Conduite en sécurité d'un réacteur-échangeur intensifié continu pour des réactions polyphasiques – PolySafe

Le projet PolySafe est intitulé « Conduite en sécurité d’un réacteur-échangeur intensifié continu pour des réactions polyphasiques ».
Les partenaires du projet sont :
1. LGC (Laboratoire de Génie Chimique) : laboratoire de recherche reconnu dans le domaine du Génie des Procédés, qui comprend une activité forte autour de la thématique des réacteurs intensifiés et de la sécurité des procédés.
2. INERIS (Institut National de l'Environnement industriel et des RISques) : établissement public à caractère industriel et commercial, placé sous la tutelle du ministère chargé de l’Ecologie, qui a pour mission de réaliser des études et des recherches permettant de prévenir les risques que les activités économiques font peser sur la santé, la sécurité des personnes et des biens ainsi que sur l’environnement.
3. CEA (Commissariat à l’Energie Atomique) / LITEN (Laboratoire d’Innovation des Technologies pour les Energies nouvelles et les Nanomatériaux) : sa mission est de développer de nouvelles technologies pour l’énergie (pile à combustible, production d’hydrogène, biomasse, photovoltaïque). Deux départements sont impliqués dans ce projet : le DTBH/LCTA (pour les aspects matériaux et procédés) et le DTS/LETh (pour les aspects conception des réacteurs-échangeurs et tests fonctionnels). La société SDMS Technologies, leader dans le domaine de la fabrication des équipements de haute technologie, est partie prenante dans ce projet car elle propose d’inclure la fabrication des réacteurs-échangeurs issus de PolySafe dans son offre industrielle.
4. BSF (BlueStar Silicones France) : un des leaders mondiaux de la technologie des silicones. BSS France dispose des principaux sites de production de l'entreprise. Son centre d'excellence R&D, composé d'une centaine de chercheurs, est localisé sur le site industriel de Saint-Fons.
L’objectif général du projet est de démontrer le caractère intrinsèquement plus sûr et la polyvalence d’un réacteur-échangeur continu intensifié innovant.
La classe de réactions étudiées est proposée par BlueStar Silicones France. Elle met en jeu des milieux polyphasiques qui sont issus du domaine de la chimie des silicones. Il s’agit plus précisément de réactions d’hydrolyse des chlorosilanes qui constituent une étape dans la production des polymères silicones. Actuellement, ces réactions sont réalisées dans un réacteur discontinu ou dans un réacteur boucle avec un échangeur de chaleur externe pour évacuer la chaleur produite. Le but est d’intensifier le procédé afin que la réaction soit totale et d’éliminer l’étape de solubilisation de l’acide chlorhydrique produit par la réaction qui est exothermique. Les avancées attendues concernent une amélioration de la sécurité du procédé (suppression du phénomène de corrosion susceptible d’engendrer des fuites de chlore, bonne maîtrise du risque thermique), une réduction des impacts environnementaux (moins de sous-produits, pas de traitement des solvants) ainsi qu’un gain économique (valorisation du chlore). De plus, un enjeu du projet est de concevoir et de construire un réacteur-échangeur par compression isostatique à chaud. Les avantages technologiques et économiques de cette technique, mise en œuvre par le CEA, ont été démontrés lors de projets précédents. Il est notamment possible d’extrapoler aisément la fabrication du réacteur à l’échelle industrielle.
En accord avec l’objectif général du projet, les points importants concernent l’analyse des risques du procédé, la modélisation et la simulation du réacteur-échangeur en modes normal et dégradé et l’étude du comportement de l’appareil lors de l’apparition de dérives. L’élargissement du champ d’application des réacteurs-échangeurs vers les milieux polyphasiques (L/L et L/L/G) permettra de souligner sa polyvalence.
L’accent sera mis sur une chimie innovante, moins polluante, moins dépensière en matière et en énergie et sur la conception d’un procédé capable de mettre en œuvre la chimie de façon durable.