Raffinage Du Pétrole

8/11/2019 Raffinage Du Ptrole

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Raffinerie la nuit

Raffinage du ptrole

Le raffinage du ptroledsigne l'ensemble des traitements et transformations visant tirer du ptrole le maximum de produits hautevaleur commerciale. Selon l'objectif vis, en gnral, ces procds sont runis dans une raffinerie. La raffinerie est l'endroit o l'on traite leptrole pour extraire les fractions commercialisables.

Le ptrole, mlange de diffrents produits hydrocarbons, doit subir une srie de traitements divers pour tre utilisable dans les moteurs combustion et dans les diffrentes branches de l'industrie. Trs souvent, la qualit d'un brut dpend largement de son origine. Selon sonorigine, sa couleur, sa viscosit, sa teneur en soufre, son point d'coulement, ou sa teneur en minraux varient. Ainsi, les raffineries tiennentcompte de ces facteurs.

Une raffinerie doit tre conue pour traiter une gamme assez large de bruts. Bien sr, il existe des raffineries conues pour traiteruniquement un seul brut, mais ce sont des cas particuliers o la ressource estime en brut est assez importante.

Il existe des raffineries simples ou complexes. Les raffineries simples sont constitues seulement de quelques units de traitement tandis queles raffineries complexes en possdent bien plus.

En effet, selon l'objectif vis et l'endroit o se trouve la raffinerie, selon aussi la nature des brutstraits (par exemple brut BTS ou HTS, brut naphtnique ou aromatique) la structure de la raffinerie construire est diffrente ; selon galement les besoins potentiels locaux la raffinerie peut tre trs

simple ou trs complexe. Souvent en Europe, aux tats-Unis et gnralement dans des rgions o lesbesoins en carburants sont levs, la structure des raffineries est complexe. Par contre dans les paysen dveloppement, cette structure est assez simple.

Le ptrole, une fois arriv la raffinerie, est stock dans des bacs de grande taille. En gnral onstocke le ptrole basse teneur en soufre (BTS) spar de celui haute teneur en soufre (HTS). Il enest de mme dans le traitement. Selon la demande du march l'instant 't', on traite d'abord dans uncycle avec du ptrole BTS avant de passer dans un cycle HTS afin d'viter la contamination desproduits BTS par ceux du HTS. Si c'est le cas inverse, les produits issus du traitement pendant quelques heures, s'il y a lieu, sont dirigs versdes bacs de produits HTS pour tre retraits.

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16/07/2014http://fr.wikipedia.org/wiki/Raffinage_du_p%C3%A9trole


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Raffinerie Bakou en 1912.

Sommaire

1 Structure d'une raffinerie1.1 Raffinerie simple1.2 Raffinerie complexe

2 Les units de raffinage

2.1 Composition2.2 Distillation2.2.1 Distillation atmosphrique2.2.2 Traitement de la fraction naphta

2.2.2.1 Hydrotraitement2.2.2.2 Stabilisateur de naphta

2.2.3 Traitement de la coupe krosne2.2.3.1 Hydrotraitement2.2.3.2 Traitement d'adoucissement (ex : Merox Unit)

2.2.4 Hydrodsulfuration des coupes gazole2.2.5 Distillation sous vide

2.3 Conversion2.3.1 Alkylation2.3.2 Isomrisation2.3.3 Reformage catalytique

2.3.4 Craquage catalytique en lit fluide2.3.5 Hydrocraquage2.3.6 Viscorduction

2.4 Soufflage des bitumes2.5 Units annexes

2.5.1 Gas plant2.5.2 Traitement aux amines

3 Les units de mlanges3.1 Les mlanges3.2 Les lubrifiants3.3 Les spcifications techniques des produits3.4 En France

4 Le parc de stockage5 Les moyens de rception et d'expdition6 Rejets, environnement, hygine et scurit

7 Notes et rfrences8 Annexes8.1 Articles connexes8.2 Liens externes

Structure d'une raffinerie

Raffinerie simple

Les premires raffineries n'taient formes que d'une seule unit: la distillation atmosphrique.

