Valorisation des sables bitumineux et du pétrole lourd | Atténuation de la formation de résidus
Des résidus se forment en amont dans les raffineries au cours du traitement du pétrole lorsque les combustibles sont soumis à des températures généralement aux environs de 300 °C. On estime que, pour l’industrie canadienne du raffinage, le coût de la formation de ces résidus est de l’ordre de 2,8 milliards de $ par an — ces coûts conduisent ultimement à des prix plus élevés à la pompe (selon le Dr Paul Watkinson de l’Université de la Colombie-Britannique).
Le dépôt de solides organiques/inorganiques pendant le traitement du pétrole dans une raffinerie conduit au colmatage des conduits et des réacteurs, qui réduit ensuite le flux des liquides pétroliers. Cette restriction du flux réduit le rendement et la formation des solides réduit l’efficacité du procédé, conduisant à un coût énergétique plus élevé et à une efficacité globale moindre dans le domaine des émissions de gaz à effet de serre.
Les causes les plus courantes de la formation de ces résidus ont été identifiées comme étant l’incompatibilité du pétrole et des solides inorganiques lors du mélange, la formation de coke due au traitement thermique, la polymérisation des oléfines et des dioléfines et le dépôt d’asphaltènes insolubles lors du refroidissement après conversion. Une fois la cause de la formation de résidus identifiée, on peut développer des méthodes pour l’atténuer ou l’éliminer. Différents processus chimiques ont été développés pour réduire la formation des résidus de procédé au moyen d’inhibiteurs. Différentes méthodes et techniques de laboratoire, comme le Hot Liquid Process Simulator ou HLPS (simulateur du traitement en phase liquide à chaud), la Portable Residue formation Research Unit (unité portative de recherche sur la formation de résidus), le Laboratory Residue formation Test Apparatus (banc d’essais de laboratoire sur la formation de résidus) et la High-Temperature Residue Formation Unit (unité de formation de résidus à haute température), ont été développées afin de mesurer les vitesses de formation de résidus dans les circuits pétroliers.
Afin de réduire les impacts négatifs de la formation de résidus sur notre environnement et de maintenir les coûts des produits pétroliers le plus bas pour les Canadiens, nos chercheurs concentrent leurs efforts de recherche dans les domaines suivants :
- étude de la propension à la formation de résidus des pétroles bruts synthétiques au moyen d’un appareil pour la formation de résidus, HLPS
- études du déclenchement de la formation de résidus pour différentes charges d’alimentation en produits pétroliers
- corrélation entre la propension à la formation de résidus de différentes charges d’alimentation et leurs propriétés chimiques et physiques
- développement de méthodes et de techniques pour la détection hâtive de la formation de résidus lors du traitement du bitume
- développement de méthodes et de techniques pour atténuer la formation de résidus
- stabilité et compatibilité des charges d’alimentation et des circuits de traitement
Colmatage des conduits et des réacteurs
La formation de résidus en amont peut être comparée aux dépôts de cholestérol dans le corps humain, qui conduisent à la restriction du flux sanguin et, ultimement, à des défaillances cardiaques (de manière analogue à ce qui ce passe dans l’équipement de valorisation).