans de nouveaux moyens de les produire.

Le gaz naturel extrait du schiste constitue une alternative potentielle au propylène issu du pétrole brut. Il est riche en propane, qui ressemble suffisamment au propylène pour être un matériau précurseur prometteur, mais les méthodes actuelles pour produire du propylène à partir de gaz naturel sont encore trop inefficaces pour combler l'écart entre l'offre et la demande.

Suljo Linic, professeur à la chaire Martin Lewis Perl de génie chimique et auteur correspondant de l'étude publiée dans Science, a expliqué : «Il est très difficile de convertir économiquement le propane en propylène. Il faut chauffer cette réaction pour la faire avancer, et les méthodes standard nécessitent des températures très élevées pour produire suffisamment de propylène. À ces températures, on obtient non seulement du propylène mais aussi des dépôts de carbone solide et d'autres produits indésirables qui nuisent au catalyseur. Pour régénérer le réacteur, il faut souvent brûler les dépôts de carbone solide, ce qui rend le processus inefficace.»

Le nouveau système de réacteur des chercheurs produit efficacement du propylène à partir de gaz de schiste en séparant le propane en propylène et en hydrogène. Il permet également à l'hydrogène de s'échapper, modifiant l'équilibre entre la concentration de propane et les produits de réaction de manière à produire plus de propylène. Une fois séparé, l'hydrogène peut être brûlé en toute sécurité loin du propane, chauffant le réacteur suffisamment pour accélérer les réactions sans produire de composés indésirables.

Cette séparation est réalisée grâce aux tubes à membrane creux et emboîtés du réacteur. Le tube le plus interne est composé de matériaux qui scindent le propane en propylène et en hydrogène. Alors que les tubes retiennent la plupart du propylène à l'intérieur de la chambre la plus interne, l'hydrogène peut s'échapper dans une chambre extérieure à travers des pores dans une couche de membrane du matériau.

À l'intérieur de cette chambre, l'hydrogène est brûlé de manière contrôlée en mélangeant des quantités précises d'oxygène.

Étant donné que l'hydrogène peut être brûlé à l'intérieur du réacteur et peut fonctionner sous des pressions de propane plus élevées, la technologie pourrait permettre aux usines de produire du propylène à partir de gaz naturel sans installer de chauffages supplémentaires.

Selon les estimations des chercheurs, une usine produisant annuellement 500 000 tonnes métriques de propylène pourrait économiser jusqu'à 23,5 millions de dollars par rapport à d'autres méthodes à partir de gaz de schiste. Ces économies s'ajoutent aux économies opérationnelles réalisées en brûlant l'hydrogène produit dans la réaction plutôt que d'autres combustibles.

La recherche a été financée par l'Office of Basic Energy Sciences du Département de l'Énergie des États-Unis, l'Institut de Fabrication RAPID et la National Science Foundation. Les matériaux du réacteur ont été étudiés au Michigan Center for Materials Characterization. L'équipe cherche à obtenir une protection par brevet avec l'aide des Partenariats d'Innovation de l'Université du Michigan et cherche des partenaires pour commercialiser la technologie. Suljo Linic est également professeur de systèmes et conception intégrative.

**

Bien que le propylène ne soit pas au premier plan de l'esprit de chaque consommateur lorsqu'il fait ses achats, il occupe une place de choix dans l'esprit de presque tous les concepteurs de produits. Même s'il n'est pas présent dans le produit lui-même, il est probable que l'emballage contienne du propylène. C'est un matériau courant dans le monde moderne.

Par Brian Westenhaus via New Energy and Fuel

Plus de lectures recommandées par Oilprice.com :

• La montée en flèche du cours de l'action d'Anglo-American suite aux discussions de rachat avec BHP
• L'Azerbaïdjan joue discrètement un rôle clé dans les projets économiques de la Russie
• Comment l'or est devenu un composant essentiel dans les GPUs de Nvidia