Cette pratique n'est plus viable conomiquement et les raffineries les plus simples comprennent en

outre des units annexes de dsulfuration et de reformage, ainsi qu'une distillation sous vide. Uneraffinerie ne comprenant que ces units est qualifie d'hydroskimming Refineryen Anglais. Il n'enexiste pratiquement plus.

Les raffineries modernes comprennent en effet en plus des units prcdentes, des units deconversion (craquage) qui permettent de transformer les fractions ptrolires les plus lourdes dont leprix est de moins en moins attractif et qui ne sont utilisables que dans des installations industrielles

spcifiques, en fractions plus lgres pouvant constituer un carburant ordinaire (disel, krosne ou essence).

Raffinerie complexe

Les raffineries complexes peuvent donc avoir, en plus des units ci-dessus, d'autres units dont les plus communes sont:

le craquage catalytique ou (FCC Fluid Catalytic Cracking)le viscorducteur (visbreaking),l'isomrisation,la polymrisation,le craquage la vapeur ou Steam Cracking,




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le soufflage de bitume,la cokfaction (coking).

Dans ce cas on dit qu'on est en conversion profonde (deep conversion). Ces techniques sont de plus en plus utilises, du fait de l'volutiondu march : les ptroles disponibles sur le march tendent devenir plus lourds, tandis que la demande se dplace vers le "sommet du baril",le march des fiouls lourds se rduit (en partie parce qu'ils sont souvent remplacs par le gaz naturel) tandis que la consommation decarburants automobiles ne cesse de crotre.

Raffinerie ExxonMobil Bton-Rouge (une des plus grandes en exploitation dans le monde)

Les units de raffinage

Chaque unit de raffinage abrite un procd industriel ; il s'y droule gnralement une opration physique ou chimique simple.

Le nombre des types d'units et des procds utiliss par l'industrie du raffinage est trs lev (ordre de 200). Il n'est donc pas question deles passer toutes en revue.

Composition

Articles dtaills : Analyse d'un ptrole brut et Classification des hydrocarbures liquides.

La composition initiale du ptrole dpend de sa provenance ; elle va influer fortement sur la faon dont celui-ci sera trait. L'essence alongtemps t la partie la mieux valorise du ptrole : on avait donc tendance favoriser les bruts lgers, conduisant facilement des coupes haut indice d'octane. Au contraire, les bruts lourds qui contiennent plus de composs longue chane (que l'on retrouve dans les bitumes),taient mal valoriss, et ncessitaient des traitements supplmentaires pour casser ces molcules et en faire des produits vendables. Lesimpurets telles que le soufre (H2S, mercaptans) sont particulirement peu souhaites, elles font donc l'objet de traitements spcifiquessupplmentaires, ce qui ajoute au cot de traitement.

la formule gnrale de ces hydrocarbures saturs est CnH2n+2, formule dans laquelle l'indice nreprsente le nombre d'atomes de carbonecontenu dans la molcule.

la formule gnrale des hydrocarbures insaturs ayant une double liaison est CnH2n, formule dans laquelle l'indice nreprsente le nombred'atomes de carbone contenu dans la molcule. Exemple : l'thylne C2H4.

la formule gnrale des hydrocarbures insaturs ayant une triple liaison est CnH2n-2, formule dans laquelle l'indice nreprsente le nombred'atomes de carbone contenu dans la molcule. Exemple : lactylne C2H2.

Le ptrole brut achet sur l'un des marchs mondiaux doit rpondre plus ou moins l'attente des besoins du raffineur. Ce ptrole brut,comme il a t dit avant, est un mlange de plusieurs centaines de produits diffrents, allant du gaz mthane jusqu'au rsidu bitumeux ayantdes caractristiques physico-chimiques diffrentes. Tel quel il n'y a gure d'utilit en possder car il est tout juste bon servir dans unelampe huile. Afin de sparer ces produits entre eux et d'en faire des produits rellement utilisables, on emploie des procds de sparationphysico-chimiques qu'on appelle le raffinage.

