Raffinage

La chimie organique n’est pas seulement une science théorique et une
science de laboratoire. C’est aussi une science qui, par ses innombrables
applications, concerne très directement notre vie quotidienne dans des
domaines aussi différents que la santé, l’habillement, les loisirs, les transports,
etc. De ce fait, c’est aussi la base d’une industrie très diversifiée tel que les
usines de raffinage
2-1 Définition de raffinage :
Le raffinage du pétrole est un procédé industriel qui permet de

transformer le pétrole brut en différents produits finis tels que l’essence, le
fioul lourd ou le naphta. Mélange hétérogène d’hydrocarbures divers
(molécules composées d’atomes de carbone et d’hydrogène), le pétrole brut
est inutilisable en l’état (il existe plusieurs types de pétrole brut qui se
distinguent entre autres par leur viscosité et leur teneur en soufre). Ses
composants doivent être séparés afin d’obtenir les produits finaux exploitables
directement.
On en distingue en général deux grands types :
les produits énergétiques, tels que l’essence, le diesel (gazole) ou le fioul ;

les produits non énergétiques tels que les lubrifiants le bitume et les naphtas
utilisés en pétrochimie.
Le raffinage ne se limite plus aujourd’hui à la séparation des différents

hydrocarbures. Des procédés chimiques complexes sont également mis en
œuvre afin d’optimiser les produits finaux. Les différentes coupes pétrolières
peuvent ainsi subir des transformations, des améliorations et des mélanges
pour obtenir des produits commercialisables et répondre notamment aux
nouvelles normes environnementales.
2-2- Fonctionnement :
Le raffinage du pétrole s'effectue en trois grandes étapes.
3-2-1) La distillation du pétrole brut en vue d’obtenir les produits

intermédiaires
 Definition de la distillation
La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances

liquides dont les températures d'ébullition sont différentes. Elle permet de
séparer les constituants d'un mélange homogène. Sous l'effet de la chaleur
ou d'une faible pression (loi des gaz parfaits), les substances se vaporisent
successivement, et la vapeur obtenue est liquéfiée pour donner le distillat.
La distillation du pétrole brut est réalisée en deux étapes complémentaires.

Une première distillation, dite atmosphérique (réalisée à pression
atmosphérique), permet de séparer les gaz, les essences et le naphta (coupes
légères), le kérosène et le gazole (coupes moyennes) et les coupes lourdes. Les
résidus issus de la distillation atmosphérique subissent une deuxième
distillation, dite sous vide afin de récupérer des produits moyens
supplémentaires ayant une valeur commerciale.
*-La distillation atmosphérique : l’opération consiste à séparer les différents

composants d'un mélange liquide en fonction de leur température
d’évaporation. Le pétrole brut est injecté dans une grande tour de distillation,
haute de 60 mètres et large de 8 mètres environ, où il est chauffé à environ
400°C. Les différents hydrocarbures contenus dans le pétrole brut sont
vaporisés : d’abords les légers, puis les moyens, et enfin une partie des lourds.
La température décroît au fur et à mesure que l’on monte dans la tour,
permettant à chaque type d’hydrocarbure de se liquéfier afin d’être récupéré.
Les plus légers sont récupérés tout en haut, et les plus lourds restent au fond
de la tour.
*-La distillation sous vide : l’opération consiste à séparer, sur le même principe
que la distillation atmosphérique, les produits lourds des résidus de produits
moyens en les soumettant à une deuxième phase de distillation dite « sous
vide ». Une colonne plus petite est fermée puis dépressurisée. Cette chute de
pression permet de récupérer plus facilement les produits lourds dont
la température d’ébullition est abaissée. Du gazole est récupéré en haut de la
colonne et du fioul lourd à sa base. Les résidus de cette distillation sous vide
sont récupérés en vue de produire des lubrifiants.
3-2-2) La transformation et l’amélioration de la qualité des coupes au sein des
différentes unités de raffinage
Afin de répondre notamment à la demande importante en produits légers

sophistiqués (40% de la demande totale de produits raffinés), les coupes
subissent un certain nombre de transformations et d’améliorations qui
s’effectuent au sein de plusieurs unités de raffinage.
*-Coupes lourdes (environ 40% du pétrole brut)
Les résidus sous vide sont transformés par viscoréduction ou « visbreaking ».

