Petrol sintetic din lemn accelerat (articolul S&V, 1980)

Ulei accelerat

După mai bine de jumătate de secol de eforturi, producția accelerată de petrol din lemn uzat se alătură tehnicilor energiei alternative. Mai mult, ulei de lemn
va fi competitiv din punct de vedere economic cu celălalt. În luna mai, un butoi de petrol fabricat în întregime din așchii de lemn a fost lansat dintr-o fabrică pilot din Albany, Oregon. Fusese finalizat peste o oră, folosind procesul dezvoltat de laboratorul Lawrence Berkeley, lângă San Francisco.
Ideea este atât de simplă încât ne întrebăm de ce nu ne-am gândit până acum; de fapt, ne gândisem la asta. În 1920, germanul Franz Fischer încercase să obțină petrol din rumeguș fin, amestecat cu ulei de antracen, totul sub presiune. Din păcate, procesul nu a atins niciodată stadiul fabricii pilot și a fost extrem de costisitor; era necesar să uscați așchii de lemn la temperatură ridicată, apoi să le pulverizați mecanic; mai mult, uleiul folosit era scump.
Cu toate acestea, în 1972, Biroul SUA al Minelor a preluat ideea lui Fischer. Prin modificarea sa ușoară, a obținut rezultate interesante în laborator; Prin urmare, a început să lucreze la mica fabrică pilot din Albany, instalată lângă o pădure de pini pe care urma să o aprovizioneze
materie prima. În timp ce fabrica era încă în construcție, proiectul a fost transmis ERDA, predecesorul Departamentului de Energie al SUA (DOE).

În 1976, Bechtel Corporation a semnat un contract cu DOE pentru realizarea acestui studiu. Fara succes. Un an mai târziu, DOE a cerut Laboratorului Lawrence Berkeley să ia
releu. Și Sabri Ergun, cercetător la acest laborator, a decis să abandoneze metoda dezvoltată de Biroul Minelor. De ce ?

Pentru că, la fel ca procesul german, a fost scump; mai mult pulberea de lemn amestecată cu uleiul avea o tendință enervantă de a se extinde, iar pompele care urmau să injecteze
rumegușul din reactor s-a stricat tot timpul, înfundat cu bulgări de pastă de lemn; pe scurt, procesul sa dovedit imposibil de transferat de la laborator la instalația de testare.
Grupul Berkeley a avut atunci ideea de a folosi pur și simplu apa pentru a înlocui petrolul.

„De fapt”, ne-a spus James Wrathall, unul dintre membrii echipei, „macerăm așchii de lemn - nu pulbere - într-un amestec de apă și acid sulfuric;
adăugăm suficient acid pentru a aduce pH-ul la 2 și suficientă apă pentru a reprezenta 75% din greutatea amestecului. Apoi încălzim la 180 ° C timp de aproximativ 45 de minute;
chipsurile se dezintegrează apoi în particule mai mult sau mai puțin fine și extrem de friabile. Apoi este suficient să treceți rapid amestecul printr-un rafinator pentru a obține o suspensie omogenă
care are calitatea prețioasă de a nu bloca pompele prin care curge ”.

Amestecul este apoi direcționat către reactor, unde va avea loc conversia lemnului în ulei. Încetul cu încetul, presiunea se ridică la 200 de atmosfere forțând spre interiorul rezervorului a
amestec de gaze reducătoare compus din monoxid de carbon și hidrogen. În același timp, temperatura crește până la 360 ° C. Reacția are loc apoi foarte repede, în aproximativ zece
de minute. „Am încercat să folosim catalizatori”, continuă Wrathall; am testat exact 40 dintre ele. »Unele, cum ar fi carbonatul de sodiu, sunt foarte ieftine și
relativ eficiente, altele, cum ar fi un compus de iod, sunt chiar foarte eficiente, dar și foarte scumpe; în sfârșit, altele, cum ar fi clorura ferică, fac posibilă obținerea unui
sunt practic hidrocarburi pure și sunt relativ ieftine, dar prezintă probleme de coroziune. Echipa Berkeley recunoaște că nu au găsit încă catalizatorul ideal și chiar se întreabă dacă este cu adevărat necesar să adăugați o astfel de substanță chimică la reacție. Procesul lemn - apă - acid sulfuric a fost testat în laborator înainte de a fi transferat la fabrica din Albany.

