Au cœur du raffinage du pétrole se trouve le procédé de craquage catalytique (FCC), où les huiles lourdes sont « craquées » en produits à plus haute valeur ajoutée comme l’essence et le gazole, sous haute température et en présence d’un catalyseur. Ce processus génère cependant inévitablement des sous-produits. Les boues d’huile contiennent des hydrocarbures aromatiques lourds qui ont tendance à adsorber le catalyseur et à s’y condenser pour former du coke, désactivant le catalyseur et affectant gravement le taux de conversion de la charge fraîche et la sélectivité des réactions.

Pour maintenir l’activité catalytique et la stabilité de l’unité, l’industrie utilise couramment la stratégie de la « décharge de boues d’huile » (ou “slurry”). Il s’agit d’évacuer de manière contrôlée une partie des boues riches en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et en précurseurs de coke, afin de réduire leur recyclage dans le processus. Cette boue déchargée n’est pas un déchet, mais une ressource à haute valeur potentielle. Composée principalement d’hydrocarbures non convertis ayant un point d’ébullition supérieur à 350°C, elle constitue une matière première de choix pour produire des produits à forte valeur ajoutée comme la fibre de carbone, le noir de carbone ou les plastifiants pour caoutchouc, d’où son surnom d’« or liquide ».

Le principal goulot d’étranglement pour valoriser ces HAP est la difficulté à éliminer les fines poudres de catalyseur (de l’ordre du micron) qui y sont mélangées, alors que les produits finis en aval imposent des limites extrêmement strictes sur la teneur en impuretés des matières premières. Ainsi, la mise en œuvre d’un procédé de filtration de la boue déchargée qui soit efficace, économique, sûr, pratique et capable de fonctionner sur de longues périodes, pour séparer le catalyseur solide de l’huile lourde, est une condition préalable à la production de produits pétrochimiques à haute valeur ajoutée. C’est également essentiel pour recycler le catalyseur, résoudre le problème de pollution secondaire et éviter l’encrassement des équipements.

Filtrer la boue déchargée est bien plus complexe que de « passer du sable au travers d’un tamis ». Les défis sont multiples et systémiques.

Les méthodes traditionnelles de séparation (sédimentation, centrifugation, tamis simples) se révèlent inadaptées, souffrant d’une faible précision de séparation, d’une incapacité à fonctionner en continu et d’une consommation énergétique prohibitive.

Nanjing Shinkai applique le principe « une stratégie par client », analysant en profondeur les besoins spécifiques de chaque application pour concevoir un système de filtration exclusif, efficace et fiable.

La filtration classique est dite « frontale » : le fluide frappe perpendiculairement le filtre, les impuretés s’accumulent jusqu’au colmatage complet.

La filtration tangentielle fonctionne différemment. Elle fait circuler la boue à haute vitesse parallèlement à la surface de la membrane, générant une forte « force de cisaillement tangentielle ». Cette force agit comme une brosse invisible, balayant en permanence les particules de catalyseur qui tentent de se déposer, ne laissant passer que les molécules d’huile propres.

Avantage clé :​ Retarde considérablement l’encrassement de la membrane, permet un fonctionnement stable à haut débit sur de longues périodes, rendant la filtration continue possible.

Associée au mode de filtration tangentielle avancé, se trouve le média filtrant d’exception : la membrane métallique (généralement en acier inoxydable ou alliage).