Craquage
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Introduction

Le craquage (cracking en anglais) est, en chimie, et plus particulièrement celle du pétrole, l'opération qui consiste à casser une molécule organique complexe en éléments plus petits, notamment des alcanes et des alcènes. Les conditions de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) et de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), ainsi que la nature du 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 dans l'équation-bilan de cette...) sont des éléments déterminants du craquage (Le craquage (cracking en anglais) est, en chimie, et plus particulièrement celle du pétrole, l'opération qui consiste à casser une molécule organique complexe en éléments plus petits, notamment des alcanes...).

Historique

En 1855, les premières méthodes de craquage 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...) sont proposées par le professeur de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) Benjamin Silliman, Jr. de la Sheffield Scientific School (SSS) à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Yale.

La première méthode de craquage thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...), le procédé de craquage de Choukhov, a été inventée par l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature technologique, concrets et souvent complexes, liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre de produits, de...) russe Vladimir Choukhov, dans l'Empire russe le 27 novembre 1891.

Eugène Houdry, un ingénieur français, invente le craquage catalytique et développe le premier procédé rentable après avoir émigré aux États-Unis. La première usine est construite en 1936. Son procédé fait doubler la 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...) d'essence qui pouvait être produite à partir d'un baril de pétrole brut (Le pétrole brut provient de l'exploitation d'un puits, à l'issue des traitements de dessablage, de décantation de l'eau, et éventuellement de séparation de la phase gazeuse à pression et...).

Hydrocraquage

L'hydrocraqueur émet des 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 de volume propre : un gaz tend...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le...) indirectement lors de la fabrication d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) à partir de 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.) dans un Steam Methane Reforming. Le craquage catalytique en lit fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des...) émet des gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux...) lors de la régénération du catalyseur par combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) du coke déposé sur ce dernier.

Le craquage catalytique en lit fluide utilise un catalyseur en lit circulant alors que l'hydrocraqueur travaille en lit fixe.

L'hydrocraqueur doit être arrêté pour renouveler le catalyseur contrairement au Craquage catalytique en lit fluide.

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Craquage catalytique

Le craquage catalytique en lit fluide retire du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) à la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui...) craquée et donne principalement des essences et des oléfines (propylène, butylène) qui intéressent la chimie. L'hydrocraquage ajoute de l'hydrogène à la charge craquée tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en la désulfurant et donne principalement du gazoil pour les diesel et du kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du pétrole, il résulte...) pour les avions.

Contrairement à l'hydrocraqueur, le mode d'utilisation d'un catalyseur en lit circulant dans le craquage catalytique permet à ce catalyseur d'être régénéré et permet au craquage catalytique en lit fluide de faire de la conversion profonde en valorisant des résidus atmosphériques, nom donné au fond de tour non vaporisé des distillations atmosphériques.

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