L’industrie pétrolière

Présentation au sujet: "L’industrie pétrolière"— Transcription de la présentation:

1 L’industrie pétrolière
D’après Patrick Cognet,

2 La chimie Chimie de base Transformation de matières
premières banales : eau, air, sel, soufre, gaz naturel, calcaire, sable ... Acides inorganiques Bases inorganiques Engrais Gaz Chimie minérale Chimie de base Chimie organique Composés du carbone obtenus à partir de : végétaux, houille, pétrole, gaz naturel Biochimie Carbochimie Pétrochimie

3 RAPPELS ORGANIQUE MINERAL  Chimie organique  Chimie minérale
• Composés du C (+ H, O, N) • Chimie des composés des autres + non métaux Cl, Br, I, S, P Éléments + CO, CO2, RCN  Composés organiques  Composés minéraux • formés de liaisons covalentes • formés de liaisons ioniques • rarement solubles dans l’eau • électrolytes solubles dans l ’eau • F et Eb bas : la plupart sont liquides • F et Eb élevés; la plupart sont à T, P ordinaires cristallisés à T ordinaire • r voisine de • r variable et souvent élevée • décomposés thermiquement • grande stabilité thermique • presque tous combustibles • rarement combustibles  Réactions organiques  Réactions minérales • souvent lentes, réversibles et • souvent rapides et totales incomplètes • effets thermiques forts • souvent faibles effets thermiques (exo-, endothermiques)

4 TOP 50 DES PLUS FORTS TONNAGES (USA, 1991)
Chimie minérale 18. dioxyde de carbone 19. méthyltertiobutyléther 20. éthylbenzène 21. styrène 22. méthanol 23. acide téréphtalique 24. toluène 25. formaldéhyde 26. xylènes 27. acide chlorhydrique 28. p-xylène 29. oxyde d ’éthylène 30. éthylèneglycol 31. sulfate d ’ammonium 32. cumène 33. potasse 34. acide acétique 1. acide sulfurique 2. azote 3. éthylène 4. oxygène 5. ammoniac 6. chaux 7. acide phosphorique 8. soude 9. chlore 10. propylène 11. carbonate de sodium 12. urée 13. acide nitrique 14. nitrate d ’ammonium 15. 1,2-dichloroéthane 16. benzène 17. chlorure de vinyle 35. oxyde de propylène 36. phénol 37. butadiène 38. noir de carbone 39. acrylonitrile 40. acétate de vinyle 41. sulfate d ’aluminium 42. cyclohexane 43. oxyde de titane 44. acétone 45. silicate de sodium 46. acide adipique 47. sulfate de sodium 48. alcool isopropylique 49. chlorure de calcium 50. caprolactame

5 Grands groupes de l’industrie chimique
(CA 1989, hors activités pétrole et énergie), M$ HOECHST RFA BAYER RFA BASF RFA ICI GB DU PONT USA EASTMAN KODAK USA DOW CHEMICAL USA CIBA-GEIGY Suisse SHELL GB-NL RHÔNE-POULENC France FERRUZI Italie EXXON USA AKZO NL Elf Aquitaine France Union Carbide USA MONSANTO USA SANDOZ Suisse BRISTOL MYERS SQUIBB USA MERCK USA SOLVAY Belgique RHODIA AVENTIS TOTAL

6 de cultures ou d’élevages
Matières premières naturelles organiques 2 types renouvelables épuisables Obtenues à partir de gisements Obtenues à partir de cultures ou d’élevages Gaz naturel Pétrole Charbon Grands produits alimentaires - céréales (blé, riz, maïs, orge …) - oléagineux (soja, arachide, olive …) - sucres (betterave, canne à sucre) - produits tropicaux (thé, café, cacao) - productions animales (bovins, porcins, ovins) Bois - celluloses, lignine Latex de l ’hévéa - caoutchouc naturel Coton, laine, cuir, tabac Plantes aromatiques - huiles essentielles

7 Pétrole Gaz naturel Houille
Principales filières de la chimie organique de base Ethylène Propylène Butylènes benzène Toluène Xylènes Méthane Pétrole Gaz naturel Méthane Aromatiques Acétylène Houille Huiles, graisses Déchets Biomasse Molécules complexes Synthons pour la chimie fine stéroïdes, alcaloïdes

8 Pic de Hubbert 1956

9 Évolution de la production de pétrole

10 Traitement du pétrole Pétrole = mélanges complexes d’hydrocarbures (C1 à C40) 2 types de traitement : 1/ Séparation = raffinage, fractionnement des mélanges  on ne change pas la nature des constituants (=distillation) 2/ Traitement de certaines fractions  modifications de la composition (craquage, réformage ...) PETROCHIMIE

