les textes Exploration et extraction de pétrole et Comment le pétrole est-il transporté ? a montré comment le pétrole est trouvé, extrait des gisements souterrains et transporté. Ce transport par pipelines ou superpétroliers (grands navires) est effectué pour acheminer le pétrole jusqu'au raffineries. Ce sont des lieux où se déroulent des processus physico-chimiques pour la raffinage de pétrole brut (ou raffinage du pétrole) pour recevoir les appels fractions pétrolières.
Le pétrole n'est pas utilisé directement sous forme brute, il doit donc passer par ce processus. Ce carburant est composé d'un mélange complexe d'hydrocarbures, plus de petites quantités d'autres classes de composés organiques qui contiennent de l'azote, de l'oxygène et du soufre. Il n'est pas possible d'isoler chacun de ces composés organiques qui composent l'huile, car beaucoup ont des points d'ébullition très proches. Par conséquent, le raffinage du pétrole isole des fractions, c'est-à-dire des groupes contenant un plus petit nombre de composés organiques, principalement des hydrocarbures ayant des masses molaires similaires.
Par conséquent, la différence fondamentale entre ces fractions d'huile est la quantité d'atomes de carbone présents dans leurs molécules. Par exemple, l'essence est une fraction du pétrole formée par des hydrocarbures qui ont 6 à 10 atomes de carbone, tandis qu'une autre fraction du pétrole, le pétrole diesel, a des molécules de 15 à 18 atomes de carbone. Voir l'image ci-dessous pour les autres fractions pétrolières et la quantité d'atomes de carbone dans chaque cas, en plus des larges applications de ces fractions dans notre société :
Principales fractions pétrolières, leurs compositions approximatives et leurs applications
Plus la masse molaire d'un composé organique est élevée, plus son point d'ébullition est élevé, c'est-à-dire la température qui passe de l'état liquide à l'état vapeur. Cette propriété est importante, car l'une des principales techniques utilisées dans les raffineries est la distillation fractionnée d'huile, et il s'appuie sur cette propriété pour séparer les fractions d'huile.
Carte mentale: pétrole
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Fondamentalement, cette technique consiste à placer l'huile dans un four ou un four à chauffer à environ 400ºC. Ce four est couplé à un tour de distillation la pression atmosphérique (ou tour de fractionnement) qui comporte plusieurs cuves ou plateaux de distillation (maximum 50 plateaux). Au fur et à mesure qu'il monte, chaque plateau a une température différente qui diminue en conséquence.
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Ainsi, ce qui suit se produit, les hydrocarbures avec des masses molaires plus élevées (de molécules avec de plus grandes quantités de carbone) forment une fraction qui reste au fond du récipient à l'état liquide, car son point d'ébullition est très élevé. Les fractions avec des masses molaires plus faibles et qui ont des points d'ébullition plus faibles, par contre, passent à l'état de vapeur et montent dans la tour de distillation, atteignant le plateau suivant. Si la température dans ce bac est inférieure au point d'ébullition de la fraction, celle-ci se condense et est retenue. Sinon, elle continue de monter jusqu'au bac suivant et ainsi de suite, jusqu'à ce que la fraction la plus légère atteigne la dernière coupelle de la colonne, où la température est la plus basse et y est collectée.
Ce processus est répété à nouveau pour assurer l'efficacité du processus. Dans cette partie du procédé, on obtient principalement du gaz, de l'essence, du naphta et du kérosène.
Le liquide de masse molaire élevée qui restait au fond de la tour de distillation est ensuite acheminé vers un autre four pour être à nouveau réchauffé. Mais, il s'avère que ce four est couplé à une tour de distillation sous vide ou à pression réduite, c'est-à-dire qu'il a une pression de vapeur inférieure à la pression atmosphérique. Ainsi, ces composés lourds bouillent à des températures inférieures à 400ºC, ce qui empêche leurs molécules de se décomposer, c'est-à-dire de se briser. Le même processus qui a eu lieu dans l'autre tour de distillation se reproduit et de nouvelles fractions de ce résidu sont obtenues. Ces coupes pétrolières sont plus lourdes que celles obtenues lors de la première distillation. Dans cette partie du processus, on obtient principalement de la graisse, des paraffines, des huiles lubrifiantes et du bitume, qui est utilisé pour la fabrication de l'asphalte et de l'imperméabilisation.
Schéma de certaines coupes pétrolières obtenues par distillation fractionnée, première étape de son raffinage*
Pour une plus grande utilisation du pétrole, après raffinage, il peut passer par un processus appelé craquage. Voir à propos de cette prochaine étape dans le texte suivant :
→ fissuration d'huile
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* Crédits image (modifié): Auteur: Thérèse noeud/ La source: Wikimedia Commons
* Mind Map par Me. Diogo Lopes
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. « Raffinement du pétrole »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/refinamento-petroleo.htm. Consulté le 27 juin 2021.
