INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une fois statique, le coulis de ciment développe une force de gel qui entraîne une perte de pression hydrostatique (pression exercée par le coulis de ciment sur les parois du puits (trou de forage) et du tubage). Lorsque la pression hydrostatique est inférieure à la pression interstitielle de la zone de forage, le gaz peut s’infiltrer et migrer vers une zone de pression inférieure, potentiellement jusqu’à la surface. Durant une période de transition, le coulis de ciment n’est plus un liquide capable de transmettre la pression hydrostatique et n’est pas encore un solide. Le coulis de ciment présente alors la structure d’un gel. La valeur de la force du gel en dessous de laquelle la pression hydrostatique devient inférieure à la pression interstitielle est appelée la résistance statique critique du gel (« Critical Static Gel Strength » en anglais (CSGS)). La valeur de la force du gel à partir de laquelle le gaz ne peut pas migrer à travers le ciment est considérée, par prudence, comme étant de 239 Pa (500 lb/100ft 2 ). Ainsi, de manière générale, la période de transition entre le CSGS et 239 Pa doit être la plus courte possible pour éviter un risque de migration du gaz. D’un point de vue réglementaire et de sécurité, il est considéré que cette période de transition doit être inférieure à 45 minutes. Il est considéré que la gélification d’un coulis commence lorsque la CSGS est d’au moins 100lb/100ft 2 (100 lb/100ft 2 = 0,4788 Pa) alors que la fin du risque de migration du gaz est atteinte lorsque la CSGS est d’au moins 500lb/100ft 2 . L’homme du métier connait les appareils et méthodes de mesure qui restent classiques. Si nécessaire, l’homme du métier pourra se référer au document « Fluid Chemistry Drilling and Completion », Volume 1, Chapitre 5.
Par « polymère », on désigne un homopolymère ou un copolymère, un copolymère désignant un polymère préparé à partir d’au moins deux monomères différents. Il peut donc s’agir d’un copolymère d’au moins deux monomères choisis parmi les monomères anioniques, les monomères cationiques, les monomères non ioniques, les monomères zwittérioniques et leurs mélanges.
Par « micro-gel polymérique », on désigne un micro-gel comme décrit dans le document « Polymer Networks », Chapitre 8, p.227-275. Ce sont des polymères structurés de forme grossièrement sphérique dont les dimensions sont de l’ordre de la taille des molécules de polymères linéaires ou de polymères ramifiés. Les micro-gels sont des réseaux microscopiques dont les propriétés dépendent de leur densité de réticulation, de leur connectivité, de la présence de solvant, etc. Les micro-gels sont des particules de polymères qui ne sont pas solubles dans leur milieu.
- le procédé comprend :
la séparation du mélange appauvri en eau en une fraction d’hydrocarbures en C1 - C2, en une fraction d’hydrocarbures en C3 à C5, et en une fraction d’hydrocarbures en C6+, la fraction d’hydrocarbures en C1 - C2 et la fraction d’hydrocarbures en C6+ étant envoyées au moins en partie à l’étape (d) d’alkylation dans le réacteur d’alkylation, la fraction d’hydrocarbures en C3 à C5 étant envoyée à l’étape (c) d’oligomérisation dans le réacteur d’oligomérisation ou comprenant :
la séparation du mélange appauvri en eau en une fraction d’hydrocarbures en C3-, en une fraction d’hydrocarbures en C4 - C5, et en une fraction d’hydrocarbures en C6+, la fraction d’hydrocarbures en C3- et la fraction d’hydrocarbures en C6+ étant envoyées au moins en partie à l’étape (d) d’alkylation dans le réacteur d’alkylation, la fraction d’hydrocarbures en C4 à C5 étant envoyée au moins en partie à l’étape (c) d’oligomérisation dans le réacteur d’oligomérisation ;
