Exposé de pétrole

« I/RAFFINAGE DU PÉTROLE ●​ Définition Le raffinage du pétrole désigne l'ensemble des traitements et transformations qui transforme le pétrole brut, inutilisable tel quel, en une vaste gamme de produits finis essentiels comme l'essence, le diesel, le kérosène, les lubrifiants, le bitume et des matières premières pour la pétrochimie. ●​ Les étapes du raffinage du pétrole Le raffinage du pétrole se fait en 3 importantes étapes qui sont les suivantes: -D’abord le fractionnement ou distillation fractionnée; -Ensuite la conversion ou craquage; -Enfin le reformage. Avant le raffinage se situe une étape préliminaire qui est le dessalage,visant à éliminer l'eau, le sel et les solides pour prévenir la corrosion et les dépôts dans les équipements, ce qui est essentiel pour une distillation efficace et sécurisée. 1/ FRACTIONNEMENT DU PÉTROLE 1.1- DÉFINITION La distillation fractionnée ou fractionnement du pétrole est le procédé par lequel les raffineries de pétrole séparent le pétrole brut en différents produits hydrocarbures plus utiles, en fonction de leur poids moléculaire relatif, dans une tour de distillation. Il s'agit de la première étape du traitement du pétrole brut, et elle est considérée comme le principal procédé de séparation, car elle effectue la séparation initiale grossière des différents combustibles.[2] Les différents composants qui sont séparés au cours de ce processus sont connus sous le nom de fractions.

Les fractions qui sont séparées comprennent l'essence, le diesel, le kérosène et le bitume.[3] La distillation fractionnée permet de fabriquer de nombreux produits utiles à partir du pétrole brut, avec de nombreuses conséquences environnementales pour l'utilisation de ces produits utiles. 1.2- PRINCIPE DU FRACTIONNEMENT Processus D’une manière générale ,la distillation fractionnée du pétrole brut a lieu dans une colonne de fractionnement.

Il s'agit d'une énorme chambre, généralement large de huit mètres et haute de quarante mètres.

Tout d'abord, le pétrole brut est chauffé pour le vaporiser et est introduit dans le fond d'une tour de distillation, ensuite, la vapeur qui en résulte s'élève ensuite dans la colonne verticale. La colonne présente un gradient de température : le bas de la colonne est plus chaud que le haut.

Cela signifie qu'à mesure que les vapeurs montent, elles se refroidissent progressivement.À mesure que la température diminue, certains hydrocarbures commencent à se condenser et à s'écouler à différents niveaux. Chaque fraction qui se condense à un certain niveau contient des molécules d'hydrocarbures avec un nombre similaire d'atomes de carbone.

Ces « coupures » du point d'ébullition permettent de séparer plusieurs hydrocarbures en un seul processus.

C'est ce refroidissement avec la hauteur de la tour qui permet la séparation. Outre cette simple explication, cette distillation se déroule en 2 étapes clés : Distillation atmosphérique La distillation atmosphérique est un procédé de distillation qui consiste à séparer les unes des autres les fractions d'hydrocarbures contenues dans le pétrole brut.

C'est la première étape du raffinage du pétrole, et les toutes premières raffineries de pétrole se résumaient à peu près à une colonne de distillation. Son fonctionnement est fondé sur la différence des températures d'ébullition de chacun des produits purs contenus dans le pétrole. Vue de la distillation atmosphérique de la raffinerie de Schwedt en Allemagne.

On voit le four de chauffe à gauche et la colonne de distillation au centre.

Sur sa droite immédiate, la structure d'un stripper latéral.

Le train de préchauffe est situé en dessous. Distillation sous vide La distillation sous vide consiste à séparer les produits lourds des résidus de produits moyens en les faisant subir une deuxième phase de distillation dite sous vide.

L’intérieur de certaines tours de distillation sous vide est différent de celui des tours de distillation atmosphérique; au lieu de plateaux, on trouve un garnissage disposé de façon aléatoire et des tamis contre les entraînements.

En haut de la colonne, on récupère du gazole et en bas on retrouve le fioul lourd.

Les résidus de la distillation sous vide permettent de produire des lubrifiants, des gazoles, des résidus lourds se prêtant au désasphaltage au propane.

