Glossaire de génie chimique
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Glossaire de génie chimique par Gilles LEFEBVRE Docteur ès Sciences Ingénieur à l’Institut Français du Pétrole 1. Aldolisation à Atomisation .................................................................... J 5 010 - 2 2. Benzol à BTX ............................................................................................... — 2 3. Carbochloration à Cycloaddition .......................................................... — 2 4. Décarbonatation à Disproportion ......................................................... — 2 5. Époxydation à Étherification .................................................................. — 3 6. Fermentation à Fusion alcaline ............................................................. — 3 7. Gaz combustible à Gazole....................................................................... — 3 8. Homologation à Hydrométallurgie ....................................................... — 3 9. Liquéfaction du charbon à Lixiviation ................................................. — 10. Métathèse à Méthanation ....................................................................... — 4 11. Naphta à Naphtènes ou Cyclanes ........................................................ — 4 12. Oléfines à Oxychloration ........................................................................ — 5 13. Paraffines à Pyrolyse ............................................................................... — 5 14. Quench ......................................................................................................... — 5 15. Reformage catalytique à Réduction .................................................... — 16. Solvatation à Sulfonation....................................................................... — 5 17. Télomérisation à Trempe ........................................................................ — 6 18. Vapocraquage à Viscoréduction ........................................................... — 6 Références bibliographiques....................................................................... — 6 a liste des mots ci-après regroupe les principaux termes techniques désignant principalement des opérations ou des procédés chimiques couramment utilisés dans l’industrie. Tous ces termes se rencontrent dans le présent traité. À côté de chaque terme classé par ordre alphabétique est indiqué le mot anglais correspondant. De ce glossaire ont été exclus tous les noms d’appareillage et les noms de produits chimiques à l’exception de quelques termes peu courants ou particuliers à certaines industries, donc pouvant présenter une certaine ambiguïté pour un chimiste. NDLR J 5 010 6 - 1987 L Pour plus de renseignements, bibliographiques [1] [2] [3] [4]. le lecteur pourra se reporter Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés aux références J 5 010 − 1 GLOSSAIRE DE GÉNIE CHIMIQUE __________________________________________________________________________________________________________ 1. Aldolisation Aldolization Chlorhydratation Hydrochlorination Réaction d’addition d’une molécule d’aldéhyde à une autre molécule d’un aldéhyde, identique ou différent, conduisant à un aldéhyde-alcool (aldol). Réaction d’addition de l’acide chlorhydrique soit sur une liaison multiple avec formation d’un composé organique chloré, soit sur une base azotée ou phosphorée avec formation d’un sel. Alkylation Chloruration Alkylation Chlorination Réaction aboutissant à la fixation, sur une molécule, d’un radical alkyle, c’est-à-dire d’un radical aliphatique formé de carbone et d’hydrogène. Opération consistant à transformer un composé en son chlorure, par action du chlore, des hypochlorites, des chlorures métalliques, etc. Ammoniation Cokage Ammoniation Terme utilisé par les fabricants d’engrais pour désigner la neutralisation d’un acide (nitrique ou phosphorique) par l’ammoniac. Aromatisation Aromatization Transformation des hydrocarbures saturés (alcanes, cyclanes) en hydrocarbures aromatiques (c’est-à-dire à noyaux benzéniques séparés ou accolés). C’est la réaction principale du reformage catalytique. Atomisation Atomization Réduction d’un solide en particules très tenues ou d’un liquide en fines gouttelettes. 