POLYOLÉFINESCOUP DE FOUET DANS LES PROCÉDÉS DE POLYMÉRISATIONUne meilleure maîtrise des procédés en phase gazeuse permet de démultiplier les capacités de production de polyéthylène et d'éthylène à moindres frais

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POLYOLÉFINES

COUP DE FOUET DANS LES PROCÉDÉS DE POLYMÉRISATION

Une meilleure maîtrise des procédés en phase gazeuse permet de démultiplier les capacités de production de polyéthylène et d'éthylène à moindres frais



Les surenchères se succèdent dans la pétrochimie. En janvier, BP Chemicals dévoile une technique qui double la capacité des réacteurs de production du polyéthylène (PE) linéaire. Fin février, Exxon Chemical lui emboîte le pas et annonce un triplement de capacité pour un procédé fondé sur le même principe de polymérisation en phase gazeuse et lit fluidisé. "Les prévisions des années90 étaient ridiculement sous-évaluées. Alors qu'il était question de multiplier par sept la capacité d'un réacteur de PE conçu dans les années60, il sera en réalité possible d'atteindre plus de quinze fois la capacité

d'origine d'ici à l'an 2000", avance Kenneth Sinclair, consultant pour les polyoléfines au cabinet SRI International (Californie). De quoi satisfaire les besoins croissants en polymères pratiquement sans construire de nouvelles unités.

Elément clé du process, le refroidissement

Dans le procédé de fabrication du PE en phase gazeuse et lit fluidisé, c'est la chaleur dégagée par la réaction de polymérisation qui représente le pire ennemi et qui limite la productivité des réacteurs. Traditionnellement, les gaz chauds contenant les réactifs (éthylène et comonomères) sont donc refroidis dans des échangeurs de chaleur placés sur une boucle de circulation extérieure au réacteur. Mais le refroidissement est limité par la condensation d'une partie des réactifs. En effet, on a longtemps cru que les condensats liquides déstabilisaient le lit fluidisé en provoquant une agglomération des particules de catalyseurs et de polymères en formation, qui s'agglutinent alors sur les parois du réacteur. Dans les années80, Union Carbide avait déjà franchi un premier pas avec le procédé dit "condensé". Le chimiste est parvenu à augmenter la productivité des réacteurs de 60% en montrant qu'il était possible d'introduire le gaz avec une fraction condensée, à la base du réacteur, à condition que la teneur en liquide ne dépasse pas 10%. Aujourd'hui, Exxon et BP ont trouvé chacun une astuce différente pour aller encore plus loin. Dans son procédé, Exxon introduit un hydrocarbure, le pentane, non réactif, dans le mélange gazeux réactionnel. C'est ce pentane qui sert à extraire plus de chaleur du lit fluidisé. Après condensation dans le circuit de refroidissement, il est réinjecté avec les autres gaz à la base du réacteur. Dans ce mode, dit "supercondensé", Exxon parvient ainsi à évacuer deux fois plus de chaleur que dans le mode "condensé" d'Union Carbide. BP Chemicals procède différemment. La fraction liquéfiée, dans le circuit de refroidissement, est séparée du gaz et introduite directement dans le lit fluidisé par une buse d'injection spéciale. "C'est la maîtrise de la vaporisation au sein du lit fluidisé qui a représenté la difficulté technique majeure, et nous avons appris à la contrôler par l'observation du lit en imagerie par rayonsX", explique Pierre Mangin, directeur général de la division polymères et oléfines de BP Chemicals à Lavera (Bouches-du-Rhône).

Des investissements divisés par deux

Exxon Chemical, qui produit près de 1,2million de tonnes par an de polyéthylène linéaire, a déjà converti l'une de ses unités en mode supercondensé pour un investissement limité, et le chimiste envisage d'accroître ainsi les capacités de toutes ses unités. BP Chemicals a d'abord testé son procédé en France, à Lavera. "Le réacteur de 125000 tonnes de Grangemouth, en Grande-Bretagne, va être converti à partir de cette année afin de doubler sa capacité de production d'ici à deux ans", indique Pierre Mangin. Dans un cas comme dans l'autre, les chimistes parviennent ainsi à démultiplier les capacités des réacteurs sans modification majeure. A tel point que certaines unités existantes ne pourront pas bénéficier complètement des possibilités de dégoulottage. "Car ce sont à présent les équipements d'extrusion, d'ensachage, etc., en aval, qui ne pourront pas absorber de tels flux", remarque Kenneth Sinclair. D'après Pierre Mangin, les petites unités à forte capacité intéresseront aussi les marchés asiatiques, car elles permettent d'approvisionner les besoins locaux pour des investissements deux fois inférieurs aux coûts traditionnels. On peut donc se demander si ces avancées techniques ne vont pas déclencher une surcapacité mondiale de la production d'oléfines. Pascale LEROY-PAULAY





USINE NOUVELLE N°2494

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