Il existe toutes sortes de bruts :

paraffiniques,naphtniques,aromatiques,

Ils peuvent tre :

TBTS (trs basse teneur en soufre),BTS (basse teneur en soufre),MTS (moyenne teneur en soufre),HTS (haute teneur en soufre)THTS (trs haute teneur en soufre)

Les outils en prsence (les units de traitement) ne sont pas toujours adapts traiter tous ces bruts car leur construction, ils ne sont pasdimensionns pour englober toute cette gamme de bruts.




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Sparation des composants

principaux par distillation

Alcanes lgers linaires

Nom T Eb C Formule

mthane -161,4 C CH4

thane -88,6 C C2H6

propane -42,2 C C3H8

butane -0,5 C C4H10

pentane 36,3 C C5H12hexane 69 C C6H14

Distillation

Article dtaill : Distillation.

La distillation est un procd qui consiste sparer les diffrents composants d'un mlange liquide en fonction de leur tempratured'bullition. Quand on chauffe un liquide constitu de plusieurs produits, la vapeur qui s'chappe au commencement de la distillationcomporte une majorit du produit le plus volatil, appauvrissant ainsi le mlange initial. Cette vapeur est collecte, et en se refroidissant,retrouve sa forme liquide : ce liquide est enrichi en composants les plus volatils, mais il n'est pas pur. Le ptrole est constitu du mlanged'un nombre trs lev de produits ; on ne cherche donc pas obtenir des produits purs, mais plutt des "coupes", c'est--dire des mlangesplus simples, constitus de produits aux caractristiques homognes, qui par la suite subiront un traitement adapt leur famille, en vue defabriquer un certain type de produits. C'est donc l'opration essentielle et initiale que subit le ptrole en arrivant la raffinerie.

Distillation atmosphrique

La distillation dite "atmosphrique" est ainsi appele car elleest conduite la pression atmosphrique. La totalit du fluxtraversant cette tape, elle est mene dans l'unit la plusimportantes de la raffinerie, et dtermine sa capacit maximum.

Chaque hydrocarbure pur possde des caractristiqueschimiques et physiques spcifiques. Le tableau ci-contremontre les tempratures d'bullition des alcanes linaireslgers, trs courants dans le ptrole quelle que soit saprovenance.

Le raffinage consiste utiliser d'abord les caractristiques physiques de chacun des composantscontenus dans le mlange telles que la temprature d'bullition pour les sparer et extraire desfractions primaires.

Cette opration est appele la distillation. Tout comme chez le bouilleur de cru, on chauffe le ptroledans une colonne ferme qu'on appelle la colonne de distillation atmosphrique et grce ladiffrence de temprature d'bullition des composants en prsence et avec la vaporisation desfractions plus ou moins lgres, on recueille diffrents niveaux de la colonne des fractions deproduits lgers, intermdiaires, moyens et lourds.

La distillation atmosphrique se fait dans une colonne munie d'un certain nombre de plateaux perfors et munis de clapets, en gnral de 30

50 plateaux, conduisant une distillation fractionne. Aprs cette premire distillation, la partie rsiduelle est envoye dans une autrecolonne, moins haute et comportant moins de plateaux qu'on appelle la colonne de distillation sous vide.

En effet, cette fraction rsiduelle, appele rsidu atmosphrique contient des hydrocarbures longues chanes et plus les chanes sontlongues plus elles sont fragiles, dont susceptibles d'tre scindes en plusieurs morceaux si le chauffage continue sous la pressionatmosphrique.

Afin d'viter ces coupures intempestives de chanes, on fait la sparation des produits de ce rsidu atmosphrique sous un vide relatifcorrespondant une pression d'environ 40 mm de mercure (la pression atmosphrique correspond 760 mm de mercure). Ce vide relatifpermet d'abaisser la temprature d'bullition des composants, donc il faut moins chauffer ces produits. Comme il a t dit plus haut, leptrole est un mlange d'hydrocarbures, et la distillation atmosphrique ne cherche pas sparer les corps purs les uns des autres, maisseulement les sparer en fractions. C'est aussi la premire tape dans le traitement du ptrole.

