Distillation du pétrole brut

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Le pétrole brut est séparé par distillation fractionnée. Il s’agit du processus de séparation du mélange d’huile en ses composants individuels, en utilisant leurs différents points d’ébullition.

Cela se fait d’abord sous pression atmosphérique. Dans ces conditions, cette forme de distillation est appelée distillation atmosphérique. Cependant, après la distillation atmosphérique, il reste un mélange de composés appelés résidus atmosphériques, qui doivent également être décomposés.

Pour ce faire, l’étape suivante est la distillation sous vide. Le processus de distillation fractionnée est cette fois répété sous vide. Comme le résidu de la distillation atmosphérique a un point d'ébullition très élevé à pression atmosphérique, le mettre sous vide permet de le décomposer à une température plus basse. Cela permet d’éviter la dégradation des composés, connue aussi sous le nom de craquage.

Le pétrole brut, tel qu'il est extrait du sol, peut servir de carburant, mais il est beaucoup plus utile et précieux une fois divisé en différentes fractions. La distillation du pétrole brut est une étape importante.

La distillation sépare les différents composés pour qu'ils puissent être utilisés individuellement. Il peut s’agir de carburants, comme le kérosène, le diesel et le pétrole, ou de matières premières pour d’autres processus chimiques, comme le naphta.

Afin d’augmenter son efficacité et d’éviter les sous-produits indésirables, la distillation s’effectue en deux étapes : d’abord sous pression atmosphérique, puis sous vide.

Le pétrole brut est un mélange de différents hydrocarbures, qui ont tous des points d’ébullition différents. Nous devons donc parler d’une plage d’ébullition plutôt que d’un point d’ébullition spécifique.

La plage est déterminée par la température à laquelle le produit commence à bouillir (première goutte obtenue), et par celle à laquelle les composants les plus lourds finissent de s'évaporer. Cela peut signifier une plage allant de 20 °C à 500 °C.

À pression atmosphérique, le premier à se vaporiser est du gaz de pétrole liquide à 25 °C. Le dernier, à plus de 350 °C, est le bitume. Il est généralement extrait avec d’autres résidus atmosphériques, qui ont des points d’ébullition encore plus élevés et nécessitent une distillation sous vide pour être séparés.

Tous les autres carburants et huiles de lubrification courants ont des points d’ébullition situés entre ces deux extrêmes.

Comme son nom l’indique, la distillation sous vide est une distillation qui a lieu en dessous de la pression atmosphérique, sous vide. Cela permet aux huiles plus lourdes, ayant un point d'ébullition élevé, de se vaporiser à des températures plus basses, tout en garantissant que les huiles plus légères ne se dégradent pas ou ne se craquellent pas.

Le pétrole brut est principalement un mélange de différents hydrocarbures – des produits chimiques composés de molécules d’hydrogène et de carbone.

En général, cela représente environ 98 % du poids total du pétrole brut. Les 2 % restants comprennent d’autres éléments, dont l’azote, l’oxygène, le soufre et différents métaux.

Pour séparer ces hydrocarbures et extraire les huiles utiles, le pétrole brut subit une distillation fractionnée, une partie de ce processus ayant lieu sous vide.

À la fin du processus de raffinage du pétrole, il reste beaucoup d’huiles lourdes. Bien qu’elles puissent être utilisées, elles ne sont pas forcément le produit le plus rentable. L’industrie pétrolière utilise alors un processus appelé craquage.

Les huiles les plus lourdes ont de longues chaînes de molécules d’hydrocarbures, ce qui fait que le craquage les décompose en chaînes plus courtes. Cela crée des fractions plus légères : les hydrocarbures les plus rentables, comme le kérosène, le diesel ou l’essence.

Le craquage peut se produire également comme effet secondaire dans la tour de distillation. Si la température est trop élevée, les hydrocarbures avec les points d’ébullition les plus bas, commencent à se décomposer. Contrairement au processus de raffinage, il n’est pas contrôlé et peut ne pas produire les hydrocarbures souhaités ou utiles. La distillation sous vide est utilisée pour éviter cela. Il abaisse les points d’ébullition des fractions, ce qui veut dire qu’elles peuvent se séparer à des températures plus basses.

Pour abaisser le point d’ébullition du mélange de pétrole brut résiduel, on le met sous vide. La pression se situe dans la gamme de vide primaire, entre 10 et 50 hPa (mbar). Par conséquent, la température dans la tour de distillation ne doit pas dépasser 370 °C environ.

Le pétrole brut est utilisé principalement comme matière première, à partir de laquelle différents types de carburant peuvent être extraits, comme les huiles de chauffage, l’essence ou le kérosène.

Cependant, le pétrole brut est aussi la matière première de nombreux produits de la vie quotidienne. Des cadres de fenêtre aux emballages alimentaires, en passant par les smartphones et les stylos à bille, le pétrole brut est l’ingrédient de base de tous les plastiques.

Cependant, pour créer des huiles utilisables à partir de cette matière première, le pétrole brut doit être séparé par distillation, qui a lieu partiellement sous vide.

La température de distillation du pétrole brut est directement liée aux points d’ébullition des différentes fractions. Ces points d’ébullition vont de moins de 25 °C à 500 °C.

Cependant, les hydrocarbures peuvent se dégrader ou craquer à des températures supérieures à 370 °C. Par conséquent, le pétrole brut n’est jamais chauffé au-dessus de cette température. La distillation fractionnée à pression atmosphérique est donc effectuée à des températures proches de 350 °C.

Afin de séparer les derniers composés ayant les points d’ébullition les plus élevés, le mélange résiduel est distillé sous vide. Cela abaisse les points d’ébullition à moins de 370 °C, ce qui protège les fractions de la dégradation.

Le nom pétrole a deux significations. Il peut s’agir à la fois de pétrole brut non raffiné et non transformé et des produits pétroliers ayant subi une transformation pendant le raffinage. Le nom est souvent utilisé de manière interchangeable pour signifier les deux.