- un produit du réacteur d’oligomérisation contenant les oléfines oligomérisées et un produit du réacteur d’alkylation contenant les aromatiques alkylés sont séparés en la fraction d’hydrocarbures en C8+ et en la fraction d’hydrocarbures en C7-, la fraction d’hydrocarbures en C7- étant recyclée au moins en partie à l’étape (c) dans le réacteur d’oligomérisation, au moins une partie de la fraction d’hydrocarbures en C8+ formant le courant d’hydrocarbures à hydrogéner ;
- le produit du réacteur d’oligomérisation et le produit du réacteur d’alkylation contenant les aromatiques alkylés sont séparés en une fraction d’hydrocarbures en C7-, en une fraction d’hydrocarbures en C8 à C16 et en une fraction d’hydrocarbures en C17+, au moins une partie de la fraction d’hydrocarbures en C8 à C16 formant le courant d’hydrocarbures à hydrogéner, la fraction d’hydrocarbures en C17+ étant au moins en partie recyclée à l’étape (a) de conversion du flux d’alcool en C1 à C6 ;
- entre 10% et 90% en masse des aromatiques contenus dans le courant d’hydrocarbures à hydrogéner, de préférence entre 30% en masse et 80% en masse des aromatiques contenus dans le courant d’hydrocarbures à hydrogéner sont hydrogénés en cycloparaffines à l’étape (f) ;
- le flux d’alcool en C1 à C6 contient au moins 50% de méthanol, l’étape (a) de conversion du flux d’alcool en C1 à C6 comportant l’ajout d’un flux d’alcool contenant des alcools en C2 à C6 entre deux lits catalytiques de conversion de l’étape (a) de conversion ;
- le procédé comprend, après l’étape (f) d’hydrogénation du courant d’hydrocarbures à hydrogéner, la séparation du courant d’hydrocarbures hydrogéné au moins en la fraction carburéacteur et en une fraction diesel ;
- au moins une partie de l’eau du mélange séparée à l’étape (b) de séparation est recyclée à l’étape (a) de conversion ;
- l’étape (a) de conversion est mise en œuvre dans une succession de lits catalytiques fixes, la partie de l’eau du mélange recyclée à l’étape (a) de conversion étant introduite en amont de la succession de lits catalytiques fixes ou entre deux lits catalytiques fixes ou dans lequel l’étape (a) de conversion est mise en œuvre dans au moins un lit catalytique fluidisé, la partie de l’eau du mélange recyclée à l’étape (a) de conversion étant introduite dans le lit catalytique fluidisé, éventuellement avec un courant d’hydrocarbures en C4-, de préférence avec au moins une partie d’une fraction d’hydrocarbures en C1-C2 obtenue par séparation du mélange appauvri en eau ;
- l’étape (a) de conversion est mise en œuvre en présence d’un catalyseur de conversion comprenant une zéolithe modifiée par du phosphore ayant partiellement une structure ALPO ou en présence d’un catalyseur de conversion comprenant une zéolithe modifiée par du B ;
- le flux d’alcool en C2 à C6 est obtenu par fermentation de biomasse ou de gaz de synthèse, ou/et le flux d’alcool en C1 à C6 est obtenu par conversion catalytique de carbohydrates, d’oxyde de carbone ou de dioxyde de carbone en présence d’hydrogène ;
- l’étape (f) d’hydrogénation du courant d’hydrocarbures à hydrogéner est conduite de manière séparée et en aval de l’étape (c) d’oligomérisation d’oléfines provenant du mélange appauvri en eau et de l’étape (d) d’alkylation d’aromatiques provenant du mélange appauvri en eau;
- l’étape (a) de conversion est mise en œuvre à l’aide d’au moins un catalyseur comprenant des tamis moléculaires contenant au moins des pores à 10 atomes d’oxygène (10-MR) ou plus grands dans leur structure microporeuse ;
- le catalyseur pour la mise en œuvre de l’étape (a) de conversion comprend une zéolithe modifiée au phosphore, ayant notamment une teneur en P d'au moins 0,05 % en masse et de préférence entre 0,3 % en masse et 7 % en masse, un catalyseur composite comprenant au moins 0,1 % en masse de silicate, ou un tamis moléculaire modifié par du phosphore (P) et par un métal alcalino-terreux ou de terre rare (M) (tamis moléculaire modifié MP), présentant avantageusement un rapport molaire M/P dans le tamis moléculaire inférieur à 1.
