Développement d’un Réacteur-échangeur en carbure de silicium - Heat-Exchanger made of Silicon Carbide – HEXOSIc

Bluestar Silicones, qui figure parmi les leaders mondiaux de la chimie des silicones, s'engage dans un projet de recherche industrielle visant à concevoir l'équipement nécessaire au passage de réactions semi-batch en continu. Les contraintes de sécurité, d'impact environnemental et de productivité, liées à ce type de chimie, imposent des technologies, présentant une très bonne résistance à la corrosion et à fortes performances en terme de transferts de chaleur et de matière. Un premier prototype de réacteur-échangeur à plaques en carbure de silicium, développé par le LGC en collaboration avec une PME spécialiste du SiC, Boostec, a permis de démontrer la faisabilité sur des réactions d'intérêt industriel pour le compte de Bluestar Silicones. Il convient de poursuivre dans cette voie, au-delà du test de faisabilité, jusqu'au dimensionnement d'un réacteur industriel.




L'intensification doit permettre non seulement une amélioration des conditions opératoires (meilleure conduite thermique, mélange efficace) et de sécurité (réduction des en-cours, forte effusivité thermique) mais également offre des perspectives de productivité (possibilité d'augmenter la concentration des réactifs), d'amélioration de la sélectivité dans un respect de l'environnement (réduction de la quantité de solvants à traiter) et laisse envisager des voies d'accès à de nouveaux produits. Des verrous restent à lever sur la configuration du réacteur-échangeur pour les applications silicones. Il s'agit en premier lieu de la tenue en pression, compte tenu de la viscosité de produits issus des réactions visés, qui nécessite un dessin particulier des canaux et la maîtrise d'un procédé de brasage des plaques de SiC par Boostec. Le second point concerne la volonté de Bluestar Silicones d'élargir l'utilisation de ce type de réacteur-échangeur à d'autres réactions exothermiques, nécessitant un contrôle des conditions de mélange diphasique et une bonne tenue à la corrosion, auquel le matériau SiC se prête de par sa résistance chimique. En parallèle, le potentiel offert par un procédé mettant en œuvre un catalyseur hétérogène sera évalué par rapport à une opération en catalyse homogène. Le LGPC, de par ses compétences en système réactif fluide/catalyseur solide, a en charge de rechercher le catalyseur commercial le mieux adapté (acquisition de données cinétiques, désactivation), d'étudier les modes de dépôt et la production de surface d'échange dans le réacteur-échangeur, de comparer les performances avec celles atteintes en catalyse homogène. Cet axe de catalyse hétérogène est également une opportunité pour la PME Boostec d'élargir la gamme d'applications de sa technologie de réacteurs-échangeurs. Ce projet s'inscrit dans une logique de développement de procédés innovants, plus propres, plus sûrs et plus économes en énergie.