L'entreprise britannique Exactmer réalise le passage à l'échelle pilote de la séparation sans chaleur du pétrole brut

fr.wedoany.com Rapport : Exactmer, une entreprise dérivée de l'Imperial College London, a développé une membrane à l'échelle pilote capable de séparer les fractions de pétrole brut sans apport de chaleur, une avancée qui pourrait réduire considérablement la consommation énergétique du raffinage.

Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Science, une équipe de chercheurs du Royaume-Uni, de Chine, d'Arabie saoudite et de Singapour décrit une membrane de 1 mètre de large fabriquée selon un procédé roll-to-roll. Andrew Livingston, PDG et chercheur principal d'Exactmer, estime que cette étude montre que la technologie de fractionnement membranaire est désormais « prête » pour une application commerciale.

La distillation thermique traditionnelle représente environ 1 % de la consommation énergétique mondiale. La technologie membranaire est depuis longtemps considérée comme une alternative à faible consommation d'énergie, avec des économies potentielles allant jusqu'à 90 %. Cependant, le compromis entre vitesse de séparation et sélectivité a toujours constitué un obstacle à la commercialisation. Les chercheurs affirment avoir surmonté cet obstacle, leur membrane présentant une perméabilité environ 10 fois supérieure à celle des membranes les plus avancées actuelles, tout en conservant une sélectivité aussi élevée.

Cette avancée repose sur une nouvelle structure polymère dont les pores microscopiques restent stables au contact des hydrocarbures. En introduisant une réticulation lors du processus de fabrication, l'équipe a empêché le gonflement qui entraîne généralement une dégradation des performances de la membrane. Zhiwei Jiang, responsable du développement des membranes chez Exactmer, explique : « Cela préserve les pores minuscules nécessaires à la séparation moléculaire, tout en permettant un écoulement rapide des hydrocarbures. »

Des experts indépendants saluent ces travaux. Ryan Lively, professeur de génie chimique et biomoléculaire au Georgia Institute of Technology, qualifie cette réalisation d'« exploit remarquable ». Il ajoute que, bien que la technique de réticulation ait déjà été envisagée, les chercheurs ont trouvé « le point d'équilibre optimal pour les performances de la membrane ».

Lors de tests sur du pétrole brut arabe ultra-léger, la membrane de l'équipe a extrait près de 100 % des hydrocarbures lourds (nombre d'atomes de carbone supérieur à 15) et éliminé plus de 90 % des composés soufrés. Les chercheurs indiquent que cela pourrait réduire le besoin de désulfuration en aval, simplifiant ainsi le processus de raffinage. Lors du traitement de pétrole brut réel, bien que le débit soit inférieur à celui des mélanges synthétiques, la membrane a maintenu des performances stables pendant 30 jours de fonctionnement continu. De plus, elle a été intégrée dans des modules standard à enroulement spiralé largement utilisés dans l'industrie, démontrant son potentiel de déploiement commercial.

Lively souligne que le passage réussi d'un échantillon de laboratoire à un module membranaire pleine grandeur est particulièrement encourageant. Il déclare : « Passer d'un test de la taille d'un timbre-poste à un module membranaire pleine grandeur en si peu de temps montre que le raffinage basé sur les membranes a un avenir prometteur. » L'équipe explore actuellement des alternatives vertes au chloroforme (le solvant utilisé pour fabriquer la membrane). Exactmer prévoit également de développer des technologies similaires pour les séparations pharmaceutiques.