Développement durable

Pétrole, gaz et biocarburants

Pétrole, gaz et biocarburants

La chaux, le carbonate de calcium, le carbonate de magnésium et l'argile ont de nombreuses applications dans les secteurs du pétrole, du gaz et des biocarburants. Ces produits interviennent à différentes étapes du processus industriel : en tant qu'ingrédient principal pour contrôler la densité (carbonate de calcium et de magnésium), le pH (chaux) ou la viscosité (argile) des boues de sondage, et même pour raffiner les biocarburants. Toutes ces applications nécessitent un contrôle strict de la chimie, de la granulométrie et de la réactivité.

Les produits que nous fournissons à ces secteurs respectent les normes industrielles. Certaines de nos solutions font l'objet d'une reconnaissance internationale : c'est le cas de SeaMudTM, agent de contrôle de la viscosité des boues de sondage en eaux saumâtres.

Le pétrole, le gaz et les biocarburants représentent une large part de la production d'énergie à l'échelle mondiale. Depuis l'extraction jusqu'au raffinage (étape au terme de laquelle on obtient les produits finis comme l'essence), des solutions spécifiques sont nécessaires pour répondre à une demande grandissante. Par ailleurs, l'augmentation de sources de pétrole non conventionnelles entraîne une législation environnementale plus stricte et des technologies de plus en plus complexes. Ainsi, de nombreux produits d'origine minérale utilisés dans ces processus doivent satisfaire un cahier des charges très strict.

Forage pétrolier et gazier

Nos produits servent dans le cadre des forages pétroliers et gaziers de diverses façons :

  • Le carbonate de calcium augmente la densité des liquides de forage. Cela compense la pression des formations peu profondes. Il peut être utilisé dans les boues aqueuses ou non aqueuses (à base de pétrole). 
  • Nos carbonates de calcium contiennent de faibles niveaux d'acides insolubles, ce qui présente un intérêt lors de l'imperméabilisation des formations perméables au cours des périodes de reconditionnement. Il est possible de personnaliser la granulométrie du carbonate de calcium pour l'adapter au milieu liquide et à la formulation. 
  • La granulométrie du carbonate de calcium est contrôlée pour éviter la décantation. Un mélange de particules de différentes tailles s'imbriquant les unes aux autres permet l'utilisation du matériau comme milieu de liaison.
  • Des produits argileux spécialisés sont utilisés pour les boues de forage afin d'en contrôler la viscosité et d'améliorer la stabilité du puits de forage. La sépiolite unique du Groupe Lhoist, SeaMudTM est un modificateur de viscosité standard pour le forage en mer ou en milieu salin. Nous offrons également une gamme de produits argileux propriétaires et des mélanges rigoureusement dosés pour les applications de forage en eau douce ou salée.
  • La chaux hydratée est utilisée dans les liquides de forage et de circulation afin d'ajuster le pH et de contrôler l'H2S et le CO2. Elle présente un grand intérêt lors du traitement et du recyclage des eaux de fracturation récupérées afin d'ajuster le pH et de précipiter les métaux et autres substances solides. Le recyclage sur site réduit à la fois la quantité d'eau rejetée et la demande en eau douce, tout en diminuant la circulation induite par l'élimination et le réapprovisionnement de ces matériaux. La chaux vive et le lait de chaux servent à stabiliser les sols sur les sites de forage et les socles des installations où la stabilité de sols plastiques est problématique.

Biocarburants

Les biocarburants les plus courants sont le bioéthanol et le biodiesel. Le secteur des transports représente 98 % de la consommation totale. On prévoit une augmentation de la production mondiale du fait de :

  • Nouvelles réglementations
  • Politiques gouvernementales sur l'indépendance énergétique
  • Subventions publiques
  • Demandes fortes

Les États-Unis, le Brésil et l'Union Européenne sont des régions clés produisant plus de 75 % des biocarburants disponibles dans le monde. La production mondiale utilise des technologies de première génération qui consomment des matières premières végétales alimentaires (canne à sucre, betterave à sucre, maïs, oléagineux). Les technologies avancées de seconde génération sont en train d'émerger et changeront la donne de façon significative, à moyen et long termes. Elles transforment les parties non alimentaires des plantes telles que la biomasse cellulosique contenue dans les résidus agricoles et forestiers.

En fonction de la technologie utilisée, la chaux peut être ajoutée au cours du processus de production pour la valorisation du sous-produit et pour le traitement des effluents. Nous avons développé une large gamme de produits à base de chaux qui, combinée à notre savoir-faire, permet d'obtenir le lait de chaux recherché d'une manière durable et moins gourmande en eau et en énergie.

Bioéthanol issu de la canne à sucre

Nos solutions personnalisées à base de chaux calcique ou dolomitique participent au lavage de la canne à sucre, au traitement du jus sucré ainsi qu'à la valorisation des sous-produits.

Lavage de la canne à sucre

Après sa récolte, la canne à sucre brute est généralement couverte de cire, de boue et d'oxydes. Ces impuretés sont éliminées au cours du lavage. La chaux est ajoutée pour augmenter l'alcalinité de l'eau afin d'empêcher la corrosion du matériel de broyage.