„Cu 100 g de lemn, explică Sabri Ergun, am obținut 80 g de lichid, din care 9,2 g erau de petrol”. În Albany, rezultatele au fost mai puțin bune, deoarece instalația nu a fost inițial concepută pentru a funcționa conform metodei dezvoltate la Berkeley. Cu 45,36 kg de lemn, tratat cu 152 kg de apă și 80 g de acid sulfuric, s-au obținut 2,56 kg de petrol. În total, testele Berkeley au tratat 408,24 kg de lemn și au produs 22,68 kg de ulei. Faza „petrol” a constat din 0,6% solide, 7,1% apă și 92,3% petrol real. Acesta din urmă conținea 81,2% carbon, 7,9% hidrogen, 0,1 azot și 10,8% oxigen. Puterea sa calorică a fost de 8 de calorii pe kg, iar densitatea sa a fost de 740.

Mai bine, bilanțul energetic al operațiunii este complet pozitiv: este între 60 și 70%. Cu alte cuvinte, acest lucru înseamnă că este nevoie de o cheltuială de energie echivalentă cu 1/3 dintr-un baril de petrol pentru a produce 1 baril de petrol din lemn.
În 1979, Stanford Research Institute, în timpul unui studiu comparativ cu privire la costurile energiei produse de diferitele sectoare care utilizează biomasă, a estimat că o mică fabrică care tratează
1000 de tone de cherestea pe zi, prin metoda Berkeley, ar produce petrol la 48 USD pe baril, ceea ce este ridicat în comparație cu prețul actual; dar Sabri Ergun, precizează că datele pe care le-a furnizat către
Stanford Research Institute urmează să fie deja revizuite. Astăzi performanța s-a îmbunătățit și costurile au scăzut; uleiul din lemn ar putea fi produs comercial în valoare de aproximativ 29 USD pe baril, ceea ce îl face practic competitiv cu prețul pe baril de petrol vândut
de OPEC. Materia primă este aproape gratuită, deoarece folosește așchii, deșeuri din industria lemnului; cu toate acestea, 26% din fiecare copac doborât se pierde sub formă de așchii.
Echipa Berkeley speră să îmbunătățească în continuare raportul de greutate lemn-ulei și calitatea produsului fabricat; de fapt, fabrica din Albany a fost proiectată pentru procesul dezvoltat de
Bureau des Mines și va trebui modificat astfel încât să fie perfect potrivit pentru lichefierea lemnului pretratat cu apă și acid sulfuric.

În prezent, Berkeley va primi noi butoaie din Albany pentru a efectua o serie întreagă de teste pe petrolul produs. În prezent, calitatea sa pare
mai potrivit pentru petro-chimie, în timp ce Departamentul de Energie al SUA, care finanțează întregul proiect, ar prefera un petrol mai potrivit pentru a înlocui motorina sau benzina. " Noi stim ",
spune Wrathall, „că uleiul nostru arde bine, știm că poate fi distilat, că putem obține benzină după procesare, dar credem că ar fi mai bine folosit dacă ar fi folosit în industrie. materiale plastice; în acest caz, cu greu ar trebui să modificăm produsul de bază pe care îl obținem. În orice caz, rezultatul este același, în
două cazuri permitem o economie de petrol importat ”.
Dacă fondurile nu lipsesc, lucrurile pot merge foarte repede: de la sfârșitul acestui an, fabrica pilot din Albany poate fi complet modificată pentru a se potrivi mai bine procesului;
de la începutul anului viitor, vor fi efectuate noi teste și până în aprilie 1981, în posesia tuturor rezultatelor, echipa Sabri Ergun crede că sunt capabili să proiecteze planurile
a unei fabrici de dimensiuni comerciale de această dată și care va transforma 2000 de tone de așchii de lemn pe zi în petrol.

Françoise HARROIS-MONIN