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Pétrochimie

Introduction

Complexe pétrochimique à Gela en Italie.

La pétrochimie est la science qui s'intéresse à l'utilisation des composés chimiques de base issus du pétrole pour fabriquer d'autres composés synthétiques qui peuvent exister ou non dans la nature ; dans le dernier cas, ces composés sont dits artificiels. Ces fabrications sont, en général, basées sur des réactions chimiques appropriées en présence ou non d'un catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas...).

Par exemple, lors du raffinage du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le...), la coupe naphta issue de la distillation (La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange à ébullition et à recueillir une fraction légère appelée distillat, et une fraction lourde appelée résidu....) atmosphérique, peut servir de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non...) à une unité de vapocraquage (ou craquage (Le craquage (cracking en anglais) est, en chimie, et plus particulièrement celle du pétrole, l'opération qui consiste à casser une molécule...) à la vapeur). Ce naphta peut être craqué dans un vapocraqueur, et donne des produits insaturés, fragiles et susceptibles d'être transformés en matières plastiques et d'autres produits cosmétiques et pharmaceutiques.C'est ainsi qu'à partir du pétrole on peut fabriquer des matières plastiques de toutes sortes employées ensuite comme matières premières dans les secteurs de la construction et dans l'industrie électrique, électronique, le textile, l'aéronautique (L'aéronautique inclut les sciences et les technologies ayant pour but de construire et de faire évoluer un aéronef dans l'atmosphère terrestre.) et autres.

Un vapocraqueur est une unité de pétrochimie (La pétrochimie est la science qui s'intéresse à l'utilisation des composés chimiques de base issus du pétrole pour fabriquer d'autres composés synthétiques qui peuvent exister ou non...) servant à fabriquer principalement de l'éthylène et du propylène deux produits indispensables dans la fabrication du polyéthylène et du polypropylène, deux matières plastiques bien connues.

En effet, en faisant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) les produits intermédiaires obtenus soit par distillation, soit par des unités secondaires, dans des unités spécifiques de pétrochimie on obtient des matières premières susceptibles d'être transformés en des produits qui n'existent pas dans la nature.

Le gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.) peut également fournir des matières premières, du méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à...), de l'éthane pour la pétrochimie. Les différents schémas de transformations de ces produits en d'autres composés organiques dont les termes ultimes de transformations sont :

  • des matières plastiques,
  • des solvants,
  • des résines,
  • des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) synthétiques,
  • des détergents,
  • des plastifiants,
  • des élastomères,
  • des adhésifs,
  • du polyester,
  • du Nylon,
  • des médicaments,
  • des cosmétiques,
  • des engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de façon...).

La pétrochimie est basée principalement sur deux types de procédés : craquage à la vapeur () et procédés d'extraction. Par réformage à la vapeur du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni...) naturel ou des naphthas, elle débouche sur la production d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) qui sert, au-delà de son utilisation comme vecteur énergétique (Tout ce qui est capable de véhiculer de l’énergie peut être considéré comme un vecteur énergétique.) et vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de vecteur, à condition...) pétrochimique dans les hydrotraitements, à la fabrication de l'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à...) puis des engrais, du méthanol et des alcools oxo, entre autres.

Avec le premier type de procédés, on obtient des oléfines tandis qu'avec le deuxième type, on extrait des aromatiques. Les oléfines et les aromatiques sont des matières premières qu'on appelle des grands intermédiaires servant dans l'industrie des plastiques, pharmaceutique, cosmétique (Un cosmétique est une substance ou un mélange destiné à être mis en contact avec diverses parties superficielles du corps humain,...), électronique, aéronautique et du textile.

Vapocraquage

Le vapocraquage est un procédé pétrochimique par lequel des hydrocarbures saturés sont cassés en molécules plus petites, et souvent insaturées. C'est donc la source principale de production d'alcènes (éthylène, propylène, etc.), monomères à l'origine de nombreuses matières plastiques.

Procédé

Les produits de départ sont généralement du naphta, mais peuvent également être de l'éthane ou du GPL. Mélangés avec de la vapeur d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), ils sont amenés à environ 800 °C par passage dans des tuyaux chauffés par des fours, pendant un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) très bref, inférieur à la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. La...). Les produits de la réaction sont refroidis brutalement afin d'interrompre celle-ci, et d'obtenir le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) d'alcènes recherché.

La composition exacte de celui-ci dépend des produits de départ, de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) des fours et du temps de passage dans ceux-ci. Des produits de départ légers (éthane, GPL) fourniront une plus grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) d'alcènes légers, alors que du naphta fournira également des composés aromatiques. Une température de craquage plus élevée ("sévérité") favorise la formation d'éthylène et de benzène (Le benzène est un hydrocarbure aromatique monocyclique, de formule C6H6, également noté Ph-H, φ-H ou encore Ar-H. Ce composé...), alors qu'une température plus basse fournit plus de propylène, d'hydrocarbures en C4, et de produits liquides.

Le procédé conduit généralement à un dépôt de coke progressif à l'intérieur des tuyaux de craquage, ce qui dégrade peu à peu la performance du procédé. Ils sont donc périodiquement décokés par passage d'un mélange air-vapeur à une température proche de 1 000 °C.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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