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Auteur(s)
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Claude RAIMBAULT : Institut Français du Pétrole
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘hydrogène est l’élément le plus répandu dans l’univers. Sur notre planète, on le trouve essentiellement dans l’eau et dans les hydrocarbures qui sont les sources de l’hydrogène industriel. Celui-ci est largement utilisé dans l’industrie chimique et le raffinage du pétrole, entre autres. Du fait de sa combustion non polluante, certains le considèrent comme le vecteur énergétique du futur.
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Purification de l’hydrogène2. Sources d’hydrogène
La figure 1 présente les principales sources d’hydrogène industriel.
C’est un sous-produit des opérations du reformage catalytique et du vapocraquage de l’industrie pétrolière et pétrochimique.
On l’obtient par réaction de la vapeur d’eau sur les hydrocarbures légers. C’est le vaporeformage.
Il peut aussi résulter de l’action conjointe de l’oxygène et de la vapeur d’eau sur des combustibles fossiles (hydrocarbures, charbon) et sur la biomasse. Cette oxydation partielle est encore appelée gazéification.
Enfin, l’électrolyse de l’eau est une source d’hydrogène de haute pureté.
2.1 Le gaz de synthèse
Si le reformage catalytique, le vapocraquage et l’électrolyse de l’eau produisent de l’hydrogène pur ou à un degré de pureté élevé, le vaporeformage et la gazéification conduisent à un mélange formé de cinq composés gazeux :
H2, CO, CO2, CH4, H2Oet de certaines impuretés : H2S, N2, Ar. C’est ce qu’il est convenu d’appeler le gaz de synthèse.
Certaines productions industrielles utilisent directement ce mélange gazeux (synthèses de l’ammoniac, du méthanol, etc.). L’hydrogène pur nécessaire à d’autres emplois met en œuvre une chaîne de production relativement complexe qui peut être schématisée ainsi :
2.2 Procédés industriels
Il est mis en œuvre sur des hydrocarbures légers (point d’ébullition inférieur à 200 C) préalablement débarrassés de leurs impuretés (S, As, halogènes, H2S).
On opère entre 700 et 900 C en sortie de zone réactionnelle...
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Sources d’hydrogène
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