11 Distillation à pression
1 Distillation du pétrole Gaz liquéfiables C3-C4 : jusqu ’à 20 °C Brut Distillation à pression atmosphérique Distillation sous pression réduite Ether de pétrole C5-C6 : de 20 °C à 60 °C Naphta C6-C7 : de 60 °C à 100 °C Essence C6-C12 : de 60 °C à 200 °C Fioul Huiles de graissage Paraffines Bitume Kérosène C12-C18 : de 175 °C à 275 °C Gas oil > C18 : plus de 275 °C

12 FRACTIONS DE DISTILLATION DU PETROLE Accueil
HUILE BRUTE C O L N E D I S T A Gaz (Eb < 20 °C Essence (Eb = °C) Pétrole lampant ou kérosène (Eb = °C) Gas oil (Eb = °C) Fuel (Eb = °C) Lubrifiants ( Eb = °C) Fuel lourd (Eb > 500 °C) Asphaltes CH4, C2H6, C3H8, C4H10 mêmes composés que gaz naturel majorité brûlée Essence ordinaire fractions légères : éther de pétrole fractions lourdes : solvants Coupes C11-C12 : carburants des moteurs à réaction Coupes C13-C17 : carburants des moteurs diesel et chauffage Coupes C18-C25 : chauffage C26-C38 : lubrification craquage -> fractions + légères Mazout (chauffage), craquage catalytique -> fractions + légères Pavage, revêtements ...

13 2 Traitement des coupes pétrolières Craquage (traitement du gasoil)
traitement thermique (avec ou sans catalyseur) des fractions lourdes fractionnement des molécules coupure de liaisons C-C Réformage (traitement des essences) traitement thermique (avec catalyseur) ex : augmentation de l’indice d’octane, obtention d’aromatiques isomérisation, cyclisation, déshydrogénation Vapocraquage (traitement du naphta et du gasoil) (hydrocarbures + vapeur d’eau) à T élevée (800 °C) production d’alcènes, d’aromatiques

14 Principales filières de transformation
PETROLE BRUT NAPHTA GASOIL VAPOCRAQUAGE ETHYLENE PROPENE butène isobutène butadiène REFORMAGE CATALYTIQUE BENZENE toluène xylènes DEPARAFFINAGE Paraffines

15 Dérivés de l’éthylène Oxyde Glycol d’éthylène Ethers de glycol
ETHYLENE Pétrochimie 100 % Oxyde d’éthylène Ethanol Ethanal Dérivés chlorés Chlorure de vinyle Acétate de vinyle Polymérisation Ethylbenzène -> styrène Glycol Ethers de glycol Ethanolamines Polyéthers Chloral Acide acétique Aldol, butadiène Textiles polyesters, antigels, explosifs Solvants, peintures, vernis ... Tensioactifs, cosmétiques Pharmacie, cosmétiques, solvants Solvant, synthèse Colorants, insecticides (DDT) Rayonne, insecticides Elastomères Solvants, dégraissants Chlorure de polyvinyle, objets moulés, feuilles Polyéthylènes, objets moulés, feuilles, films Acétate de polyvinyle, peinture, adhésifs (voir dérives du benzène) t/an

16 Dérivés du propène Oxyde Propylèneglycol dé propylène Alcools « oxo »
PROPYLENE Pétrochimie 100 % Oxyde dé propylène Alcools « oxo » Propan-2-ol Acrylonitrile Tétrachlorométhane Chlorure d’allyle Polymérisation Cumène -> phénol + acétone Solvants, antigels, fluides hydrauliques, détergent, polyuréthanes Solvants, synthèse Synthèse, acétone, solvant Fibres textiles, résines, élastomères, peintures Dérivés fluorés et chlorofluorés (Fréons, bombes aérosols, fluide frigorifique) Résines glycérophtaliques, peintures, explosifs, pharmacie Polypropylènes, résines thermoplastiques, plastifiants, détergents (voir dérives du benzène) glycérol Propylèneglycol t/an

17 Dérivés du benzène Cumène Phénol Acétone Ethylbenzène Styrène BENZENE
Pétrochimie 90 % Carbochimie 10 % Cumène Ethylbenzène Alkylbenzènes Cyclohexane Dérivés nitrés Dérivés chlorés Anhydride maléïque Phénol Acétone Sulfonates Acide adipique Caprolactame Résines, colorants, explosifs, pharmacie, nylon ... Solvant, synthèse (méthacrylate de méthyle …) Polystyrène, objets moulés, isolation , emballages Détergents Nylon 6/6 Nylon 6, perlon Colorants, insecticides, solvants, produits phytosanitaires Colorants, explosifs Résines polyesters, plastifiants, pesticides Styrène t/an