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PROBLÈME ADRESSÉ

Un procédé permettant de fabriquer un catalyseur à base de nickel a été développé en vue de valoriser le résidu UGSO provenant de l’usine d’un fabriquant de dioxyde de titane de Sorel-Tracy. Cette nouvelle génération de catalyseur pourra substituer des catalyseurs à base de nickel actuellement disponibles sur le marché servant, entre autres, à la fabrication d’hydrogène.

Cette invention s’inscrit dans un contexte très favorable car il y a un engouement actuel pour le développement durable et l’implantation de technologies propres. En fait, la production d’hydrogène (H2), un vecteur du développement durable tant du côté matériaux qu’énergie, est intimement liée aux catalyseurs. De surcroît, l’utilisation des catalyseurs suit une tendance croissante. À titre indicatif, en 2012, l’utilisation des catalyseurs dans le secteur pétrolier représentait un chiffre de 5,6 milliards $US (pour un marché mondial de 16 milliards de $US) dont 320 millions $ pour les catalyseurs de reformage. En 2016, ce même marché fut mesuré à 6,60 milliards de $US et devrait atteindre 7,98 milliards $ US en 2022, avec un taux de croissance annuel composé de 3,2% entre 2017 et 2022.

TECHNOLOGIE

L'invention consiste en un nouveau produit à haute valeur ajoutée, le catalyseur Ni-UGSO, et à une méthode de transformation du résidu UGSO en catalyseur Ni-UGSO. Cette méthode constitue une amélioration au procédé de spinellisation. Voici les grandes lignes du procédé global :

- Procédé de préparation du Ni-UGSO : une quantité de Nickel (Ni), via un précurseur, est ajoutée à une masse du résidu minier (UGSO) et à un liant. Le mélange des éléments réactifs est ensuite soumis à un traitement thermique.
- Le Ni-UGSO obtenu peut être utilisé, entre autres, comme catalyseur dans les procédés de reformage. La masse catalytique est déposée dans un réacteur à lit fixe chauffé. Les réactifs dont les débits sont ajustés au préalable, réagissent plus rapidement en présence du catalyseur donnant ainsi un gaz de synthèse riche en H2. 
- Regénération des catalyseurs : la calcination sous atmosphère oxydante permet au catalyseur de retrouver sa structure initiale.

Les résultats de production de H2 avec le nouveau catalyseur Ni-UGSO à l’échelle laboratoire démontrent une performance similaire ou supérieure à celle des catalyseurs synthétiques actuellement sur le marché à une fraction du coût de ces derniers (environ 50% moins cher).

AVANTAGES

- Coût de revient et efficacité : 50% du coût du plus proche compétiteur tout en étant aussi performant ou meilleur.
- Part de marché : tout le tonnage du résidu UGSO permettrait de combler 17% du marché mondial en H2. 
- Durée de vie du catalyseur accrue et régénérabilité : les résultats à l’échelle laboratoire ont démontré jusqu’à maintenant que le catalyseur est stable et qu’il peut se régénérer facilement par oxydation.

POURQUOI CETTE INVENTION CONSTITUE UNE OPPORTUNITÉ INDUSTRIELLE

- Valorisation d’un résidu actuellement disposé dans le parc.
- La preuve du concept est faite.
- Résidu uniques à ce fabriquant de dioxyde de titane de Sorel-Tracy
- Produits à haute valeur ajoutée.
- Croissance du marché mondial des catalyseurs.

APPLICATIONS

Le nouveau catalyseur à base de nickel peut être utilisé dans divers procédés utilisant actuellement des catalyseurs synthétiques à base de nickel, soit :

- Procédés de production de syngaz ou d'hydrogène (à partir du gaz naturel ou autres hydrocarbures par reformage à sec (DR : dry reforming) , reformage à la vapeur (SR : steam reforming), oxydation partielle (POX : partial oxidation), réformage autotherme (ATR : Autothermal reforming), reformage des huile pyolytiques).
- Toute autre industrie demandant des catalyseurs à base de nickel (ou autre métaux actifs) plus efficaces et concurrentiels (ex : raffinage du pétrole ,Hydrotraitement, Hydrodésulfurisation, Hydrodenitrification, isomérisation Hydrodéoxygénation, Hydrodémétallisation, Hydrocraquage, Oxydation sélective.).

STATUT DE LA PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE

PCT / CA2016 / 050844

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