En voici le droulement plus dtaill :

Le brut qui arrive, passe travers un premier train d'changeurs pour tre chauff la bonne temprature (vers 110 C), puis il est dessals'il contient beaucoup de sel dans une unit de dessalage o, par adjonction d'eau douce et d'un champ lectrostatique, ce brut estdcharg de son sel.

Le brut passe ensuite dans un deuxime train d'changeurs, puis dans un four o sa temprature est porte environ 360 C. Il entre aprsdans la premire colonne de fractionnement (colonne de distillation atmosphrique). C'est une colonne plateaux munis de calottes et declapets.

Comme le brut arrive sous une pression leve et que la colonne est sous pression atmosphrique, il y a une dtente brutale qu'on appelle flash des produits en prsence.

Cette dtente brutale fait vaporer en vapeur la fraction lgre du brut contenant des composants lgers vers la partie haute de la colonne,appele section de rectification . Une deuxime fraction, plus lourde, se condense sous forme de liquide et tombe vers le bas, dans laportion infrieure de la colonne dite section d'puisement, au fond de la colonne.

Pour raliser l'change de matire, base de tout fractionnement par distillation, les vapeurs ascendantes doivent entrer en contact avec lafraction liquide descendante circulant contre-courant dans la colonne.




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Dans ce but, une partie du liquide obtenu en haut de la colonne par condensation de vapeurs qui y parviennent est rinjecte sous forme dereflux en tte de colonne. Sa vaporisation progressive provoque la condensation d'un nombre sensiblement gal de molcules (de parties)plus lourdes qui rtrogradent vers les plateaux immdiatement infrieurs.

En lavant ainsi, par transfert de chaleur et de masse, les vapeurs ascendantes, le liquide descendant s'enrichit de tous les constituants lourds.La phase vapeur qui monte vers les plateaux suprieurs absorbe au contraire tous les constituants lgers et la concentration de ceux-ci est deplus en plus grande dans cette phase.

Il s'tablit de la sorte dans la colonne, de haut en bas, un gradient croissant de temprature puisque celle-ci s'lve 110 C en haut de

colonne pour atteindre 350 C en fond de colonne. L'change de matires entre vapeur et liquide constitue ce qu'on appelle le taux de reflux.

Plus le taux de reflux est lev, meilleure est la sparation des diffrents produits. Ce taux tourne en gnral autour de 7 dans la colonneatmosphrique.

Par des soutirages latraux, placs aux bons endroits tout au long de la hauteur de la colonne, on recueille en tte de colonne la fraction laplus lgre contenant des gaz liqufis et du naphta, ensuite un peu plus bas du krosne, du gazole lger, des gazoles moyen et lourd etenfin du rsidu atmosphrique.

Les fractions soutires latralement sont soumises, en plus, un fractionnement complmentaire appel stripping dans des colonnesannexes appeles strippers , afin d'liminer les fractions lgres encore dissoutes. Ceci se fait par injection de vapeur d'eau, contre-courant.

Le rsidu peut tre utilis directement dans la fabrication de fuels lourds commerciaux ou subit une nouvelle distillation appele distillationsous vide.

Bien entendu, toutes ces fractions qu'on vient de soutirer la colonne de distillation atmosphrique rsultent d'une sparation primaire ettoutes vont tre utilises comme charges (en quelque sorte comme matires premires) (feedstock) pour alimenter d'autres units detraitement de la raffinerie.

La colonne de distillation elle-mme, de forme cylindrique, est constitue de plateaux perfors de trous et munis de calottes et de clapets.Ces plateaux sont placs les uns au-dessus des autres. En gnral, le nombre de plateaux est d'une quarantaine (entre 30 et 50 dpendant dela gamme de bruts qu'on veut y traiter). La colonne possde une entre qui se situe un peu au-dessus du fond de la colonne pour l'arrive dubrut traiter. Par ailleurs, cette colonne comporte diffrentes sorties (ou soutirages) pour extraire les diffrents produits pendant ladistillation.