- le catalyseur pour la mise en œuvre de l’étape (a) de conversion comprend une zéolithe modifiée par du phosphore présentant une structure ALPO avantageusement caractérisée par une signature en RMN 27Al, comprise entre 35ppm et 45ppm ;
Etape (b) de séparation de l’eau du mélange
La est une vue en coupe axiale et partielle de turbines haute et basse pression dans une turbomachine selon le présent exposé.
La est un schéma illustrant le fonctionnement d’un matériau à mémoire de forme.
La est un schéma illustrant l’introduction d’un balourd grâce à un composant à mémoire de forme.
Afin de rendre plus concret l’exposé, un exemple de turbomachine est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Il est rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
La illustre une turbomachine 100 à double flux comprenant successivement, d’amont en aval, au moins une soufflante 10, une partie moteur comprenant successivement au moins un étage de compresseur basse pression 20, au moins un étage de compresseur haute pression 30, une chambre de combustion 40, au moins un étage de turbine haute pression 50 et au moins un étage de turbine basse pression 60.
Des rotors, tournant autour de l'axe principal X de la turbomachine 100 et pouvant être couplés entre eux par différents systèmes de transmission et d'engrenages, correspondent à ces différents éléments.
De manière connue, une fraction d’air est prélevée sur le compresseur haute pression 30 et est acheminée par l’intermédiaire d’un conduit de refroidissement 32 en vue de refroidir des zones plus chaudes de la turbomachine 100, notamment la turbine haute pression 50 et la turbine basse pression 60.
La est un agrandissement d’une zone de la turbomachine 100, illustrant de manière simplifiée la partie aval de la turbine haute pression 50 et la partie amont de la turbine basse pression 60.
La partie aval de la turbine haute pression 50 ici représentée illustre un étage 51 comprenant au moins une aube mobile 52 assemblée sur un disque 53 mobile solidaire en rotation d’un arbre haute pression 101.
La turbine basse pression 60 ici illustrée comprend une pluralité d’étages 61, 62 de turbine. Un premier étage 61, ainsi que les étages 62 situés en aval de celui-ci, comprennent respectivement un ensemble de distributeurs fixes 70 et 65. Chaque étage 61, 62 comprend en outre des disques 63 mobiles sur lesquels est monté un ensemble d’aubes 64 fixées dans des alvéoles disposées dans une jante des disques 63, les aubes 64 étant entraînées en rotation par le disque 63 mobile. Les disques mobiles 63 sont fixés axialement les uns aux autres le long de l’axe principal X, pour former les différents étages 61, 62 de la turbine 60.
Le premier étage 61 de la turbine basse pression 60 comprend au moins un disque mobile 63 ainsi qu’au moins un distributeur 70 creux, dans lequel circule de l’air de refroidissement. Dans l’exemple illustré sur la , le distributeur 70 forme une seule pièce avec un carter 66 constitutif de la turbine et est creux pour laisser passer de l’air de refroidissement, sortant par l’intermédiaire d’un dispositif d’injection 80 associés au distributeur 70, comprenant une pluralité d’injecteurs 81. Les étages 62 suivants, situés en aval du premier étage 61 de la turbine basse pression 60, comprennent chacun au moins une aube 64 mobile et un distributeur 65, ou stator, se présentant sous la forme d’un aubage fixe. Les disques 63 mobiles sont solidaires en rotation d’un arbre basse pression 102 s’étendant selon l’axe X-X, tandis que chaque stator 65 est relié au carter 66. Chaque étage 61, 62 de turbine comprend en outre un anneau de turbine 67 situé en regard des aubes 64 mobiles, et qui est solidaire du carter 66.
La turbomachine comprend un dispositif de refroidissement permettant d’acheminer, via le conduit de refroidissement 32, la fraction d’air prélevée sur le compresseur haute pression 30 vers au moins un étage de la turbine haute pression 50 et de la turbine basse pression 60. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, la fraction d’air de refroidissement prélevée est distribuée au niveau d’un étage aval de la turbine haute pression 50 et d’un étage amont de la turbine basse pression 60. Les turbines haute et basse pression 50, 60 sont ainsi refroidies. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation, la fraction d’air prélevée pouvant être également distribuée à d’autres étages des turbines.
