Le vapocraquage est un procédé thermique clé dans la pétrochimie, permettant la production d'oléfines et d'hydrocarbures via le craquage d'hydrocarbures à haute température et pression. Les variables du procédé incluent la température, le temps de craquage, le rapport vapeur d'eau/hydrocarbures et la charge utilisée, influençant le rendement en produits comme l'éthylène et le propylène. Les charges les plus courantes sont l'éthane et le naphta, avec des rendements différenciés en fonction de la charge choisie.

1. Université 20-Aout-1955 Skikda
Faculté de Technologie
Département de Pétrochimie et de Génie des Procédés
Cours: Environnement de la Pétrochimie
2ème Année Licence Raffinage & Pétrochimie
Cours : 1
Principes et Objectifs de la Pétrochimie
Enseignant : S. BOUSBA
Année universitaire 2012/2013

2. Le vapocraquage, est le procédé de base pour la pétrochimie, car il
représente la source de production d’éthylène, de propylène, de
butadiène et autres intermédiaires pétrochimiques de première
génération tels que les aromatiques.
Le vapocraquage est un procédé thermique qui consiste à casser les
liaisons C–C ou C–H au sein des molécules d’hydrocarbures conduisant à
la formation de molécules insaturées (oléfines) et d’H2.

3. Les réactions de craquage nécessitent un apport important d’énergie
thermique et donc un niveau de température élevé. Ces réactions ont
lieu dans des fours appelés « fours de pyrolyse ».
Les conditions opératoires du vapocraquage sont les suivantes :
– température : > 800 °C ;
– pression : légèrement supérieure à Patm ;
– H2O/charge : 0,6 t/t ;
– temps de craquage (temps de résidence) : < 1 seconde pour les
anciens procédés et quelques millisecondes pour les procédés
récents.
- Durée du cycle 20 jours.

4. Les variables du procédé de vapocraquage :
1- La température:
-Les réactions de vapocraquage sont des réactions fortement
endothermiques .
- Une température élevée favorise, la formation des oléfines, les
aromatique ainsi que la formation du coke.
- La température optimale est choisi de telle façon à
maximiser la
production des oléfines et minimiser le dépôt du coke.
- Généralement la température optimale est autours de 800°C.

5. Les variables du procédé de vapocraquage :
2- Temps de craquage (résidence ou séjour) :
Dans les réactions de craquage les oléfines sont formés en premier
lieu, suivi de la formation des aromatiques et des hydrocarbures lourds
à partir des oléfines initialement formés, donc :
-Un temps de séjour court favorise la formation des oléfines, si la
charge est formée d’éthane ou de gaz léger.
- Un temps de séjour relativement plus élevé est requis pour favoriser
la formation des aromatiques et des oléfines à partir d’une charge
liquide (Naphta, Fuel Oil, etc.…).

6. Les variables du procédé de vapocraquage :
3- Le rapport vapeur d’eau/hydrocarbures:
-l’injection de vapeur d’eau jouent un rôle de dilution en abaissant la
pression partielle d’hydrocarbures et par conséquence favoriser le
craquage.
-La vapeur d’eau minimise la formation du coke dans le four par la
réaction de reformage (Water shift):
- La vapeur d’eau peut entrainer le coke formé et par conséquence
prolonger la durée du cycle de craquage.

7. Les variables du procédé de vapocraquage :
4- La charge du vapocraquage:
On peut craquer une large gamme de charges dans une unité de
vapocraquage
:
éthane,
propane,
butane,
essence
légère
(naphta), gasoil et distillat sous vide.
Les charges les plus courantes étant l’éthane issu du gaz naturel et le
naphta issu du raffinage. De par le caractère peu sélectif des
procédés thermiques, l’effluent de vapocraquage contient de nombreux
produits
:
H2, méthane, éthylène, propylène, butadiène, isobutène, aromatiques, f

8. Les variables du procédé de vapocraquage :
4- La charge du vapocraquage:
Avec l’éthane comme charge, on obtient des rendements très élevés en
éthylène (de l’ordre de 75 %),
Avec le naphta, on obtient de 25 à 35 % d’éthylène, environ 15 % de
propylène et 20 à 25 % d’aromatiques appelés (essence de pyrolyse ou
Pyrolysis gasoline Pygas)

9. Les variables du procédé de vapocraquage :
4- La charge du vapocraquage:
Les charges les plus utilisées sont le naphta en Europe et l’éthane aux
États-Unis.
Les nouveaux vapocraqueurs en construction le sont essentiellement
dans les pays de Moyen-Orient, producteurs de gaz naturel, et
fonctionnent sur charge éthane. Ils produisent une grande quantité
d’éthylène.

10. Les variables du procédé de vapocraquage :
4- La charge du vapocraquage:
Charge pour le procédé de Vapocraquage
Rendement en %
massique
Ethane
Propane Butane
Naphta
Gaz Naturel
Saoudien
H2+CH4
13
28
24
26
23
Ethylène
80
45
37
30
50
Propylène
2.4
15
18
13
12
Butadiène
1.4
2
2
4.5
2.5
butènes
1.6
1
6.4
8
3.5
C5 et
Aromatiques
1.6
9
12.6
18.5
9

11. Si non !!?
Formation des hydrocarbures
lourds (cycliques et ramifiés)
Section craquage
Charge
Ethane
burs
T = 800 C
Refroidissement des
produits pour freiner
la réaction
(Quench)
Four de
Pyrolyse
Echangeur
de chaleur
Section séparation
tour
de
Quench
goudron
Séchage
des gaz
Par contact
direct avec l’eau
Génération
de la vapeur
CH4, H2
Déméthaniseur
Conversion de
l’acetylène en
Ethléylene
Séparation de
l’éthylène
Ethylène
(produit cible)
Ethane pour
Recyclage
Dééthaniseur
C3+
Schéma block d’une unité de vapocraquage d’Ethane.

12. Schéma simplifié d’une unité de vapocraquage de Naphta.