Valorisation du résidu minier UGSO en une nouvelle famille de catalyseurs

 

Chercheur responsable

Nicolas Abatzoglou, Université de Sherbrooke

 

Domaine : Matériaux

Programme projet de recherche orientée en partenariat : Développement durable du secteur minier - Valorisation des résidus miniers

Concours 2016-2017

Durée du projet : 3 ans

Budget total accordé au projet : 299 693 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Énergie et des Ressources naturelles

Partenaire du projet

  • Rio Tinto Fer et Titane inc.

Équipe de recherche

  • Guillaume Hudon, Rio Tinto Fer et Titane
  • Maria Iliuta, Université Laval
  • Faïçal Larachi, Université Laval
  • Nicolas Abatzoglou, Université de Sherbrooke

Objectifs

À partir des premiers résultats très positifs de travaux antérieurs en laboratoire, issus de l'étroite collaboration et de la synergie entre l'équipe multidisciplinaire de Rio Tinto Fer et Titane (RTFT) et l'équipe universitaire de Sherbrooke et Laval, l'objectif du projet est de développer et de démontrer à échelle kg-lab/pilote, l'utilisation des UGSO pour la synthèse de nouveaux catalyseurs de reformage du gaz naturel.

D'autre part, la pertinence novatrice du projet de valorisation du résidu minier UGSO en catalyseurs M-UGSO à l'échelle industrielle tisse davantage l'étroite collaboration entre RTFT et les équipes des Universités de Sherbrooke et Laval en conjuguant leurs efforts afin d'atteindre leurs objectifs, entre autres :

  1. Le renforcement de la preuve de concept laboratoire.
  2. La mise à l'échelle pilote / kg-lab et la validation du procédé de synthèse.
  3. La capacité à mettre en place une chaîne de valeur jusqu'à la commercialisation, via des partenariats subséquents, d'une part avec des firmes spécialisées (BASF, et autres) dans la commercialisation de catalyseurs industriels et d'autre part, avec les premiers clients pour les démonstrations industrielles à pleine échelle.

De même, la compréhension des premiers résultats intéressants obtenus, tant pour la préparation du catalyseur que pour son efficacité au reformage constituera l'objectif scientifique principal. Des modèles spécifiques et des mécanismes mis en jeu seront développés.

Résultats attendus et retombées escomptées

  1. Protocoles de reformage optimisés; conditions expérimentales et conversions/rendements.
  2. Protocoles d'analyse optimisés.
  3. Cycle de vie des catalyseurs.
  4. Critères de mise à l'échelle.
  5. Diagramme d'écoulement du procédé de production des catalyseurs et de production d'hydrogène.
  6. Analyse économique et de sensibilité.
  7. Calcul de CAPEX et OPEX d'une unité industrielle.

Différents champs d'applications sont visés pour ces nouveaux catalyseurs : production d'hydrogène et de gaz de synthèse, reformage du gaz naturel et autres hydrocarbures, anodes des piles à combustible, raffinage du pétrole, hydrotraitement, hydrocraquage, isomérisation. La première application du Ni-UGSO au reformage à sec ou à la vapeur du gaz naturel a produit des résultats prometteurs (dépôt d'une demande de brevet provisoire américaine le 17/07/2015 (US 62/193,650)). De telles performances sont au moins égales, mais possiblement supérieures à celles des meilleurs catalyseurs existant actuellement sur le marché, tout en ayant des bas coûts de production. En plus, les résultats obtenus montrent que l'utilisation de ce catalyseur diminue les dépenses énergétiques du procédé endothermique de reformage.

Appel de propositions

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