Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’intensification des procédés consiste, par le développement de méthodes, de techniques et d’appareils adaptés, à concevoir des procédés plus compacts et plus économiques dont la capacité de production est de plusieurs fois supérieure à celle d’un procédé conventionnel. L’intensification s’inscrit dans un contexte de développement durable et répond donc à des enjeux environnementaux, économiques et sociétaux. Cet article a pour objectif de donner des éléments sur la demande industrielle de l’intensification des procédés, d’expliquer comment réaliser l’intensification des procédés, et d’indiquer les obstacles et les voies d’avenir pour l’intensification des procédés.
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Process intensification, through the development of suitable methods, techniques and devices, seeks to design more compact and more economical processes with production capacities several times greater than those of a conventional process. Intensification finds its place in sustainable development, and so responds to environmental, economic and societal challenges. This article provides the reader with information on the industrial demand for process intensification, and on how it can be achieved, and indicates hurdles to be overcome and future directions to be taken.
Auteur(s)
-
Jean-Claude CHARPENTIER : Professeur et directeur de recherche émérite CNRS - Ancien directeur de l'ENSIC, de l'ESCIL et de l'ESCPE Lyon et du département sciences pour l'ingénieur du CNRS - Former président de la Fédération européenne de génie chimique Laboratoire réactions et génie des procédés CNRS/ENSIC/Université de Lorraine, France
INTRODUCTION
Dans le cadre du développement durable, de la protection de l'environnement et de la globalisation des marchés, il existe une prégnante et urgente demande qui combine à la fois un attrait des marchés « market pull » et une demande d'innovation technologique « technology push ». La réponse est apportée par l'intensification des procédés qui se définit par « produire beaucoup plus et mieux en consommant beaucoup moins » en utilisant de nouveaux modes opératoires avec les équipements existants ou bien en utilisant de nouveaux équipements basés sur des principes scientifiques qui conduisent à de nouveaux modes ou échelles de production de produits ciblés par des consommateurs de plus en plus exigeants.
L'intensification des procédés peut être menée :
-
avec des équipements et réacteurs multifonctionnels (hybridation d'opérations unitaires) ;
-
avec des réacteurs microstructurés ;
-
avec de nouveaux modes opératoires de production ;
-
avec des modes utilisant des milieux réactionnels de la chimie verte ;
-
avec une chimie intensifiée dans des réacteurs microstructurés pour lesquels les phénomènes de transfert de chaleur et de matière sont parfaitement dominés « novel process windows ».
Cela peut conduire à des économies cumulées de 30 % de matières premières et d'énergies et en coûts opératoires, mais il existe cependant plusieurs obstacles importants à surmonter pour que la méthodologie et les technologies de l'intensification des procédés soient encore plus répandues qu'elles ne le sont aujourd'hui.
Toutes ces considérations vont justifier la publication d'articles sur l'intensification des procédés dans une nouvelle rubrique de Techniques de l'Ingénieur.
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KEYWORDS
multifunctional reactors | microstructured reactors
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
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3. Obstacles et voies d'avenir pour l'intensification des procédés
Bien évidemment, l'intensification des procédés est une voie d'avenir pour l'approche moderne du génie des procédés et pour le développement de procédés durables et ce, dans le cadre d'une approche qui combine à la fois un attrait des marchés (market pull ) et une demande d'innovation technologique (technology push ).
Toutefois, plusieurs obstacles importants doivent et devront être surmontés avant que certaines nouvelles technologies dans la conception des équipements et des réacteurs pour l'intensification des procédés soient davantage exploitées et que leurs utilisations soient encore plus largement répandues qu'elles ne le sont aujourd'hui.
Il faut en effet prouver par exemple que la maturité et la compétitivité économique de ces nouvelles technologies sont comparables à celles des technologies conventionnelles. Voilà pourquoi par exemple, malgré ses nombreux avantages, les possibilités d'utilisation des procédés de séparation multifonctionnels sont à peine exploitées à l'échelle industrielle à l'exception de la distillation catalytique en raffinage pétrochimie avec aujourd'hui moins de 200 installations industrielles et des techniques membranaires utilisées notamment pour les applications alimentaires et environnementales. Dans de nombreux cas, la cause est l'absence de méthodologie générale de conception et d'un know how détaillé du procédé avec des normes pour mesurer les améliorations apportées dans chacune des composantes économiques, environnementales, sécuritaires et propres à la technologie intensifiée.
De même, le conservatisme des compagnies industrielles propriétaires d'usines utilisant des procédés batch de production ne permet pas d'accepter facilement des solutions de production en continu avec des réacteurs microstructurés. Même si la miniaturisation et la production par modules sont un concept prometteur pour réaliser cet objectif avec une approche développement durable green reactor design to produce green chemicals.
Cependant, il est clair qu'en chimie fine et produits de spécialités, voire même pour la production de certaines commodités, il existe de nombreux exemples récents qui montrent que les technologies d'intensification des procédés sont en plein développement et constituent une voie d'avenir pour des procédés durables. Ainsi, avec l'utilisation de microréacteurs, on voit se profiler la notion de « l'usine dans une boîte...
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Obstacles et voies d'avenir pour l'intensification des procédés
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
F3 FACTORY, EU Large-Scale Project, Flexible, fast and future production processes http://www.f3factory.com
F3 Project, What Will Tomorrow's Chemical Plant Look Like ? https://www.process-worldwide.com/what-will-tomorrows-chemical-plant-look-like-a-300750/
COPIRIDE, EU Large-Scale Project, Combining Process Intensification-driven Manufacture of Microstructures Reactors and Process Design regarding to Industrial Dimensions and Environment http://www.copiride.eu
PILLS, EU Large-Scale Project, Process intensification methodologies for liquid-liquid systems in structures equipment http://www.fp7pills.eu
European Roadmap for Process Intensification, Creative energies, Energy transition http://fr.slideshare.net
Integrated Multiscale Process Units with Locally Structured Elements IMPULSE http://www.impulse-project.orga
Horizon 2020 (H-2020) http://www.ec.europa.eu/programmes/horizon2020
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