2. Bilan après distillation initiale du pétrole brut
Bilan après distillation initiale du pétrole brut
3. Traitement chimiques en raffinage
Traitement chimiques en raffinage
amélioration de l’indice de
cétane
Ajustement des quantités
réduction de la production de
distillats légers
amélioration de l’indice
d’octane
Viscoréductio
n
Craquage thermique
Cokéfaction
Craquage catalytique
Hydrocraquage
Alkylation
Polymérisation
Ajustement des qualités
Isomérisation
Reformage
Hydrogénation profonde
réduction de la production de
distillats lourds
réduction de la production de
résidus
4. Craquage thermique - Viscoréduction
Craquage thermique - Viscoréduction
William Burton (Standard Oil of Indiana, 1911)
- augmentation de la température
- élévation du niveau thermique des molécules
- augmentation du nombre de collisions efficaces
- rupture homolytique de liaison C-C
- formation de radicaux qui vont initier des réactions en chaîne
ΔG = ΔH - TΔS
= 18000 - 34T T 500°C
Cn+mH2(n+m) CmH2m + CnH2n+2
6. Craquage thermique - Viscoréduction
Craquage thermique - Viscoréduction
- Très peu d’alcanes branchés formés
- aromatisation de cyclohexane
- condensation
- polymérisation des oléfines
- formation de petites molécules
masse molaire
% fraction
7. Craquage catalytique
Craquage catalytique E. Houdry, 1937
Sélectivité de la transformation bien supérieur à celle des procédés thermiques
Ionisation de la molécule et formation d ’un carbocation par catalyse acide
Formation des carbocations
- Protonation d’une paraffine
- Arrachement d’hydrure à une paraffine
- Protonation d’une oléfine
C C + H H C C
C C
C
H
+ H C C
C + H2
C C + H H
C + C
9. Craquage catalytique
Craquage catalytique
Réactions des carbocations
- scission en β du carbénium
- perte d’un proton d ’un carbone adjacent
- réarrangement interne par migration d’ion hydrure
H3C C
CH3
CH3
C
CH3
H
C
CH3
CH3
H3C C
CH3
CH3
C
H3C
C
CH3
CH3
H
+
H3C C
H
H
C
CH3
H
C
H3C
C
CH3
H
H
- H
H3C C
H
CH3
C
H
CH3
CH3
C
H
H
C
H3C
H3C
10. - réarrangement interne par migration d’un méthyle
- arrachement d’ion hydrure à une autre molécule
- addition d ’un ion carbénium à une oléfine
Craquage catalytique
Craquage catalytique
Réactions des carbocations
H3C C
CH3
CH3
C
H
CH3
CH3
C
H
CH3
C
H3C
H3C
+
C
CH3
CH3
H3C H C
CH3
CH3
CH2 CH3
CH3
CH2
C
H3C
H3C
+
H3C C
CH3
CH3
H
+
C
CH3
CH3
H3C CH2 C
CH3
CH3
H3C C
CH3
CH3
C
CH3
CH3
H2C
11. Craquage catalytique
- alcanes branchés ON
- formation de petites molécules limité
- plus d’oléfines lourdes ni de dioléfines
Oléfines alkylaromatiques naphtènes polyméthylaromatiques
paraffiniques aromatiques non substitués
Hydrocraquage : craquage catalytique + H
Hydrocraquage : craquage catalytique + H2
2
- 1% de métal hydrogénant (Ni, Co, Pt, Pd)
- disparition des oléfines
- 2 fois l’investissement du craquage catalytique (50%pour H2)
C H
H C
C
C
H2
Cata
16. - teneur en aromatique
de 60 à 70%
- ON : 90 - 100
- rendement en essence
de 85 à 90%
H2S
H2
25 25 25
LEGERS ESSENCE DE
REFORMAGE
LOURDS
PURGE
CHARGE
ESSENCE
500 500 500
500
480
440
Catalyse au platine-rhénium
Reformage catalytique
Reformage catalytique
17. Isomérisation
Isomérisation
- en phase vapeur, 480°C sous pression légère d’H2
- catalyseur : Pt ou autres métaux précieux
- principalement pour des fractions légères
butane - isobutane (alkylation)
pentane et hexane - isopentane et isohexane
Polymérisation
Polymérisation
Acide phosphorique, 180-220°C sous 10 à 15 bars
oléfines C3 et/ou C4 C6, C7, C8,...
H+
CH3CH2CH2CH3 H3C CH
CH3
CH3
Cata
18. Alkylation
Alkylation
Source majeur de carburant aviation durant la seconde guerre mondiale
- catalyseurs : H2SO4, HF
- bons ON mais polymérisation
- 1 000 000 barils / jours aux USA
2,2,4-triméthylpentane (isooctane)
H
H3C C
CH3
CH3
H2C C
CH3
CH3
+ H3C C
CH3
CH3
CH2 C
CH3
CH3
H2C C
CH3
CH3
H3C C
CH3
CH3
H3C C
CH3
CH3
CH2 C
CH3
CH3
+ H3C C
CH3
CH3
H H3C C
CH3
CH3
CH2 C
CH3
CH3
H + H3C C
CH
3
C
H3
19. Schéma général du raffinage
Schéma général du raffinage
dihydrogène
gaz de raffinerie
propane
butane
essence
carburéacteur
gasole
fuel domestique
fuel
coke
isomérisation
essence
légère
reformage
naphta
kérosène
gazole
gazole craquage
catalytique
gazole
lourd
Légers C1-C6
Pétrole brut
dessalé
Traitement
De finition
hydrodésulfuration
polymérisation
alkylation
gaz
cokéfaction
viscoréduction
fuel 1
fuel 2
distillats à
traiter
résidu sous vide
20. ISOMERAT
1%
ALKYLAT
1%
BUTANE
6% ESSENCE LEGERE
15%
ESSENCE FCC
17%
REFORMAT
60%
REFORMAT
49%
ISOMERAT
5%
ESSENCE
FCC
28%
ESSENCE LEGERE
3%
BUTANE
6%
ALKYLAT
6%
MTBE
3%
Composition moyenne du pool essence
Composition moyenne du pool essence
Europe occidentale
Europe occidentale
1980
1980
Europe occidentale
Europe occidentale
1995
1995
22. gaz de synthèse
gaz de synthèse
vapocraquage
vapocraquage
reformage
reformage BTX (aromatiques)
Oléfines (éthylène, propylène, butadiène)
CO + H2, N2 + H2
Polymères
Polymères, résines,
phénol, acétone
Méthanol, formaldéhyde,
Ammoniac, MTBE,
Acide acétique
Produits de première génération
Produits de première génération
23. Top 50 de la production de produits chimiques
Top 50 de la production de produits chimiques