2. Benzol Benzole Coking Formation sur les parois internes des appareillages et à la surface des catalyseurs d’un dépôt à très haute teneur en carbone, le coke. Le cokage apparaît principalement dans les conversions d’hydrocarbures à haute température. L’opération d’élimination du coke est le décokage. Conversion Conversion Transformation chimique d’un composé en un autre composé (ou plusieurs), par exemple conversion des hydrocarbures, conversion de CO en CO2 . Remarque : pour une réaction chimique simple, donc définie par une seule équation stœchiométrique, le taux de conversion est la fraction (molaire ou massique) du réactif, transformée en produit(s). Mélange essentiellement constitué de benzène, toluène et xylènes, obtenu par distillation des goudrons de houille, et dont la température d’ébullition est comprise entre 80 et 165 oC. Coordinat BTX Molécule ou ion à doublet d’électrons libres et donc susceptible de céder ce doublet à une molécule pour former une liaison simple covalente (couple donneur-accepteur ). BTX Abréviation de benzène, toluène, xylènes, les hydrocarbures aromatiques les plus importants. On désigne par ce sigle les mélanges en proportions variables de ces trois composés. 3. Carbochloration Carbochlorination Méthode de préparation des chlorures métalliques à partir de leurs oxydes, qui consiste à faire réagir sur l’oxyde un agent de chloration, en présence d’un agent réducteur (carbone ou monoxyde de carbone). Carbonylation Carbonylation Réaction chimique aboutissant à l’introduction d’un groupement carbonyle C O dans une molécule pour la fabrication d’aldéhydes, de cétones, d’anhydrides et d’acides. Carboxylation Carboxylation Ligand Craquage Cracking Réaction chimique dans laquelle une molécule est rompue pour former plusieurs molécules plus petites, sous l’effet de la chaleur (craquage thermique, vapocraquage) ou d’un catalyseur (craquage catalytique ). Cycloaddition Cycloaddition Addition de plusieurs molécules insaturées (alcènes, alcadiènes, alcynes) sur elles-mêmes conduisant à la formation d’un composé cyclique. 4. Décarbonatation Decarbonation Élimination par voie physique ou chimique du dioxyde de carbone contenu dans un milieu liquide ou gazeux. Réaction chimique consistant à introduire, dans une molécule, un groupement carboxyle —COOH, caractéristique des acides organiques. J 5 010 − 2 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés _________________________________________________________________________________________________________ Déshydratation Dehydration Élimination, par des procédés physiques ou chimiques, de l’humidité présente dans un corps ou de l’eau de constitution de la molécule. Dismutation Dismutation Réaction par laquelle un constituant chimique subit à la fois une réduction et une oxydation (exemple : dismutation d’un aldéhyde en alcool et acide). Disproportion Disproportionation Transformation d’une oléfine à n atomes de carbone en deux oléfines ayant respectivement n – 1 et n + 1 atomes de carbone (exemple : disproportion du propène en éthylène et butène). 5. Époxydation Epoxidation Réaction conduisant à la formation, dans une molécule, d’un groupement époxy dans lequel deux atomes de carbone d’une chaîne sont liés par un atome d’oxygène extérieur à la chaîne : GLOSSAIRE DE GÉNIE CHIMIQUE Formylation (voir Hydroformylation) Fractionnement Fractionation Méthode de séparation par étapes successives, le plus souvent par distillation, d’un mélange liquide ou gazeux. Fusion alcaline Alkali fusion Méthode de préparation des phénols consistant à fondre à haute température un mélange de soude et d’un arylsulfonate de sodium Ar SO3Na. 7. Gaz combustible Fuel gas Mélange gazeux formé d’hydrogène, de méthane et d’oxydes de carbone, utilisable pour l’éclairage et le chauffage (gaz de procédé, gaz d’éclairage, gaz de ville). Gaz de synthèse Synthesis gas Mélange de gaz (H2 , CO, CO2 , N2 ) en proportions appropriées à une synthèse ultérieure (par exemple celle de l’ammoniac ou du méthanol). Gazéification Estérification Esterification Formation d’un ester RC OR ′ (autrefois appelé éther-sel ) O par action d’un acide sur un alcool. Étherification Production d’un gaz combustible ou d’un gaz de synthèse à partir d’un solide (charbon, bois, biomasse). Gazole Gas oil Fraction pétrolière utilisée comme combustible. Les gazoles légers ou atmosphériques distillent entre 250 à 350 oC, les gazoles lourds entre 350 et plus de 450 oC. Etherification Conversion d’un alcool ou d’un phénol en éther-oxyde R—O— R′ (ancien mot devenu impropre pour désigner l’estérification). 6. Fermentation Fermentation Transformation biochimique de substances organiques sous l’influence d’enzymes produites par des micro-organismes. Flottation Gasification Flotation Procédé de triage d’un mélange de corps mettant à profit leur différence de densité par rapport à l’eau. 8. Homologation Homologation Réaction apparentée à l’hydroformylation, dans laquelle le monoxyde de carbone et l’hydrogène réagissent avec certains alcools saturés pour former des alcools renfermant un atome de carbone de plus que l’alcool initial (homologues). Exemple : homologation du méthanol en éthanol. Hydratation Hydration Réaction d’addition des éléments de l’eau à un composé insaturé, avec formation d’un composé hydroxylé. Exemples : Fluidisation Fluidization Mise en suspension d’un solide, dans un liquide ou un gaz, dans le but de lui donner le comportement d’un fluide (Lit fluide). Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés J 5 010 − 3 GLOSSAIRE DE GÉNIE CHIMIQUE __________________________________________________________________________________________________________ Hydrocarbonylation Hydrocarbonylation Lit fixe Action de l’hydrogène et du monoxyde de carbone sur l’acétate de méthyle avec production de diacétate d’éthylidène et d’acide acétique. Dispositif de mise en contact d’un solide et d’un liquide ou d’un gaz, dans lequel le solide (catalyseur, absorbant, agent de filtration, etc.) reste fixe (stationnaire ) pendant l’opération. Dans le cas des lits catalytiques, ce dispositif oblige à mettre le réacteur hors circuit pendant les périodes de régénération du catalyseur. Hydrochloration Hydrochlorination Réaction d’addition d’un hydrocarbure insaturé et d’acide chlorhydrique (Chlorhydratation). Hydrocraquage Hydrocracking Craquage catalytique d’hydrocarbures en présence d’hydrogène. Hydrodésalkylation Fixed bed Hydrodealkylation Lit fluide Fluid bed Dispositif de mise en contact d’un solide et d’un gaz, dans lequel le solide (catalyseur, agent déshydratant, réactif, etc.), sous forme finement divisée, est maintenu en suspension par le gaz qu’il traite. Lit mobile (ou coulant) Moving bed Réaction d’élimination sous forme d’alcanes des groupes alkyle d’un alkylaromatique (composé aromatique substitué), par réaction catalytique de ce dernier avec l’hydrogène. Dispositif dans lequel un solide granulé (catalyseur, absorbant, etc.) est mis en circulation dans un réacteur d’où il peut être évacué de façon continue. La régénération ou le remplacement du catalyseur ou de l’absorbant peut être effectué sans arrêter le fonctionnement du réacteur. Hydroformylation Lixiviation Hydroformylation Leaching Réaction de synthèse d’aldéhydes, par action sur un alcène d’un mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone. La double liaison de l’alcène fixe un hydrogène et un groupe formyle—CHO. Procédé d’extraction solide-liquide des constituants solubles d’un produit solide, consistant à faire passer un solvant (ou de l’eau) au travers du produit à l’état finement divisé. Hydrogénolyse 10. Métathèse Hydrogenolysis Réaction de scission moléculaire en présence d’hydrogène. L’hydrogénolyse d’un alcane conduit à deux molécules d’alcanes inférieurs. Metathesis Réaction chimique consistant en un échange d’atomes ou de radicaux entre deux composés sans réduction, ni oxydation des réactifs. Par exemple : Hydroisomérisation Réaction d’isomérisation catalytique des alcènes en présence d’hydrogène, dont le but est de permettre l’élimination des diènes conjugués et de stabiliser le catalyseur. Hydrolyse 1 xylène + 1 benzène = 2 toluène Hydroisomerization Méthanation Conversion, en présence d’hydrogène, du monoxyde de carbone en méthane selon l’équation : Hydrolysis Décomposition chimique d’un corps organique ou minéral par réaction avec l’eau. Methanation CO + 3H 2 %CH 4 + H 2 O Cette réaction est mise en œuvre pour la fabrication de l’hydrogène pur et la production de gaz de synthèse d’ammoniac. Exemple : hydrolyse des esters, hydrolyse des sels, etc. 11. Naphta Hydrométallurgie Hydrometallurgy Procédé de traitement des minerais consistant à dissoudre ces derniers dans un solvant aqueux acide, basique ou organique. 9. Liquéfaction du charbon Coal liquefaction Transformation du charbon en un mélange liquide d’hydrocarbures, par action de l’hydrogène à des pressions voisines de 20 MPa et à des températures comprises entre 400 et 450 oC. J 5 010 − 4 Naphta Coupe pétrolière dont les constituants les plus légers ont cinq atomes de carbone et dont la température d’ébullition finale peut atteindre 200 oC. Le naphta est le produit de base de la pétrochimie. Naphtènes ou cyclanes Naphtenes Hydrocarbures saturés dont le squelette comporte un cycle dont toutes les liaisons sont des liaisons simples carbone-carbone. Nota : la désinence ène n’implique pas ici la présence d’une insaturation éthylénique (contrairement aux alcènes, au benzène, au naphtalène, etc.). Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés _________________________________________________________________________________________________________ 12. Oléfines Olefins Hydrocarbures éthyléniques ou alcènes contenant une double liaison entre deux atomes de carbone. GLOSSAIRE DE GÉNIE CHIMIQUE Protolyse Protolysis Réaction mettant en jeu un transfert d’ions deux corps. H+ (protons) entre Exemple : réaction d’un acide sur une base. Oligomérisation Oligomerization Réaction de polymérisation conduisant à des produits de faible masse moléculaire, formés de quelques motifs monomères (dimères, trimères,..., oligomères). Pyrolyse Pyrolysis Décomposition sous l’action de la chaleur en l’absence d’air ou d’oxygène. Oxo (synthèse oxo, alcools oxo) Oxo process 14. Quench (voir Trempe) Procédé industriel de fabrication d’aldéhydes par action de l’hydrogène et du monoxyde de carbone sur une oléfine (Hydroformylation). 15. Reformage catalytique Catalytic reforming Oxychloration Procédé de raffinage visant à augmenter l’indice d’octane des essences en transformant catalytiquement les alcanes et les cyclanes en aromatiques. Oxychlorination Réaction catalytique de chloration en présence d’oxygène sans coproduction d’acide chlorhydrique qui est oxydé in situ. 13. Paraffines Paraffins Hydrocarbures aliphatiques saturés ou alcanes formés uniquement de carbone et d’hydrogène et dont la molécule linéaire ou ramifiée ne comporte aucune liaison multiple. Phosgénation Phosgenation Réaction du phosgène (COCl2) sur une amine avec production d’un isocyanate ( RN C 0) . Photolyse Photolysis Reformage à la vapeur (voir Vaporeformage) Réduction Reduction Élimination de l’oxygène ou addition d’hydrogène à un composé organique. Exemples : réduction des oxydes et réduction des alcènes en alcanes. 16. Solvatation Solvation Association d’une molécule ou d’un ion en solution avec les molécules du solvant. Décomposition chimique par la lumière. Stripage Photonitrosation Photonitrosation Entraînement par un gaz ou de la vapeur d’eau des composants les plus volatils d’un mélange liquide. OH Stripping Procédé de synthèse d’oximes RNR′ à partir de cyclanes et de chlorure de nitrosyle NOCl sous l’action catalytique de radiations lumineuses (photosynthèse). Post-combustion Postcombustion Procédé anti-pollution consistant à oxyder catalytiquement les composés imbrûlés présents dans les gaz d’échappement des moteurs. La réaction a lieu dans un pot catalytique. Remarque : ce terme désigne aussi le procédé de purification de certains gaz non combustibles, consistant à brûler les traces de méthane qu’ils contiennent. Sulfatation Sulphation Réaction de l’oléum (acide sulfurique concentré) ou de l’acide chlorosulfonique sur un alcool, conduisant à un alkylsulfate ROSO 3 H utilisé comme produit de base pour détergents. Sulfonation Sulphonation Réaction de substitution d’un atome d’hydrogène d’un noyau benzénique par un groupement sulfonate —SO3H au moyen d’acide sulfurique concentré. Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés J 5 010 − 5 GLOSSAIRE DE GÉNIE CHIMIQUE __________________________________________________________________________________________________________ 17. Télomérisation Telomerization Réaction de l’éthylène et d’un composé halogéné ou à hydrogène actif, appelé télogène (X—Y ) conduisant à un polymère appelé télomère de formule générale X (CH2—CH2)nY. Exemple : le télomère de l’éthylène et du tétrachlorure de carbone a pour formule générale Cl(CH2—CH2)n CCl3 . Transalkylation Transalkylation Réaction de transfert intermoléculaire de groupements alkyle utilisée dans l’industrie pétrolière pour rééquilibrer des fractions trop riches en polyalkylbenzènes. Exemple : C 6 H 5 CH 3 toluène + C 6 H 3 ( CH 3 ) 3 ! triméthylbenzène 2C 6 H 4 ( CH 3 ) 2 xylènes Trempe Quench Opération de refroidissement rapide de l’effluent d’un réacteur visant à limiter les réactions secondaires indésirables. 18. Vapocraquage Steamcracking Procédé industriel de production d’oléfines et d’hydrocarbures aromatiques par craquage thermique d’hydrocarbures (éthane, naphta et gazole principalement) en présence de vapeur d’eau. Vaporeformage Steamreforming Procédé industriel d’oxydation ménagée des hydrocarbures par l’eau produisant un mélange essentiellement formé d’hydrogène et de monoxyde de carbone. Ce mélange gazeux est utilisé pour la fabrication de l’hydrogène, de l’ammoniac et du méthanol. Viscoréduction Visbreaking Craquage léger des fractions lourdes de pétrole ayant en particulier pour but d’en réduire la viscosité. Références bibliographiques [1] [2] DUVAL (C.) et DUVAL (R.). – Dictionnaire de la chimie et de ses applications. 3e éd., Technique et Documentation (1978). Grand Dictionnaire Encyclopédique Larousse. GDEL en 10 vol., Larousse (1982). J 5 010 − 6 [3] Glossaire des termes de chimie organique et physique. Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée. Supplément au no 6 de l’Actualité Chimique (F), Société Française de Chimie (1985). [4] The condensed chemical dictionary. 9 e éd. révisée par HAWLEY (G.G.), Van Nostrand Reinhold Co (1977). Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés
