Traitement des COV pharmaceutiques et solvants chlorés : RTO électrique pour une entreprise en Suisse

• Le Problème (Pré-intervention): nécessité d’intercepter et de traiter en continu des émissions de COV variables et discontinues (débit jusqu’à 7 250 m³/h) dérivant de la production de principes actifs, avec une difficulté extrême : la présence de solvants chlorés (comme le DCM) qui, en brûlant, génèrent de l’acide chlorhydrique (HCl) hautement corrosif.
• La Solution adoptée: conception d’une installation multi-étages hors normes, composée d’une condensation à basse température (-80°C), d’un Oxydant Thermique Régénératif (RTO) électrique pour l’absence de flamme nue, et d’une section en alliage spécial SS316L équipée d’un quench et d’un laveur (scrubber) alcalin.
• Le Résultat (Post-intervention) : neutralisation totale de l’acidité et réduction des polluants garantie dans un environnement sûr et flexible. Les émissions finales sont conformes aux réglementations locales les plus strictes : COV non chlorés <20 mg/Nm³, DCM <2 mg/Nm³ et HCl <5 mg/Nm³.

L’entreprise dont il est question dans cette étude de cas opère à l’échelle mondiale dans le secteur pharmaceutique, en se spécialisant dans le développement et la production d’API (Principes Actifs Pharmaceutiques). L’intervention s’est avérée nécessaire dans le cadre d’un projet d’expansion de leur site de production en Suisse.

Plus précisément, le client a construit un nouveau bâtiment de production pour intégrer des technologies de séchage par pulvérisation (spray drying), des départements de préparation de solutions, des zones de conditionnement d’API et le stockage en cuves. Au cours de ces processus chimiques et pharmaceutiques délicats, le besoin critique est apparu d’intercepter et de traiter en toute sécurité les émissions de Composés Organiques Volatils (COV) générées par les opérations.

Le problème principal auquel l’entreprise devait faire face ne se limitait pas au simple confinement des COV. Les émissions captées étaient très discontinues, avec des charges polluantes variables et des pics élevés. Cependant, l’élément le plus critique était la composition chimique des gaz : le mélange comprenait du méthanol, de l’acétone, de l’acétate d’éthyle, de l’isopropanol, de l’éthanol, du tétrahydrofurane (THF) et, surtout, des solvants chlorés tels que le dichlorométhane (DCM).

Le traitement thermique des solvants chlorés représente un défi d’ingénierie considérable : lors de la combustion, en effet, ces composés génèrent de l’acide chlorhydrique (HCl), une substance hautement corrosive qui peut gravement endommager les parties chaudes et les sections en aval de l’installation.

L’entreprise avait donc besoin d’une solution non standard, capable de gérer un débit d’air allant jusqu’à 7 250 m³/h, fonctionnant en continu 24 heures sur 24 pendant 49 semaines par an, tout en garantissant le strict respect des limites d’émission suisses rigoureuses (dont les COV non chlorés <20 mg/Nm³ et le DCM <2 mg/Nm³).

Un oxydant thermique traditionnel n’aurait pas été adapté pour faire face à la complexité chimique et aux risques de corrosion de ce projet. Une installation multi-étages hautement personnalisée a donc été conçue et fournie, composée des technologies intégrées suivantes:

• Condensation à basse température: une première étape fonctionne à -80°C pour condenser et réduire préventivement la majeure partie de la charge de solvant avant le traitement thermique.
• Oxydant Thermique Régénératif (RTO) Électrique: le cœur de l’installation est un RTO électrifié spécial. Ce choix a permis de gérer le traitement thermique sans l’utilisation d’un brûleur à gaz traditionnel, offrant un contrôle optimal dans un environnement de production délicat.
• Matériaux anticorrosion: pour prévenir les dommages causés par l’acide chlorhydrique, la chambre de combustion et les composants en contact avec les gaz ont été fabriqués dans des alliages spéciaux, comme l’acier inoxydable SS316L, et dotés d’une isolation appropriée pour éviter la condensation acide.
• Neutralisation par voie humide: en aval de l’oxydant, les gaz d’échappement passent à travers un système de refroidissement rapide (quench) et un laveur alcalin, qui neutralisent physiquement l’acide chlorhydrique avant son rejet dans l’atmosphère.