Évaporateurs et condenseurs de méthanol pour le biodiesel

Contexte de l’étude de cas pour le système de production de biodiesel

SACOME a été chargé de concevoir et fabriquer des échangeurs de chaleur pour le système de production de biodiesel à partir d’huile de palme. Notre client était une société d’ingénierie du secteur avec laquelle nous collaborons activement, en lui apportant notre expérience dans les condenseurs et évaporateurs de fluides à base de méthanol et d’éthanol :

• Condenseurs : la fonction des échangeurs de chaleur tubulaires était de condenser à la fois le méthanol pur et un mélange en phase vapeur (composé de composants condensables, tels que le méthanol et l’eau, et de composants non condensables tels que l’air). De plus, cette condensation s’effectue sous vide. La conception thermique correcte des échangeurs de chaleur était un point critique de ce projet. Pour les condensations de mélanges gazeux (et plus encore celles comportant des phases non condensables comme mentionné), le processus ne se déroule pas dans des conditions isothermes comme c’est le cas pour les composants purs, ce qui nécessite un calcul très rigoureux de la part de nos ingénieurs. De plus, notre service technique a conseillé le client dans chaque cas sur l’utilisation du fluide de refroidissement le plus approprié, qu’il s’agisse d’eau de tour ou de solutions glycolées.

• Évaporateurs : Le calcul du processus d’évaporation comportait plusieurs détails à prendre en compte, ainsi que le risque d’écoulement de brouillard ou la difficulté d’obtenir une évaporation complète, entre autres.

Nos experts en conception thermique, appuyés par notre expérience dans l’industrie de transformation, ainsi que le soutien de Heat Transfer Research, Inc. (organisation dont nous sommes membres depuis 1998) ont permis de réaliser une solution d’ingénierie personnalisée et adaptée à le processus de notre client.

La solution : condenseurs et évaporateurs de méthanol

En tenant compte des données du processus, nos ingénieurs ont réalisé la conception thermique des condenseurs et des évaporateurs, en vérifiant différentes alternatives dans chaque cas, dans le but d’offrir la meilleure solution à nos clients.

Par conséquent, et en gardant cela à l’esprit, les points les plus importants pris en compte dans la conception des évaporateurs et des condenseurs de méthanol sont décrits comme suit :

• Évaporateurs de méthanol – L’évaporation de l’eau est l’un des processus thermiques qui nécessite des connaissances plus approfondies de la part du concepteur. Dans ce cas, l’évaporation est réalisée en chauffant les vapeurs de méthanol en utilisant de la vapeur d’eau comme service. Nos ingénieurs ont opté pour une conception appropriée pour éviter le flux de brouillard (qui peut rendre difficile l’évaporation complète du flux d’entrée) et pour surdimensionner de manière appropriée le flux de processus, garantissant ainsi que la capacité d’évaporation était requise.

• Condenseurs au méthanol : La condensation ne pose pas de problèmes aussi délicats dans le calcul thermique, même s’il est important de faire attention à la conception lors du choix d’une géométrie et d’une séparation de déflecteur appropriées pour assurer un bon drainage des condensats et également éviter les risques de vibrations dans le boîtier. En ce sens, notre service technique utilise la dernière version du logiciel HTRI, qui dispose d’un module spécifique pour le contrôle des vibrations.

Processus de production du biodiesel

Le biodiesel est un biocarburant produit par des réactions chimiques de transestérification et d’estérification, à partir de graisses et d’huiles (pures ou recyclées) qui réagissent avec des alcools à chaîne courte, comme le méthanol ou l’éthanol.

Tout au long de cette réaction, dont l’étape principale est réalisée dans un réacteur, d’autres produits et sous-produits sont traités ou générés, comme le glycérol (utile dans l’industrie cosmétique), les savons ou les eaux usées.

Spécifications du biodiesel

Le biodiesel est un carburant diesel à base d’huile végétale (parfois il peut aussi s’agir de graisse animale) composé d’une longue chaîne d’esters alcalins.

Il peut être utilisé soit seul (appelé dans ce cas biodiesel B100), soit mélangé en n’importe quelle proportion avec des hydrocarbures diesel conventionnels issus de l’essence (dans ce cas, il est étiqueté en fonction de la teneur en biodiesel, c’est-à-dire B20 pour 20% de teneur en biodiesel, etc. .)

Dans notre projet, les lipides de la matière première provenaient de l’huile de palme, même si le biodiesel peut également être obtenu à partir d’autres huiles végétales avec ou sans utilisation préalable, comme l’huile de colza ou de soja.