Dans le mode de réalisation illustré sur la , la fraction d’air prélevée dans le compresseur haute pression 30 s’écoule dans le conduit de refroidissement 32, puis dans le distributeur 70 creux. La direction de circulation de la fraction d’air au travers du distributeur creux 70 est illustrée par les flèches 71. La fraction d’air est ensuite injectée via les injecteurs 81 dans une cavité sous veine 58, 68. L’air distribué permet notamment de refroidir les disques 53, 63 de la turbine, comme l’illustrent les flèches 75. L’air de refroidissement injecté par les injecteurs 81 permet par ailleurs la purge de l’air chaud présent dans la turbine haute pression 50 et dans la turbine basse pression 60, assurant ainsi le refroidissement de celles-ci. Plus précisément, l’air de refroidissement prélevé dans le compresseur haute pression 30 et acheminé jusque dans les cavités sous veine 58, 68, constitue une barrière de pression, ou purge, empêchant l’air chaud provenant de la chambre de combustion et s’écoulant dans la veine primaire de circulation d’air de la turbomachine 100, de pénétrer dans les cavités sous veine 58, 68. On entend par veine primaire la veine principale de circulation d’air des turbines. La purge de l’air chaud de la turbine haute pression 50 et de la turbine basse pression 60 sont ici symbolisées respectivement par les flèches 73, 76. Les risques de surchauffe des rotors des turbines sont ainsi limités. En particulier, en empêchant l’air de la veine primaire de rentrer dans la cavité sous veine, cette cavité est moins chaude que la veine, et les rotors de turbine peuvent donc résister à des efforts centrifuge plus élevé et être dimensionnés sur des contraintes limites moins élevées.
De manière connue, un ou plusieurs conduits 32 de circulation d’air de refroidissement prélèvent chacun une fraction d’air de refroidissement d’un flux d’air circulant dans le compresseur haute pression 30, et acheminent la fraction d’air prélevée au niveau d’au moins un étage de la turbine haute pression 50 et de la turbine basse pression 60.
Un dysfonctionnement du refroidissement des turbines 50, 60 peut avoir plusieurs causes. Une cause du dysfonctionnement du refroidissement peut être le dysfonctionnement d’un conduit 32, par exemple la rupture ou l’obturation accidentelle d’un des conduits 32 de circulation d’air. Une autre cause de ce dysfonctionnement peut résulter de l’usure excessive ou de la rupture d’un ou plusieurs joints d’étanchéité, ou joint dynamique de la turbine haute pression 50 ou de la turbine basse pression 60. Un dysfonctionnement du refroidissement de la turbine 50, 60 résulte à titre d’exemple d’une défaillance d’un joint labyrinthe 69 assurant l’isolation en pression de la cavité sous veine 58, 68 de la turbine haute ou basse pression 50, 60.
Le dispositif d’injection 80 comporte une pluralité d’injecteurs 81 répartis sur une paroi du distributeur 70 autour de l’axe X. Afin de simplifier la description de ce mode de réalisation, un seul injecteur 81 est représenté sur la dans chaque cavité sous veine 58, 68. Par ailleurs, dans la suite de la description, le mode de réalisation est décrit en référence à la turbine basse pression 60, par soucis de concision. Néanmoins, les caractéristiques décrites ci-dessous sont également applicables à la turbine haute pression 50.
D'autres exemples de silicates métalliques comprenant des métaux alcalino-terreux comprennent CaAI2Si2O8, Ca2AI2SiO7, CaMg(Si2O6)x ainsi que leurs mélanges.
Avant le mélange avec le tamis moléculaire, lesdits composés de silicate métallique peuvent être modifiés par calcination, traitement à la vapeur, échange d'ions, imprégnation ou phosphatation. Lesdits silicates métalliques peuvent être un composé individuel ou peuvent faire partie de composés mixtes.
