Gaz de synthèse

Un gaz de synthèse ou syngas est le nom donné à un mélange gazeux qui contient une quantité variable de monoxyde de carbone et d'hydrogène, ainsi qu'un peu de dioxyde de carbone. Il existe différentes méthodes pour l'obtenir : reformage par la vapeur du gaz naturel (ou d'hydrocarbures liquides), gazéification du charbon^[1], extraction de la biomasse ou gazéification de déchets. Son nom provient de son utilisation lors de la création du gaz naturel synthétique (synthetic natural gas)^[2] ou lors de la synthèse de l'ammoniac ou du méthanol. Il est également utilisé comme produit intermédiaire dans la fabrication du synfuel.

Histoire

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Le gaz d'éclairage

Articles détaillés : Gaz d'éclairage, Gaz de houille et Gaz de ville.

La gazéification du charbon servit pendant plusieurs années à fabriquer du gaz d'éclairage et, jusqu'à un certain point, de gaz de chauffage, avant que l'éclairage électrique et que les infrastructures pour le gaz naturel ne deviennent courantes.

Pour réussir à industrialiser le procédé Haber, des chercheurs de BASF durent mettre au point la réaction du gaz à l'eau, car il était essentiel d'obtenir de l'hydrogène chimiquement pur pour éviter d'empoisonner les catalyseurs. Le syngas participe à la fabrication de l'hydrogène^[3].

Usages

Le syngas possède moins que la moitié de la densité d'énergie du gaz naturel. Il peut servir de combustible et est souvent utilisé comme source de carburant ou composé chimique intermédiaire lors de la fabrication d'autres produits chimiques.

Le syngas peut servir lors du procédé Fischer-Tropsch pour synthétiser du diesel ou il peut être converti en méthane et en éther méthylique lors des procédés catalytiques.

Fabrication

Le syngas destiné à servir de combustible est le plus souvent créé par la gazéification du charbon, l'extraction de la biomasse ou par la gazéification des déchets. La réaction chimique le plus souvent utilisée est alors :

C + H₂O → CO + H₂

C + O₂ → CO₂

CO₂ + C → 2 CO

Lorsqu'utilisé dans la synthèse à grande échelle, industrielle, de l'hydrogène (principalement dans la synthèse de l'ammoniac), il peut aussi être formé à partir du gaz naturel (via la reformage catalytique) :

CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂

Pour produire encore plus d'hydrogène à partir de ce mélange, plus de vapeur est ajoutée et la réaction du gaz à l'eau survient :

CO + H₂O → CO₂ + H₂

Lors de la synthèse de l'ammoniac, l'hydrogène doit être séparé du CO₂ pour éviter que ce dernier n'empoisonne les catalyseurs. C'est principalement effectué par un pressure swing adsorption (PSA), par un réacteur à membranes ou lors d'un amine scrubbing.

Notes et références

1. ↑ (en) M. R. Beychok, Coal gasification and the Phenosolvan process, American Chemical Society 168th National Meeting, Atlantic City, September 1974
2. ↑ (en) M. R. Beychok, Process and environmental technology for producing SNG and liquid fuels, U.S. EPA report EPA-660/2-75-011, May 1975
3. ↑ Bosch, 1931, p. 198

Voir aussi

Liens externes

• (en) Fischer Tropsch Archive

Bibliographie

• (en) Carl Bosch, The Development of the Chemical High Pressure Method During the Establishment of the New Ammonia Industry, Oslo, Suède, Fondation Nobel, 1931, 45 p. [lire en ligne]