Pétrochimie - Définition et Explications

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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 ;...).

Par exemple, lors du raffinage du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...), la coupe naphta issue de la distillation (La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances liquides...) atmosphérique, peut servir de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) à une unité de vapocraquage (ou craquage (Le craquage (cracking en anglais) est, en chimie, et plus particulièrement celle du...) 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...) et autres.

Un vapocraqueur est une unité de pétrochimie (La pétrochimie est la science qui s'intéresse à l'utilisation des composés...) servant à fabriquer principalement de l'éthylène et du propylène (Le propylène ou propène (nomenclature IUPAC) est un produit chimique organique de formule...) deux produits indispensables dans la fabrication du polyéthylène (Le polyéthylène, ou polyéthène (sigle générique PE), est un des...) et du polypropylène (Le polypropylène (ou polypropène) isotactique, de sigle PP (ou PPi) et de formule...), deux matières plastiques bien connues.

En effet, en faisant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) 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...) 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...), 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...) 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...).

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...) 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...) et vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet...) pétrochimique dans les hydrotraitements, à la fabrication de l'ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des...) puis des engrais, du méthanol (Le méthanol, également connu sous le nom d’alcool méthylique, de carbinol,...) 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...), 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...), 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...) très bref, inférieur à la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...). 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...) 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...) 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,...) 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...), 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.

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