Traitement du jus sucré

La chaux permet de réduire la teneur élevée en phosphore du jus sucré. Le jus fermente ensuite pour produire du bioéthanol.

Valorisation de sous-produits

La bagasse et la vinasse sont des sous-produits de cette industrie. La bagasse sert comme source d'énergie et comme matière première pour la production de biocarburants de seconde génération. La vinasse est issue de la fermentation. En ajoutant certains produits à base de chaux, elle peut alors être employée dans l'agriculture comme amendement.

Le bioéthanol issu de la canne à sucre provient principalement du Brésil.

Bioéthanol issu de la betterave sucrière

Nous avons développé des produits à base de chaux spécifiques pour le traitement du jus de la betterave sucrière afin d'obtenir une concentration permettant la production de bioéthanol.

Traitement du jus de betterave sucrière

La betterave sucrière est traitée de la même manière que la canne à sucre. Le bioéthanol est produit par le mélange du jus sucré frais, des mélasses et des sirops. La betterave sucrière brute est nettoyée avant l'extraction du jus. La chaux est ajoutée à l'eau de lavage pour élever le pH et neutraliser les odeurs.

Concentration

La chaux est ajoutée au jus sucré frais afin d'obtenir un sirop concentré qui est stocké pour être transformé plus tard en bioéthanol.

L'Europe est le plus grand producteur de bioéthanol issu de la betterave sucrière.

Bioéthanol issu du maïs

Les drêches de distillerie sèches avec solubles peuvent être valorisées sous forme de fourrage pour l'alimentation animale à l'aide de solutions à base de chaux spécialisées.

Le maïs est transformé en éthanol en trois étapes. Après mouture humide, une hydrolyse est effectuée : la réaction s'effectue dans de l'eau à laquelle on ajoute des levures et dans des conditions d'acidité favorisant la production du glucose qu'on laisse ensuite fermenter pour fabriquer de l'éthanol. L'éthanol obtenu est distillé. Aucun alcalin n'est nécessaire pendant ces étapes.

Valorisation des drêches de distillerie sèches avec solubles

Les résidus végétaux et les drêches de distillerie sèches avec solubles sont les deux principaux sous-produits de cette industrie. Les résidus végétaux sont généralement incinérés pour récupérer de l'énergie ou utilisés comme fourrage. Les drêches de distillerie sèches avec solubles contiennent des lipides, des protéines et des fibres. Combinées aux produits à base de chaux et de calcaire, elles sont un excellent fourrage et un complément idéal du régime alimentaire des animaux.

La plupart du bioéthanol provenant du maïs est fabriqué aux États-Unis.

Bioéthanol issu des oléagineux

La valorisation des tourteaux provenant de l'extraction des graines oléagineuses est possible grâce à nos produits spécifiques à base de chaux.

Les graines oléagineuses sont pressées à froid à l'aide de solvants organiques (n-hexane). L'huile extraite est raffinée par une série de distillations et de traitements chimiques utilisant de la soude caustique pour éliminer les acides gras des sous-produits.

L'huile végétale subit une réaction de transestérification afin de produire du biodiesel. La chaux est une alternative rentable à la soude caustique, en tant que réactif, au cours de ce procédé.

Valorisation des tourteaux

Les tourteaux (issus de l'extraction d'huile), les acides gras, les acides gras libres (provenant du raffinage de l'huile) et la glycérine (issue de la transestérification) figurent parmi les produits secondaires les plus importants de cette industrie. La nutrition animale et les régimes alimentaires propres à chaque catégorie d'animaux tirent parti des protéines et des fibres qui se trouvent dans les tourteaux additionnés de produits à base de chaux et de calcaire.

Le biodiesel issu des plantes oléagineuses est principalement fabriqué en Europe.  

Biogaz

Dans la production de biogaz, la chaux permet de stabiliser le procédé et d'optimiser le rendement.

Les usines de méthanisation ne fonctionnent pas toujours de façon stable, notamment si la qualité et le type de substrat utilisé varie. C'est d'autant plus vrai si les nouveaux substrats disposent d'un faible pouvoir tampon et si les installations sont suralimentées. En pareil cas, le pH de la fermentation du substrat risque de chuter. Une installation efficace est une installation qui offre un procédé de fermentation stable utilisant des substrats à fort pouvoir tampon. Aucun temps d'arrêt n'est toléré, même en cas d'utilisation de différents substrats. C'est la condition pour atteindre en permanence un haut rendement.

Stabilisation du procédé

L'emploi régulier de chaux hydratée dans les usines de méthanisation, souvent alimentées par des substrats très variés, stabilise le pouvoir tampon et empêche une chute sévère du pH même en cas de pics de chargement.

Optimisation du rendement

La chaux hydratée assure la stabilité des opérations au cours de chaque phase du processus de fermentation. Elle contribue à garantir un rendement de production de biogaz élevé et constant. Le volume de méthane dans le mélange gazeux augmente et s'avère d'une meilleure utilité technique.

Le CaO provenant de la chaux hydratée reste dans le substrat de fermentation et peut ensuite être épandu dans les champs comme fertilisant.