Liquéfaction du charbon

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La liquéfaction du charbon désigne les procédés physico-chimiques qui permettent d'obtenir des hydrocarbures liquides à partir de charbon. Ces procédés, connus depuis le début du XXe siècle, connaissent au début du XXIe siècle un regain d'intérêt en raison de la différence de prix croissante entre le charbon et le pétrole. On utilise alors plus fréquemment l'abréviation CTL, soit en anglais Coal to Liquids. Le mélange d'hydrocarbures obtenus peut être aisément raffiné pour fournir des carburants.

Contexte historique[modifier | modifier le code]

La liquéfaction du charbon est une technique ancienne développée au début du 20ème siècle. Le procédé CTL le plus connu est la synthèse Fischer-Tropsch (FT), du nom des inventeurs Franz Fischer et Hans Torpsch de l'institut Kaiser Wilhelm dans les années 20. La synthèse FT est la base de la technologie de liquéfaction indirecte du charbon (ICL). Friedrich Bergius, un chimiste allemand, a inventé la liquéfaction directe du charbon (DCL) comme un moyen de convertir de l'énergie en huile synthétique en 1913.

La liquéfaction du charbon est devenue une partie intégrante de l'industrie allemande et a contribué à alimenter son armée au cours de la Seconde Guerre Mondiale. La liquéfaction du charbon était une partie importante du plan quadriennal d'Aldolf Hitler de 1936. Au milieu des années 30, des sociétés comme IG Farben et Ruhrchemie ont lancé la production industrielle de carburants synthétiques dérivés du charbon. Cela a conduit à la construction de douze usines de DCL utilisant l'hydrogénation de neuf plantes ICL utilisant la synthèse de Fischer-Trosch à la fin de la Seconde Guerre mondiale. Au total, CTL a fourni 92% du carburant aérien de l'Allemagne et plus de 50% de son approvisionnement en pétrole dans les années 40. Les usines DCL et ICL se sont complétées efficacement plutôt que concurrencées. La raison en est que l'hydrogénation du charbon produit de l'essence de haute qualité. Les usines de DCL étaient également plus développées car le lignite fonctionnait mieux avec l'hydrogénation qu'avec la synthèse FT. Après la guerre, l'Allemagne a dû abandonner sa production de carburant synthétique, interdite par la conférence de Potsdam en 1945.

Méthodes[modifier | modifier le code]

Les technologies de liquéfaction spécifiques entrent généralement dans deux catégories : les procédés de liquéfaction directe (DCL) et de liquéfaction indirecte (ICL). Les processus directs sont basés sur des approches telles que la carbonisation, la pyrolyse et l'hydrogénation.

Les procédés de liquéfaction indirecte impliquent généralement la gazéification du charbon en un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène, souvent appelé gaz synthétique ou simplement gaz de synthèse, puis en utilisant un procédé approprié tel que le procédé Fischer-Tropsch pour convertir le gaz de synthèse en hydrocarbures liquides.

En revanche, les procédés de liquéfaction directe transforment le charbon en liquides directement sans avoir à compter sur des étapes intermédiaires en décomposant la structure organique du charbon avec l'application de solvants ou de catalyseurs dans un environnement à haute pression et température. Comme les hydrocarbures liquides ont généralement un rapport molaire hydrogène-carbone plus élevé que le charbon, des procédés d'hydrogénation ou de rejet de carbone doivent être employés dans les technologies ICL et DCL.

À l'échelle industrielle (c'est à dire des milliers de barils par jour), une usine de liquéfaction du charbon nécessite généralement des investissements en capitaux de plusieurs milliards de dollars.

Notes et références[modifier | modifier le code]

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