Le silicate métallique peut être mis en contact avec le tamis moléculaire par une étape de formulation simultanée d'un mélange du silicate métallique avec le tamis moléculaire ou un mélange in situ de matériaux formulés séparément dans le milieu réactionnel avant la mise en œuvre de la conversion.
Ledit contact peut être réalisé par mélange mécanique du tamis moléculaire avec le silicate métallique comprenant un métal alcalino-terreux. Ceci peut être réalisé par n'importe quel procédé de mélange connu. Le mélange peut durer pendant une période de temps allant de 1 minute jusqu'à 24 heures, de préférence de 1 minute à 10 heures.
S'il n'est pas effectué dans le réacteur de conversion in situ, il peut être effectué dans un mélangeur discontinu ou dans un procédé continu, tel que dans une extrudeuse, par exemple une extrudeuse à vis simple ou double à une température de 20°C à 300°C sous vide ou sous haute pression. Ledit contact peut être réalisé en milieu aqueux ou non aqueux. Préalablement à l'étape de formulation, d'autres composés facilitant la formulation peuvent être ajoutés, comme des agents épaississants ou des polyélectrolytes améliorant les propriétés de cohésion, de dispersion et d'écoulement du précurseur. En cas de séchage par goutte d'huile ou par atomisation, un liquide plutôt liquide (teneur élevée en eau) est préparé. Dans un autre mode de réalisation, la mise en contact est réalisée en présence de composés contenant du phosphore. Dans un mode de réalisation particulier, la mise en contact est réalisée en milieu aqueux à pH inférieur à 5, plus préférentiellement inférieur à 3.
Selon un troisième mode de réalisation, le catalyseur du procédé est un tamis moléculaire modifié par du phosphore (P) et par un métal alcalino-terreux ou de terre rare (M) (tamis moléculaire modifié MP) fabriqué par un procédé comprenant les étapes suivantes :
a) sélectionner au moins un tamis moléculaire choisi parmi
- un tamis moléculaire modifié au P qui contient au moins 0,3 % en masse de P
- un tamis moléculaire modifié par du P avant ou pendant l'étape b) introduisant au moins 0,3% en masse de P
b) la mise en contact dudit tamis moléculaire avec un composé contenant un métal alcalino-terreux ou de terre rare (composé contenant M) pour introduire au moins 0,05 % en masse du métal alcalino-terreux ou de terre rare M.
Eventuellement, la mise en contact du tamis moléculaire avec le composé contenant P et le composé contenant M peut être effectuée simultanément.
L’introduction du métal alcalino-terreux ou de terre rare (M) est réalisée en mettant en contact le tamis moléculaire avec une solution d'un ou plusieurs composés contenant M. Ladite solution peut contenir une concentration plus élevée de métal alcalino-terreux ou de terre rare que celle trouvée dans le tamis moléculaire modifié MP final.
Le tamis moléculaire est sélectionné dans la liste décrite précédemment.
Avant la modification P et/ou la modification par un métal alcalino-terreux ou un métal de terre rare (modification M), le tamis moléculaire peut subir d'autres traitements, y compris le traitement thermique à la vapeur, la lixiviation (par exemple, la lixiviation acide), le lavage, le séchage, la calcination, l'imprégnation ou d’échange d’ions. En complément ou en variante, ces étapes peuvent également être réalisées pendant ou après la P-modification. Par étapes d'échange d'ions, on entend ici qu'au moins une partie des cations initialement compris dans la structure cristalline sont remplacés par une large variété d'autres cations selon des techniques bien connues dans l'art. Les cations de remplacement peuvent être de l'hydrogène, de l'ammonium ou d'autres cations métalliques, y compris des mélanges de tels cations.
