Échange thermique et raffinage

Échange thermique et raffinage sont deux termes intimement liés. Aujourd’hui, tous les secteurs industriels sont confrontés à des besoins d’optimisation des performances énergétiques. Dans le raffinage, c'est l'échange thermique qui est au centre de toutes les préoccupations tant les quantités d'énergie consommées sont importantes ! La récupération d'énergie et de chaleur dans une raffinerie peut donc amener gain de performances, efficacité énergétique, diminution de l'impact environnemental et, bien sûr, économies financières !

Des énergies en hausse constante

L'optimisation de l'échange thermique dans une raffinerie peut faire économiser gros

En dehors des combustibles minéraux solides (charbon, lignite), le prix des énergies augmente de façon constante depuis 2009. Un constat qui a amené les industriels à tenter de trouver des solutions pour réduire leur facture énergétique. Ils ont ainsi mis en place des processus de calorifugeage, d’autoproduction d’électricité … et de récupération et valorisation de la chaleur fatale — c’est-à-dire la chaleur libérée, de façon inévitable, lors du fonctionnement d’un processus industriel.

Le secteur du raffinage ne fait pas exception à la règle. L’ADEME (Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) estimait ainsi récemment, dans une étude réalisée auprès de 4 000 entreprises du secteur de l’industrie et du raffinage d’au moins 10 salariés, que le raffinage représentait 14 % de la consommation de combustibles, et 7 % de la chaleur perdue à 100 °C et plus dans l’industrie.

Et l'industrie, tous secteurs confondus, est le plus gros consommateur d'énergie en France, et libère 100 TWh de chaleur tous les ans, dont plus de 60% à plus de 100°C. L’échange thermique a donc toute sa place au sein d’un site de raffinage. Il s’agit ainsi de récupérer — et de valoriser —, tout au long du processus, l’énergie calorifique produite par les chaudières (afin de distiller le pétrole brut) et les fours (la température du brut est alors portée à quelque 360 °C, puis il entre dans une première colonne de fractionnement).

D’une manière générale, le pétrole dans une raffinerie traversera divers états et montera régulièrement en température, par exemple pour le reformage catalytique ou l’hydrocraquage. C’est pourquoi l’échange thermique dans une raffinerie constitue une solution d’optimisation énergétique tout à fait envisageable et crédible !

Échange thermique et raffinage : deux possibilités

Cette chaleur produite peut être captée, puis redirigée vers un échangeur thermique. Il peut être à plaques, si la pression n’est pas trop importante — si c’est le cas, préférez un échangeur thermique tubulaire, qui sera cependant beaucoup plus imposant que l’échangeur thermique à plaques —, ce qui ne nécessitera pas un investissement trop conséquent et sera facile à mettre en place, pour un retour sur investissement rapide.

D’une manière générale, l’échange thermique dans le raffinage peut aboutir à deux types d’utilisations :

• Une valorisation en interne, afin de répondre aux besoins de chaleur propres à l’entreprise de raffinage;
• Une valorisation en externe, pour répondre aux besoins de chaleur d’autres entreprises voire d’un territoire, grâce à un raccordement à un réseau de chaleur. C’est une façon de réutiliser la chaleur fatale très à la mode dans les pays du nord de l’Europe. En Suède par exemple, le réseau de chaleur de la ville de Göteborg est alimenté principalement par l’échange thermique issu des raffineries et de l’incinération des déchets locaux !

L’échange thermique dans une raffinerie est une solution d’avenir pour optimiser les performances énergétiques. Restera à faire le choix entre un échangeur à plaques (plus compacte, très performant) et un échangeur tubulaire (plus résistant aux hautes pressions, mais à l’encombrement pour le moins notable). Pour cela, n’hésitez pas à vous renseigner auprès d’un expert thermicien !