Etude d'un concept d'équipement multi-fonctionnel Compresseur / Séparateur / Réacteur fonctionnant en régime transitoire

Study of a multifunctionnal concept of device : compression / separation / reaction in transient state

• Auteur / Autrice : Mathilde Lafont
• Direction : Christophe Castel, Romain Privat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des Procédés, des Produits et des Molécules
• Date : Inscription en doctorat le 10/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : SIMPPÉ - SCIENCES ET INGENIERIES DES MOLECULES, DES PRODUITS, DES PROCEDES ET DE L'ÉNERGIE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LRGP - Laboratoire Réactions et Génie des Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Axe 2 - PRIMO - Procédés Réacteurs IntensificationMembrane Optimisation

Mots clés

Mots clés libres

Procédés de séparation

Energie

Membrane

Membrane

Energy

Separation processes

Résumé

La compression de gaz est une opération très couramment pratiquée dans de nombreux domaines industriels (énergie, chimie, automobile, environnement, médical) pour assurer le transport, la transformation ou l'utilisation de molécules gazeuses. Différentes technologies de compresseurs sont disponibles, en fonction de la gamme de pression recherchée, du débit à assurer ou du type de gaz à comprimer. De manière générale, une opération de compression de gaz conduit à une dépense énergétique élevée. Ce constat d'applique particulièrement aux procédés de séparation de gaz par membranes, pour lesquels une étape de compression du mélange à séparer est souvent incontournable et représente la première contribution du besoin énergétique du procédé global. La recherche de procédés présentant une efficacité énergétique accrue constitue donc une priorité de nombreux programmes, parmi lesquels les séparations et réactions en phase gaz. Le projet de recherche présenté ici concerne l'étude d'un concept intensifié de compresseur / séparateur membranaire / réacteur mis en œuvre de manière transitoire et cyclique L'objectif de ce travail est d'identifier les conditions et modes opératoires permettant une diminution significative de la dépense énergétique sans réduire les performances de séparation et de conversion.

Gas compression is a common operation in many industrial fields (energy, chemistry, automobile, environment, medical) to ensure the transport, transformation or use of gaseous molecules. Different compressor technologies are available, depending on the targeted pressure range, the flow rate to be ensured or the type of gas to be compressed. In general, a gas compression operation leads to a high energy penalty, particularly for gas separation processes using membranes, for which the compression of the feed is often unavoidable and represents the first contribution to the energy requirement of the overall process. The study of process architecture or operating conditions that that allow to increase energy efficiency is therefore a priority for many programs, including gas phase separations and reactions. The research project presented here concerns the study of an intensified compressor / membrane separator / reactor concept implemented in a transient and cyclic manner. The objective of this work is to identify the conditions and operating modes allowing a significant reduction in energy consumption without reducing separation and conversion performance.