La distillation sous vide est utilisée pour séparer les produits devant être envoyés aux unités de craquage catalytique des fractions résiduelles.La fraction lourde des produits de la distillation atmosphérique y est d'abord chauffée, puis envoyée dans une autre colonne moins haute, mais plus épaisse, et qui comporte moins de plateaux.

On l'appelle colonne de distillation sous vide.

Comme dans les strippers atmosphériques, la distillation est souvent accélérée par une injection de vapeur d'eau. Colonne de distillation sous vide de la raffinerie de Fawley (Angleterre) Fractions Il existe plusieurs façons de classer les fractions utiles qui sont distillées à partir du pétrole brut.

Une manière générale consiste à les diviser en trois catégories : les fractions légères, moyennes et lourdes.

Les composants plus lourds se condensent à des températures plus élevées et sont éliminés en bas de la colonne.

Les fractions légères sont capables de monter plus haut dans la colonne avant d'être refroidies à leur température de condensation, ce qui leur permet d'être retirées à des niveaux légèrement plus élevés.

En plus de cela, les fractions ont les propriétés suivantes : ●​ Le distillat léger est l'une des fractions les plus importantes, et ses produits ont des points d'ébullition d'environ 70-200°C.Les hydrocarbures utiles dans cette gamme comprennent l'essence, le naphta (une matière première chimique), le kérosène, le carburéacteur et la paraffine.

Ces produits sont très volatils, ont de petites molécules, ont un faible point d'ébullition, s'écoulent facilement et s'enflamment facilement. ●​ Les distillats moyens sont des produits dont le point d'ébullition se situe entre 200-350°C.

Parmi les produits de cette gamme, on trouve le diesel, le combustible et le gazole - utilisé dans la fabrication du gaz de ville et pour le chauffage commercial. ●​ Les distillats lourds sont les produits ayant la plus faible volatilité et dont le point d'ébullition est supérieur à 350°C.

Ces fractions peuvent être solides ou semi-solides et peuvent avoir besoin d'être chauffées pour s'écouler.

Le fioul par exemple est produit à partir de cette fraction.

Ces produits ont de grosses molécules, une faible volatilité, s'écoulent mal et ne s'enflamment pas facilement. Schéma de la distillation jusqu’à présent 2/ CRAQUAGE DU PÉTROLE 2.1- DÉFINITION Le craquage (cracking en anglais) est, en pétrochimie, la thermolyse du pétrole et de ses dérivés liquides.

L'opération consiste à casser une molécule organique complexe en éléments plus petits, notamment des alcanes, des alcènes, des aldéhydes et des cétones.

Les conditions de température et de pression, ainsi que la nature du catalyseur sont des éléments déterminants du craquage.

Le craquage est la deuxième étape du raffinage du pétrole et l’on peut recenser 3 méthodes de craquages dont 2 couramment utilisées. 2.2- LES MÉTHODES DE CRAQUAGE DU PÉTROLE Craquage Thermique Le craquage thermique est un procédé de raffinage du pétrole au cours duquel les grosses molécules d’hydrocarbures sont brisées en molécules plus petites uniquement par l’action de la chaleur (à haute température et sous pression)(≥800°c) sans utilisation de catalyseur.

Ce procédé augmente la production de fractions légères (comme l’essence) à partir de fractions lourdes du pétrole.

Cette méthode conduit à la formation d’un mélange riche en alcène et alcane.

A ce stade, nous observons 3 différentes formes de craquages thermiques couramment utilisées : ❖​ La Viscoréduction (Visbreaking): La viscoréduction est une forme de craquage thermique modéré de mélanges lourds qui permet de réduire le point d'écoulement des résidus cireux et de diminuer considérablement la viscosité du produit sans modifier sa plage d'ébullition.

Le résidu de distillation atmosphérique est soumis à un craquage modéré à la pression atmosphérique dans un réchauffeur.

La température est rapidement abaissée à l'aide de gazole froid pour prévenir tout craquage excessif, puis le mélange est soumis à détente dans une tour de distillation.

Le goudron résiduel obtenu lors du craquage thermique, qui s'accumule au fond de la colonne de fractionnement, est soumis à une détente sous vide dans une colonne de rectification et le distillat est recyclé. ❖​ La Cokéfaction (Coking ): La cokéfaction est un procédé de transformation des résidus lourds en produits plus légers et plus précieux, comme le gaz, l'essence et le gazole. Sa particularité est qu'elle pousse la réaction chimique jusqu'à l'extrême,.... »