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La merveilleuse réaction chimique du procédé Fischer-Tropsch : comment passer du gaz à l'essence ?
Dans le contexte de la transformation énergétique mondiale, la technologie de transformation du gaz en liquide (GTL) est rapidement apparue comme un processus révolutionnaire pour convertir le gaz naturel en combustibles liquides. Le cœur du processus est le procédé Fischer-Tropsch, qui convertit le monoxyde de carbone (CO) et l'hydrogène (H2) en hydrocarbures à longue chaîne, notamment des carburants tels que l'essence et le diesel, par une série de réactions chimiques.
Le procédé Fischer-Tropsch produit donc non seulement efficacement du gaz de synthèse, mais le convertit également en carburants liquides que nous utilisons quotidiennement, ce qui est essentiel pour réduire la dépendance au pétrole conventionnel.
La première étape de ce processus chimique implique l'oxydation partielle du méthane, le principal composant du gaz naturel, pour produire un mélange de gaz de synthèse brut contenant principalement du monoxyde de carbone et de l'hydrogène. Ce mélange est encore optimisé grâce à une réaction de conversion eau-gaz pour obtenir le rapport CO/H2 approprié, puis les impuretés sont éliminées, le transformant en gaz de synthèse pur. Ensuite, le gaz de synthèse pur est introduit dans le procédé Fischer-Tropsch, où divers hydrocarbures synthétiques sont produits grâce à l'action de catalyseurs au fer ou au cobalt.
Le processus de conversion du méthane en méthanol
Une autre voie consiste à convertir le méthane en méthanol, un processus qui implique trois réactions principales. Tout d’abord, le méthane et l’eau génèrent du dioxyde de carbone et de l’hydrogène grâce à une réaction de reformage à la vapeur, puis une réaction de déplacement d’eau est effectuée pour augmenter la production d’hydrogène, et enfin l’hydrogène généré est combiné avec du monoxyde de carbone pour synthétiser du méthanol.
Il convient de mentionner que le méthanol n'a que la moitié de la densité énergétique de l'essence, mais sa fluidité et sa maniabilité en font un excellent composant carburant.
Technologie de conversion du méthanol en essence
Dans les années 1970, Mobil a développé une technologie permettant de convertir le méthanol en essence. Le processus implique la déshydratation partielle du méthanol à l’aide d’un catalyseur à tamis moléculaire pour produire de l’éther diméthylique, qui est ensuite ensuite converti en divers hydrocarbures à longue chaîne, formant finalement de l’essence composée à 80 % de cinq atomes de carbone ou plus.
Développement d'autres technologies GTL
En plus du processus de conversion du méthanol, GTL introduit également le concept de biogaz en liquide (Bio-GTL), qui utilise des micro-organismes et des enzymes pour convertir le méthane en carburant liquide. Cette approche marque une nouvelle tendance de développement dans la technologie GTL et démontre le potentiel de la catalyse microbienne pour la conversion d'énergie.
La Banque mondiale a souligné qu'environ 150 milliards de mètres cubes de gaz naturel sont brûlés ou rejetés chaque année, ce qui équivaut à 25 % de la consommation de gaz naturel aux États-Unis. Si ces ressources peuvent être converties via le GTL, cela sera possible. nous apportera des avantages économiques considérables.
Applications commerciales et perspectives d'avenir
À l'heure actuelle, plusieurs grandes sociétés multinationales telles que Royal Dutch Shell et Sasol ont investi dans la construction d'usines GTL. Ces usines permettent non seulement une conversion efficace du gaz naturel, mais fournissent également des solutions innovantes pour améliorer la chaîne d'approvisionnement mondiale en carburant. Avec l’épuisement des ressources pétrolières conventionnelles, on pense que la technologie GTL deviendra de plus en plus populaire.
Cependant, comment les aspects économiques de la technologie GTL affecteront-ils son applicabilité sur le marché à mesure que les prix mondiaux du gaz naturel et du pétrole brut évoluent ? C'est une question qui mérite d'être explorée ?