La modification des tamis moléculaires avec du phosphore est connue en soi. Cette modification est réalisée en traitant des tamis moléculaires avec des composés P en milieu aqueux ou non aqueux, par dépôt chimique en phase vapeur de composés P organiques ou par imprégnation. Le catalyseur peut être pré-formulé avec ou sans liant. Les composés P préférés utilisés typiquement à cette fin peuvent être choisis dans le groupe de l'acide phosphorique, NH4H2PO4 ou (NH4)2HPO4. Le composé contenant M peut être choisi parmi les composés organiques, les sels, les hydroxydes et les oxydes. Ces composés peuvent également contenir du phosphore. Il est essentiel que ces composés soient présents sous forme solubilisée, avant de les mettre en contact avec le tamis moléculaire ou en formant une solution au contact du tamis moléculaire.
Le rapport molaire final M/P dans le tamis moléculaire MP est de préférence inférieur à 1.
- fermentation anaérobique de sucres issus de biomasse, notamment pour obtenir de l’éthanol ;
- réaction catalytique d’hydrogène avec du dioxyde de carbone ou monoxyde de carbone pour obtenir notamment du méthanol, de l’éthanol et d’autres alcools ;
- réaction catalytique d’hydrogène avec des carbohydrates pour obtenir notamment des alcools C1 à C6 ;
- fermentation ABE (éthanol, acétone, butanol), pour obtenir de l’éthanol et du n-butanol ;
- fermentation anaérobique de sucres issus de biomasse notamment pour obtenir du propanol (iso ou n), du butanol (iso ou n) ou de l’isoamyle alcool ;
- fermentation anaérobique d’un mélange contenant au moins du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone et de l’hydrogène pour obtenir notamment de l’éthanol, du propanol (iso ou n), du butanol (iso ou n) ou de l’isoamyle alcool.
Le procédé inventif met en œuvre au moins deux bactéries génétiquement modifiées, chacune étant apte à sécréter au moins une enzyme donnée. En fonction du schéma réactionnel élaboré pour produire le composé souhaité, il peut comprendre plusieurs bactéries, par exemple plus de dix, et même plusieurs dizaines. Ce nombre découle du nombre d'enzymes nécessaires à l'obtention d'un produit recherché à partir d'un substrat donné (lui-même découlant du nombre d'étapes réactionnelles), qui va décider du nombre de modules cellulaires à utiliser, sans forcément être égal. En effet, une même bactérie peut exprimer plus d'une enzyme auquel cas, le nombre d'enzyme est supérieur au nombre de bactéries.
Chaque bactérie est chargée de la production d'au moins une enzyme particulière, de sorte que si n enzymes doivent intervenir dans le schéma réactionnel retenu, n bactéries au maximum seront impliquées dans le procédé. L'expression "module" ou "module cellulaire" pourra être employée pour désigner une bactérie génétiquement transformée et une des enzymes R1, R2, …, Rn spécifiquement exprimée par celle-ci. On précise que les entiers de 1 à n peuvent donner une indication de l'ordre d'intervention de chaque enzyme dans le schéma réactionnel choisi, sans toutefois que cela soit une règle systématique, certains schémas réactionnels étant linéaires, mais d'autres comportant des ramifications. C'est le cas en particulier lorsqu'un module sert à régénérer un cofacteur, ce qui sera décrit en détail plus loin. Quoi qu'il en soit, des indices n et n-1, ou n et n+1 s'appliquent à des réactions directement consécutives l'une en aval ou en amont de l'autre, ainsi qu'aux enzymes et composés mis en jeu dans lesdites réactions.
Ainsi, une réaction Rn-1 est définie comme étant directement en amont d'une réaction Rn dans le schéma réactionnel, de sorte que le produit Pn-1 et le coproduit CoPn-1 s'il existe, issus de la réaction Rn-1 sont présents dans le milieu et disponibles pour servir respectivement, de substrat, ou le cas échéant de cofacteur, à la réaction Rn directement en aval. Ce principe général souffre une exception concernant la première réaction du schéma réactionnel, dans la mesure où celle-ci est obligatoirement réalisée à partir du substrat organique choisi qui est transformé par l'action d'une première enzyme R1 pour donner un premier produit P1, et le cas échéant un premier coproduit CoP1. A chaque étape, un produit P1, P2, …, Pn est formé, ainsi qu'optionnellement un coproduit CoP1, CoP2, …, CoPn.