Les biocarburants et les biocarburants synthétiques sont des éléments importants dans la quête mondiale d’un avenir énergétique durable. Ce sont des alternatives renouvelables et prometteuses aux combustibles fossiles, car ils réduisent les émissions de CO2 jusqu’à 95 %. WIKA soutient depuis de nombreuses années des projets dans le domaine des biocarburants et des e-carburants avec des solutions d’instrumentation sur mesure.
Les différences entre les carburants sont principalement liées aux processus de production individuels :
Ces deux types de réacteurs sont utilisés pour la production de biocarburants et d’e-carburants. Le thermocouple multipoint Flex-R® TC96-R est le premier choix pour la surveillance de la température dans les réacteurs à lit fixe (schéma de gauche). La transition de sécurité (enceinte de confinement secondaire) entre le réacteur et la boîte de jonction est surveillée, selon les besoins, par des manomètres, des manomètres avec signal de sortie, des transmetteurs de process ou des manomètres à signal de sortie électrique (de haut en bas). Pour une utilisation dans les tubes catalytiques des réacteurs à plaques tubulaires Fischer-Tropsch (schéma de droite), le multipoint miniature TC97 est la solution idéale. Dans les deux cas, le nombre réel de points de mesure est généralement bien supérieur à celui indiqué sur le schéma.
HVO, HEFA et transformation de la biomasse en liquides (BtL)
L’industrie fait la distinction entre le biodiesel (FAME = « fatty acid methyl esters ») et le diesel renouvelable tel que le HVO (« hydrotreated vegetable oil ») et le HEFA (« hydroprocessed esters and fatty acids »). Contrairement au biodiesel, l’HVO et l’HEFA peuvent être utilisés comme carburants « drop-in » en raison de leur qualité supérieure, c’est-à-dire directement sans avoir à adapter les moteurs. De plus, la qualité de la combustion est meilleure en raison de la teneur en cétane plus élevée, tout comme les propriétés d’écoulement à froid.
Les HEFA et HVO sont généralement basés sur des huiles végétales et des huiles de cuisson usagées, des graisses animales et huile de tall provenant de la production de pâte à papier. La production comprend des process tels que l’hydrotraitement et l’hydroisomérisation dans des réacteurs à lit fixe.
Les biocarburants avancés peuvent également être produits par gazéification de la biomasse. Le gaz de synthèse qui en résulte est ensuite converti en carburant liquide par le procédé Fischer-Tropsch. Cette méthode, connue sous le nom de « biomasse à liquides » (BtL), utilise généralement des déchets et des résidus forestiers et agricoles. Les déchets municipaux peuvent également être utilisés comme matière première.
E-carburants à partir de CO2 et d’hydrogène
Les biocarburants (ou RFNBO = « renewable fuels of non-biological origin ») offrent la possibilité de décarboniser des secteurs difficiles à électrifier, tels que l’aviation et le transport maritime. En général, ils sont également produits à l’aide du procédé Fischer-Tropsch. Dans ce cas, les matières premières sont le CO2 issu des process de capture du carbone et l’hydrogène produit par électrolyse à partir d’électricité d’origine solaire, éolienne ou hydraulique.
Les réacteurs Fischer-Tropsch pour les e-carburants contiennent des tubes remplis de catalyseurs dans lesquels le gaz de synthèse est converti en hydrocarbures paraffiniques. Après hydrocraquage, ceux-ci entrent dans le process de distillation, où ils sont transformés en carburant d’aviation, par exemple.
Biocarburants et e-carburants : une large gamme d’instruments pour la production
A team from WIKA-Gayesco’s field service prepares the installation of model TC96-R Flex-R® multipoint thermocouples in a reactor.
La production de biocarburants et d’e-carburants nécessite des instruments de mesure sophistiqués pour la surveillance des process. Cela s’applique en particulier au contrôle de la température pendant les réactions exothermiques.
Dans les usines de production de HVO et de diesel HEFA, les thermocouples multipoints de haute précision TC96-R Flex-R® entrent en jeu. Ils fournissent un profil de température précis dans les lits des réacteurs. Le choix du matériau est également décisif pour leur utilisation. En effet, les processus présentent un risque élevé de corrosion en raison de la présence possible d’acides gras libres, de dioxyde de carbone, d’eau et de chlore dans les milieux de traitement.
Les tuyaux remplis de catalyseur dans les réacteurs à plaques tubulaires Fischer-Tropsch représentent un défi technique lors de l’installation. Le capteur thermocouple multipoint TC97, de conception miniature, est idéal pour cette tâche. Les clients peuvent également bénéficier d’un service d’installation pour les capteurs de température dans les processus mentionnés, ce qui garantit une installation optimale des instruments.
Des solutions pour tous les mesures
Il va de soi que les exploitants d’installations peuvent également faire appel à la vaste expertise de WIKA en matière de solutions d’instrumentation supplémentaires. Les indicateurs de niveau à flotteurs en titane revêtus de carbone diamanté (DLC) sont un exemple du savoir-faire concernant les process pour les biocarburants et les e-carburants. De plus, il existe des instruments spécifiques de mesure de pression, du débit et de la température, ainsi que des membranes d’étanchéité, des doigts de gant et des vannes.
Note
WIKA has also compiled a white paper containing useful information on biofuels and the measuring instruments used for their production. On the WIKA website you will find further information on the mentioned instrument models TC96-R Flex-R® and TC97. There you can also learn more about WIKA’s sustainability strategy and download a copy of the sustainability report. Should you have any further questions, your contact will gladly help you.
Sur le site web de WIKA, vous trouverez de plus amples informations sur les modèles d’instruments mentionnés TC96-R Flex-R® et TC97. Vous pouvez également y découvrir la stratégie de développement durable de WIKA et télécharger une copie du rapport de durabilité. Si vous avez d’autres questions, votre contact se fera un plaisir de vous aider.
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