Réalisation · Pilotes de procédés & développement chimique

Doser un acide corrosif sous pression en toute sécurité : pompe volumétrique sur mesure pour l'industrie chimique

Pour un acteur de l'industrie chimique, IRIAN Mecatronics a conçu et fabriqué une pompe volumétrique sur mesure. Cet équipement assure le dosage précis d'acide sulfurique à 98% sous une pression de service allant jusqu'à 15 bar, en garantissant une sécurité intrinsèque et une parfaite compatibilité chimique.

Client: Acteur de l'industrie chimique
Domaine: Chimie fine / Procédés industriels
Technique: Dosage précis de fluide corrosif sous pression

01 — La question de recherche

Comment doser avec précision un fluide chimiquement agressif sous pression, en garantissant la sécurité des opérateurs et la longévité de l'équipement ?

Le dosage contrôlé de fluides réactifs est une opération courante dans de nombreux procédés industriels. La difficulté augmente lorsque le fluide est à la fois chimiquement agressif et sous pression. Il faut alors garantir non seulement la précision du débit, mais aussi l'intégrité de l'équipement et la sécurité absolue de l'installation sur le long terme. Les solutions de pompage standards, souvent conçues pour des conditions moins sévères, atteignent rapidement leurs limites matérielles et fonctionnelles.

Notre client devait injecter de l'acide sulfurique à 98% dans un procédé, avec une plage de débit précise et sous une pression de 10 à 15 bar. La combinaison de ce fluide extrêmement corrosif, de la pression et de l'exigence d'une sécurité passive en cas d'arrêt n'était couverte par aucune pompe du commerce. Le risque de défaillance matérielle, de fuite ou de perte de contrôle du débit rendait une solution standard inenvisageable pour ses pilotes de procédés.

Assurer une étanchéité parfaite et durable ainsi qu'un dosage précis sous pression avec un fluide qui détruit la plupart des matériaux d'étanchéité et des métaux courants.

02 — Notre démarche

Notre démarche : de la contrainte au principe de conception

Face à un cahier des charges où la sécurité et la fiabilité primaient, notre bureau d'études a structuré la conception autour de trois décisions clés.

Sélectionner des matériaux à l'inertie chimique validée

L'acide sulfurique à 98% attaque agressivement la plupart des métaux et élastomères. Nous avons donc sélectionné une combinaison de matériaux spécifiques pour toutes les parties en contact avec le fluide, y compris les joints dynamiques, garantissant une inertie chimique totale sous 15 bar. Ce choix prévient tout risque de fuite et assure la longévité de l'équipement.
Adopter un entraînement mécanique intrinsèquement sûr

Pour garantir un débit stable et une sécurité passive, nous avons retenu une architecture d'entraînement mécanique non-réversible. Contrairement aux systèmes qui nécessitent un frein actif, celui-ci se bloque mécaniquement en cas de coupure d'alimentation. La pression est maintenue sans aucune action extérieure, éliminant un point de défaillance potentiel et sécurisant intrinsèquement le procédé, un principe que nous appliquons à de nombreux systèmes d'injection de précision.
Intégrer une double sécurité contre la surpression

Une surpression avec ce fluide étant critique, la protection a été doublée. Le système de contrôle intègre une sécurité logicielle configurable qui arrête la pompe si un seuil est dépassé. En parallèle, une sécurité matérielle passive et totalement indépendante (disque de rupture) protège l'installation même en cas de défaillance du pilotage, assurant une protection absolue.

03 — Au-delà de ce projet

Votre application partage-t-elle ces contraintes ?

Pharmacie / Biotechnologies

Le dosage de haute précision de réactifs corrosifs dans des bioréacteurs sous pression exige une inertie chimique parfaite. Le principe d'un entraînement volumétrique sécurisé et le choix de matériaux de grade pharmaceutique (PEEK, Hastelloy) resteraient identiques.

Énergie / Captage de CO2

L'injection de solvants aminés, corrosifs à chaud, pour le captage de CO2 requiert robustesse et fiabilité. La conception d'une pompe volumétrique avec des matériaux adaptés et un entraînement non-réversible pour la sécurité serait directement transposable.

Géosciences

Pour simuler les conditions de gisements, l'injection de saumures acides à très haute pression dans des roches est nécessaire. Le principe d'une pompe volumétrique garantissant la tenue à la corrosion et un contrôle précis du volume injecté reste pertinent, en adaptant les matériaux aux pressions extrêmes.

04 — Fiche technique

Les valeurs de ce projet. Chaque équipement étant conçu sur mesure, elles s’adaptent à votre cahier des charges.

Afficher les caractéristiques · 2 litres · jusqu'à 15 bar · 40 à 10 000 ml/h

Caractéristiques techniques — Doser un acide corrosif sous pression en toute sécurité : pompe volumétrique sur mesure pour l'industrie chimique
Volume utile	2 litres
Pression de service	jusqu'à 15 bar
Plage de débit de l'équipement	40 à 10 000 ml/h
Plage de débit requise par le client	389 à 1416 ml/h
Température d'opération	Ambiante

IRIAN Mecatronics conçoit et fabrique des équipements haute pression et haute température sur mesure pour les laboratoires de recherche, les centres techniques et les industriels.

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05 — FAQ

Questions fréquentes

Comment cette pompe peut-elle être adaptée pour doser un autre fluide corrosif (acide nitrique, soude, solvant) ?

L'adaptation à un autre fluide corrosif repose entièrement sur la sélection des matériaux. Notre bureau d'études réalise une analyse de compatibilité chimique pour chaque projet afin de choisir l'alliage métallique (Hastelloy, Inconel, Titane...) et les polymères d'étanchéité (PTFE, FFKM...) les plus adaptés. Le principe de fonctionnement de la pompe reste identique, seuls les matériaux en contact avec le fluide sont modifiés.

Est-il possible d'atteindre des pressions plus élevées ou des débits plus faibles avec ce type de pompe volumétrique ?

Oui, les performances sont adaptables sur mesure. Pour des pressions plus élevées, nous dimensionnons l'épaisseur du corps de pompe, la visserie et la puissance de la motorisation. Pour des débits plus faibles ou une plus grande précision, nous pouvons opter pour une motorisation à plus haute résolution et une mécanique de réduction plus fine. Chaque équipement est calculé et fabriqué selon le cahier des charges.

Cette pompe peut-elle être conçue pour une utilisation en zone à atmosphère explosive (ATEX) ?

Oui, nous concevons régulièrement des équipements pour des environnements réglementés, y compris ATEX. Dans ce cas, tous les composants électriques (moteur, capteurs, coffret de commande) sont certifiés pour la zone requise. La conception mécanique intègre également les contraintes de mise à la terre et de prévention des sources d'inflammation, comme sur ce banc pour gaz inflammables en environnement ATEX.

Comment s'intègre le pilotage de la pompe dans un système de contrôle de procédé existant (DCS) ?

Le système de contrôle de nos équipements est conçu pour une intégration facile. Nous pouvons fournir des interfaces de communication standards (ex: Modbus, Profibus, Ethernet/IP) pour que la pompe soit pilotée directement par un automate ou un DCS existant. Il est alors possible de commander le débit ou la pression à distance et de récupérer les données de mesure (pression, volume injecté) pour la traçabilité du procédé.