Espèces chimiques produites industriellement à Carling

Les protocoles de fabrication
des différentes espèces chimiques
produites
sur la zone industrielle de Carling.
par Jean-Marie Bonnetier
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A. Quelques rappels de chimie
Corps pur et mélange.
Corps pur
ou
Espèce chimique
fer (Fe) ;
plomb (Pb);
eau (H2O) ;
dioxyde de soufre (SO2) ; dioxygène (O2)
méthane (CH4); dioxyde d’azote (NO2) ; …….
Papier ;
particules fines
laiton (Cuivre et Zinc ),
Verre (silice SiO2, Al2O3 , Na2O, K2O
Mélange
(ensemble d’espèces
chimiques différentes)
d'oxydes (Fe, Mn, Mg, Ca)…….
Pétrole (
)
2.Température de changement d’état. Applications
A une pression donnée , une espèce chimique est caractérisée par
sa température de fusion t°f ou d’ébullition t°eb.
t°f
solide
t°eb
liquide
température(°C)
gazeux
EAU
glace
ETHANOL
ACETONE
solide
Vapeur d’eau
eau liquide
t°eb =79
t°f = -117 °C
liquide
solide
température(°C)
t°eb =100
t°f =0
t°f = -95 °C
température(°C)
Vapeur
t°eb =56
liquide
METHANE : Point de fusion : -182 °C
température(°C)
Vapeur
Point d'ébullition : -164 °C
Températures de fusion et d'ébullition des alcanes.
Nom
Formule
t°f
t°eb
Les Températures de fusion et d'ébullition des alcanes
augmentent avec le nombre d’atomes de carbone de la molécule.
Application à la séparation
d’espèces chimiques
d’un mélange
miscibles :
la distillation
non miscibles :la décantation
La chimie organique est une branche de la chimie concernant
la transformation de molécules contenant
du carbone et de l'hydrogène
Ces molécules de base proviennent souvent du pétrole.
Les molécules organiques contiennent cependant des atomes
d'oxygène ou d'azote.
Ces molécules organiques sont présentes dans les:
carburants/combustibles, polymères, colles, vernis, peintures,
médicaments, textiles, produits agroalimentaires et cosmétiques,
insecticides, pesticides, engrais…
Les hydrocarbures.
Les hydrocarbures sont des composés organiques constitués uniquement de
C
et
H.
HYDROCARBURES
H. Acycliques
Saturés
Alcanes
CnH2n+2
n entier
Non Saturés
Alcènes
CnH2n
Alcynes
CnH2n-2
n>2 , n entier, n>2
C C
C C
H. Cycliques
C C
H.Alicycliques
H.Aromatiques
benzène et
homologues
C C
C C
naphtalène
anthracène
Les hydrocarbures
On peut classer ainsi les différents types d’hydrocarbures.
PARAFFINIQUES
ISO-PARAFFINIQUES
CYCLIQUES ou
NAPHTENIQUES
Alcanes
Simple liaison entre les carbones.
Saturés en chaîne ouverte droite
Méthane, éthane,
propane, butane
pentane…
Cn H2n+2
Alcanes isomères
Saturés en chaîne ouverte ramifiée
Iso-propane, isobutane…
Cn H2n+2
Cyclanes
Saturés en chaîne fermée
Cyclopropane,
cyclobutane,
Cn H2n
Cyclènes: Chaîne fermée avec des
double liaisons entre les carbones
Cyclynes: Chaîne fermée avec des
triple liaisons entre les carbones
AROMATIQUES
Cycle insaturé à six atomes de
carbone
Benzène
OLEFINES ou
ETHYLENIQUES
Alcènes
Double liaison entre les carbones
Éthylène, propène,
butène
ALCYNES ou
ACETYLENIQUES
Alcynes
Triple liaison entre les carbones
Acétylène ou éthyne
Cn H2n
Cn H2n-2
La pétrochimie.
Le pétrole brut est en fait un mélange de milliers d’hydrocarbures différents.
(C1 à C40)
Ceux-ci sont classés, suivant leur masse moléculaire,
en trois catégories :
les légers, les moyens et les lourds
•Traitement du pétrole
Séparation ou fractionnement des
mélanges ( raffinage):
-> on ne change pas la nature
des constituants (distillation)
Deux types de traitement :
Traitement de certaines fractions
(craquage, reformage ...) :
-> modifications de
la composition chimique
•Séparation par distillation.
La distillation est une méthode de séparation basée sur la différence
de température d'ébullition des différents liquides qui composent un mélange.
Si on chauffe un mélange de liquides, c'est le liquide le plus volatil,
celui qui a la température d'ébullition (Téb) la plus basse
qui s'échappera le premier.
Pour recueillir les vapeurs de ce produit, il faut le condenser.
Ceci est fait par un réfrigérant à eau.
Illustrant de la distillation fractionnée du pétrole. (vidéo 1)
La distillation fractionnée des pétroles,
qui est un mélange d’hydrocarbures
s’effectue dans une tour à distillation..
Tour à distillation
Fractional Distillation
•Séparation des hydrocarbures par distillation: Transformation physique.
mêmes composés que
Gaz liquéfiables
C3-C4 : jusqu ’à 20 °C gaz naturel:combustion
Ether de pétrole
C5-C6 : de 20 °C à 60 °C Solvant…..
Naphta Pétrochimie: polyéthylène….
C6-C7 : de 60 °C à 100 °C
Essence (reformage)
Essence
ordinaire
,éther
de°C
C6-C12
: de 60 °C
à 200
Brut
pétrole ,solvants
Kérosène
C12-C18 : de 200 °C à 275 °C
Gas oil
> C18 : plus de 275 °C
carburants des moteurs
diesel et chauffage
Distillation à pression
atmosphérique
Fioul
chauffage
Huiles de
graissage
lubrification
Paraffines
Bougie…
Bitume
Pavage, revêtements ...
Distillation sous
pression réduite
• Traitement des coupes pétrolières :Transformation chimique irréversible.
- 3 principaux types de traitement :
- Craquage
- Reformage
- Vapocraquage
Craquage
(traitement du gasoil)
traitement thermique (avec ou sans catalyseur) des fractions lourdes
coupure des liaisons C-C
(traitement des essences
Reformage
)
traitement thermique (avec catalyseur)
isomérisation, cyclisation (obtention d’aromatiques), déshydrogénation
Vapocraquage
(traitement du naphta et du gasoil)
(hydrocarbures + vapeur d’eau) à T élevée (800 °C)
production d’alcènes, d’aromatiques