L'huile de pyrolyse, également connue sous le nom de biobrut ou de biohuile, est un mélange complexe issu de la décomposition thermique de la biomasse en l'absence d'oxygène.Elle se caractérise par une teneur élevée en oxygène et en eau, ainsi que par un large éventail de composés organiques.Les impuretés de l'huile de pyrolyse proviennent de sa composition complexe, qui comprend des hydrocarbures oxygénés, de l'eau et divers composés chimiques.Ces impuretés contribuent à sa nature corrosive, à son instabilité et à ses propriétés distinctes qui la différencient des produits pétroliers conventionnels.Il est essentiel de comprendre ces impuretés pour évaluer son potentiel en tant que carburant ou matière première chimique.
Explication des principaux points :
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Teneur élevée en eau (20-30 % en poids) :
- L'huile de pyrolyse contient une proportion importante d'eau, généralement comprise entre 20 et 30 % en poids.Cette teneur élevée en eau résulte de l'humidité présente dans la matière première de la biomasse et de la formation d'eau au cours du processus de pyrolyse.
- La présence d'eau diminue le pouvoir calorifique de l'huile, ce qui la rend moins dense en énergie que les combustibles fossiles.Elle contribue également à l'instabilité du pétrole, car l'eau peut favoriser la séparation des phases et les réactions chimiques qui dégradent le pétrole au fil du temps.
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Hydrocarbures oxygénés :
- L'huile de pyrolyse est riche en composés organiques oxygénés, qui sont responsables de sa forte teneur en oxygène (jusqu'à 40 % en poids).Ces composés comprennent des molécules de faible poids moléculaire comme le formaldéhyde, l'acide acétique et le méthanol, ainsi que des molécules plus complexes comme les phénols, les anhydrosucres et les oligosaccharides.
- La nature oxygénée de ces composés rend l'huile de pyrolyse très réactive, ce qui entraîne des problèmes tels que l'instabilité thermique, la polymérisation et la corrosivité.Ces propriétés font qu'il est difficile de les stocker et de les transporter sans les dégrader.
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Hydrocarbures aromatiques et aliphatiques :
- L'huile contient un mélange d'hydrocarbures aromatiques et aliphatiques, issus de la décomposition de la lignine, de la cellulose et de l'hémicellulose dans la biomasse.Les composés aromatiques sont particulièrement présents et contribuent à l'odeur de fumée et à la couleur brun foncé de l'huile.
- Ces hydrocarbures, bien que semblables à ceux que l'on trouve dans le pétrole, sont souvent plus complexes et moins stables en raison de la présence de groupes fonctionnels contenant de l'oxygène.
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Teneur en soufre :
- L'huile pyrolytique a une teneur en soufre plus élevée que le carburant diesel conventionnel.Les composés soufrés sont des impuretés qui peuvent provenir de la matière première de la biomasse ou se former au cours du processus de pyrolyse.
- Une teneur élevée en soufre n'est pas souhaitable car elle contribue à la pollution de l'environnement lorsque l'huile est brûlée, en produisant du dioxyde de soufre (SO₂), un polluant atmosphérique nocif.
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Instabilité thermique et polymérisation :
- L'huile de pyrolyse est thermiquement instable et sujette à la polymérisation, en particulier lorsqu'elle est exposée à l'air ou à des températures élevées.Cette instabilité est due à la présence de composés oxygénés réactifs et d'hydrocarbures insaturés.
- Avec le temps, l'huile subit des réactions de condensation, ce qui entraîne une augmentation de la viscosité et la formation de molécules plus lourdes.Il est alors difficile de revaporiser ou de raffiner l'huile en vue d'une utilisation ultérieure.
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Nature corrosive :
- L'acidité élevée de l'huile pyrolytique, principalement due à la présence d'acides organiques comme l'acide acétique, la rend corrosive pour les métaux et d'autres matériaux.Cette corrosivité pose des problèmes de stockage, de manipulation et de compatibilité des équipements.
- La nature corrosive limite également l'utilisation directe de l'huile de pyrolyse dans les moteurs ou les turbines sans traitement ou amélioration préalable.
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Absence de normalisation :
- En raison de la production et de l'utilisation commerciale limitées de l'huile pyrolytique, il existe peu de normes établies pour sa qualité et sa composition.La norme ASTM est l'une des rares références disponibles, mais elle n'aborde pas de manière exhaustive toutes les impuretés et les propriétés de l'huile de pyrolyse.
- L'absence de normalisation rend difficile la comparaison de différents lots d'huile de pyrolyse ou la garantie d'une qualité constante pour les applications industrielles.
En résumé, les impuretés de l'huile de pyrolyse proviennent de sa composition complexe, qui comprend de l'eau, des hydrocarbures oxygénés, des composés sulfurés et des molécules organiques réactives.Ces impuretés contribuent à ses propriétés particulières, telles qu'une corrosivité élevée, une instabilité thermique et une faible densité énergétique.Il est essentiel de s'attaquer à ces impuretés par le raffinage, la valorisation ou le mélange avec d'autres combustibles pour améliorer l'utilisation de l'huile pyrolytique en tant que source d'énergie renouvelable.
Tableau récapitulatif :
| Impureté | Description de l'impureté | Impact |
|---|---|---|
| Teneur en eau élevée (20-30%) | Résulte de l'humidité de la biomasse et du processus de pyrolyse. | Réduit le pouvoir calorifique, favorise l'instabilité et provoque la séparation des phases. |
| Hydrocarbures oxygénés | Comprend le formaldéhyde, l'acide acétique et les phénols. | Provoque l'instabilité thermique, la polymérisation et la corrosivité. |
| Hydrocarbures aromatiques/liphatiques | Dérivé de la dégradation de la lignine, de la cellulose et de l'hémicellulose. | Contribue à l'odeur de fumée, à la couleur foncée et à la stabilité réduite. |
| Teneur en soufre | Plus élevée que celle du carburant diesel conventionnel | Produit des émissions nocives de SO₂ lors de la combustion |
| Instabilité thermique | Les composés réactifs entraînent une polymérisation et une augmentation de la viscosité. | Rend le stockage, le transport et le raffinage difficiles |
| Nature corrosive | Forte acidité due à des acides organiques tels que l'acide acétique | Endommage les équipements de stockage et de manutention, limite l'utilisation directe |
| Absence de normalisation | Peu de normes de qualité établies pour l'huile de pyrolyse | Entrave à une qualité constante et à l'application industrielle |
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