L'ébullition est la partie coûteuse
Les raffineries séparent le pétrole brut de la même manière depuis un siècle : le chauffer au-dessus de 350 °C pour qu'il se vaporise, puis refroidir la vapeur pour récupérer différentes fractions. La distillation du brut consomme environ 1 100 térawattheures d'énergie par an dans le monde, soit la production d'environ 130 centrales nucléaires de l'échelle du gigawatt fonctionnant sans interruption. Des membranes capables de reprendre une partie de ce travail sont étudiées depuis des années, mais la conception conventionnelle nécessite un revêtement sélectif ultramince à la surface de la membrane, coûteux à fabriquer et sujet aux défauts à grande échelle.
Laisser le pétrole construire ses propres canaux
Une équipe dirigée par le professeur Dong-Yeun Koh au KAIST, en collaboration avec le groupe du professeur Ryan Lively à Georgia Tech, a essayé l'approche inverse. Ils ont poussé le pétrole brut directement à travers une membrane nue en polyacrylonitrile poreux, un polymère stable et bon marché normalement utilisé comme couche de support. Les hydrocarbures lourds se sont déposés sur les parois des pores et ont rétréci les ouvertures en canaux auto-assemblés de moins de 2 nanomètres. Les fractions légères telles que le naphta, l'essence et le kérosène passaient rapidement ; les composants plus lourds étaient retenus.
L'encrassement, le problème qui dégrade normalement les membranes, est devenu le mécanisme qui a fait fonctionner la séparation. La membrane a montré une perméation environ 23 fois supérieure aux systèmes antérieurs et a fonctionné de manière stable pendant 28 jours, selon l'étude publiée dans Nature. Des simulations de procédé suggèrent que son utilisation en amont de la distillation réduirait la consommation d'énergie d'environ 32 %, le dioxyde de carbone de 38 %, l'eau de refroidissement de 21 % et les coûts d'exploitation de 36 %.
Du banc de laboratoire à la porte de la raffinerie
Rien ici n'est encore installé dans une raffinerie en activité, et l'écart entre un test de 28 jours et une usine qui fonctionne pendant des années est l'endroit où la plupart des idées de séparation échouent. Les raffineries sont de l'industrie lourde : pompes, compresseurs, échangeurs de chaleur et colonnes sont dimensionnés autour d'un train de distillation, et toute adaptation doit s'y conformer. Par ailleurs, des chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian en Chine ont rapporté des économies d'énergie en laboratoire d'environ 91 % pour un procédé de raffinage moléculaire qui piège différentes molécules de pétrole dans des membranes conçues. Les deux axes de travail pointent dans la même direction. Si l'un ou l'autre atteint l'échelle commerciale, l'enjeu est une industrie du raffinage qui utilise moins de chaleur, émet moins et peut être construite plus petite.
---
Paliers frittés en bronze et en fer pour machines à grand volume
La métallurgie des poudres transforme directement la poudre métallique en un palier fini en un seul cycle de pressage et frittage — forme quasi nette, presque aucun rebut d'usinage et des tolérances qui restent stables sur des millions de pièces. Les paliers frittés de Soperb sont produits en fer, fer-cuivre, bronze à l'étain et acier inoxydable (SS-304L), avec une porosité contrôlée qui stocke l'huile lubrifiante à l'intérieur du métal à vie : bagues autolubrifiantes qui fonctionnent silencieusement dans les moteurs, pompes, ventilateurs, outils électriques, boîtes de vitesses et ensembles automobiles, sans conduite d'huile à entretenir. Les nuances sont cataloguées selon les normes DIN, MPIF, JIS, AMES et BSI BS 5600, y compris des variantes graphitées et cuivrées pour les services à forte charge et à haute température. Visitez www.pmsnt.com pour sélectionner une nuance par norme, par charge ou par taille d'arbre.