Cette opération s’effectue en phase liquide entre 450°C et 500°C sous une
pression comprise entre 5 et 20 bars. Il s’agit d’un craquage thermique. Il
permet d’obtenir des bitumes.
Les distillats sont transformés par craquage catalytique. Cette opération

s’effectue à haute température (500°C), en présence d’un catalyseur
(substance favorisant les réactions chimiques). Ce traitement permet d’obtenir
des fiouls lourds.
*-Coupes moyennes (environ 35% du pétrole brut)
Le gazole léger, le gazole lourd mais aussi une partie des kérosènes sont
améliorés par hydrodésulfuration. Cette opération est un traitement à
l'hydrogène dont le but est de réduire la teneur en soufre de la coupe gazole.
La coupe de kérosène issue d’un brut contenant du soufre est améliorée par
hydrotraitement. En présence de l’hydrogène contenu dans l’eau, de
l’hydrogène sulfuré se forme et sépare ainsi le soufre de la coupe de kérosène.
Il permet d’obtenir du kérosène adouci. Le traitement au Mérox permet, par un
procédé à la soude, de rendre inoffensif le soufre des kérosènes peu sulfurés.
*-Coupes légères (entre 20 et 25% du pétrole brut)
Les essences lourdes sont améliorées par le procédé de craquage catalytique

permettant d’obtenir des supercarburants pour automobile (SP95, SP98, etc.).
En vue d’obtenir ces mêmes supercarburants, les essences légères sont

améliorées par :
isomérisation, procédé qui consiste à compenser une perte en indice d’octane

due à la réduction légale de la teneur en plomb des essences ;
alkylation, procédé inverse du craquage qui conduit à l'augmentation du

nombre d'atomes de carbone d'un composé organique.
Le naphta est amélioré par hydrotraitement afin d’en extraire le soufre. Les gaz
qu’il contient sont ensuite éliminés dans un « stabilisateur », puis séparés en
deux fractions. Le naphta léger est stocké pour servir de mélange à la
fabrication de carburants et le naphta lourd permet d’alimenter l’unité de
reformage catalytique. La coupe de naphta hydrotraitée peut également être
envoyée dans un vapocraqueur si elle est utilisée pour la pétrochimie.
Les gaz combustibles vont au four de la raffinerie.
Le propane et le butane (GPL) ne nécessitent pas de transformation ou

d'amélioration particulière.
3-2-3) La fabrication des produits:
Obtenus à l’aide de doseurs équipés de contrôleurs automatiques, de

nouveaux mélanges sont ensuite effectués dans le but d’obtenir des produits
finis répondant aux normes environnementales. Pour faire face à cette série
d'opérations, les raffineries doivent disposer d'importants volumes de
stockage, d'installations de réception des produits bruts et d'expédition des
produits finis.
Par ailleurs, les raffineries produisent des lubrifiants destinés à améliorer le

fonctionnement des moteurs et des machines de l’industrie mais aussi des
navires. Ces huiles et graisses sont fabriquées à partir des résidus de la
distillation sous vide.

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La chimie organique n’est pas seulement une science théorique et une

2-1 Définition de raffinage :

Le raffinage du pétrole est un procédé industriel qui permet de

On en distingue en général deux grands types :

les produits énergétiques, tels que l’essence, le diesel (gazole) ou le fioul ;

Le raffinage ne se limite plus aujourd’hui à la séparation des différents

Le raffinage du pétrole s'effectue en trois grandes étapes.

3-2-1) La distillation du pétrole brut en vue d’obtenir les produits

La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances

successivement, et la vapeur obtenue est liquéfiée pour donner le distillat.

La distillation du pétrole brut est réalisée en deux étapes complémentaires.

*-La distillation atmosphérique : l’opération consiste à séparer les différents

Afin de répondre notamment à la demande importante en produits légers

Les résidus sous vide sont transformés par viscoréduction ou « visbreaking ».

Les distillats sont transformés par craquage catalytique. Cette opération

*-Coupes moyennes (environ 35% du pétrole brut)

*-Coupes légères (entre 20 et 25% du pétrole brut)

Les essences lourdes sont améliorées par le procédé de craquage catalytique

En vue d’obtenir ces mêmes supercarburants, les essences légères sont

isomérisation, procédé qui consiste à compenser une perte en indice d’octane

alkylation, procédé inverse du craquage qui conduit à l'augmentation du

Les gaz combustibles vont au four de la raffinerie.

Le propane et le butane (GPL) ne nécessitent pas de transformation ou

3-2-3) La fabrication des produits:

Obtenus à l’aide de doseurs équipés de contrôleurs automatiques, de

Par ailleurs, les raffineries produisent des lubrifiants destinés à améliorer le

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