L'emplacement de l'entre du brut ainsi que l'emplacement des sorties des fractions ne sont pas faits au hasard, mais calculs de manire pouvoir traiter une gamme de bruts de diffrentes qualits.

Pour les soutirages de produits, en tte de la colonne, on trouve la sortie des gaz et des produits lgers qui forment la coupe naphta total. Sur

le ct de la colonne, et de haut en bas on trouve le soutirage :

du krosne,du gazole lger,du gazole moyen,du gazole lourd

et en fond de colonne la sortie

du rsidu atmosphrique.

Aprs ce traitement prliminaire, toutes les fractions soutires vont servir de charges (feedstocks) pour alimenter les autres units detraitement en aval. Nous allons examiner ces units en partant de la fraction la plus lgre cest--dire celle soutire en tte de la colonne dedistillation atmosphrique.

Traitement de la fraction naphta

Hydrotraitement

La fraction naphta, sortie en tte de colonne contient un mlange de tous les gaz et du naphta total (point final d'bullition (PF) 180 C, ou150 C si les besoins en krosne sont levs). Avant de faire la sparation en diffrentes petites fractions, on va passer ce naphta dans uneunit d'hydrotraitement afin d'enlever tout le soufre qu'il contient.

Cette unit consiste en une boucle vhiculant de l'hydrogne, pressuris par un compresseur, au travers d'un racteur contenant uncatalyseur. Celui-ci facilite la transformation des composs soufrs en sulfure d'hydrogne (H2S), plus facile vacuer. La raction tantconsommatrice d'hydrogne, un appoint est fait en permanence, en gnral depuis l'unit de reformage catalytique, productrice d'hydrogne.L'essence et le sulfure d'hydrogne form sont spars dans des ballons sparateurs successifs, dans lesquels on va soutirer un gaz riche enhydrogne renvoy dans la boucle et une essence riche en sulfure d'hydrogne. L'essence est ensuite strippe : elle est ainsi dbarrasse du

sulfure d'hydrogne qui est vacu en tte du strippeur, sous forme de gaz acides traits dans les units d'amines.

Ce concept de boucle ractionnel est identique pour les units d'HDS de gazole.




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En effet, le soufre est un produit trs corrosif et les catalyseurs contenus dans d'autres units vont tre dtruits et deviennent inactifs aupassage des produits soufrs. D'autre part, les autres produits commerciaux extraits de ce naphta tels que le propane, le butane ne doiventpas non plus contenir du soufre ou des composs sulfurs.

Aussi, avant de fractionner ce naphta en des coupes plus troites, on enlve le soufre, contenu dans cette fraction, en le faisant combineravec de l'hydrogne pour former du sulfure d'hydrogne de formule H2S, qui part vers une unit Claus pour en faire du soufre liquide. Onpeut aussi garder la coupe naphta total telle quelle sans faire de nouveaux fractionnements et l'utiliser comme charge pour le cracker lavapeur.

L'hydrogne utilis vient de l'unit de reformage catalytique.

Stabilisateur de naphta

La fraction du naphta total issue de l'hydrotraitement et dbarrasse de son soufre est envoye comme charge dans un stabilisateur (oufractionnateur). Cette colonne fonctionne avec un taux de reflux trs lev sous une pression de l'ordre de 5 10 bars afin d'liminer tous lesgaz et ajuster la tension de vapeur de la coupe naphta. la sortie de cette unit, tous les gaz C4- (cest--dire le butane et tous les gaz pluslgers que celui-ci) sont envoys vers le gas plant pour tre traits.

Dans le stabilisateur (appel encore dbutaniseur) le naphta qui reste est spar en deux fractions : le naphta lger et le naphta lourd. Lepremier a un point final de distillation de 80 C (ou de 100 C) et le dernier peut avoir un point final de distillation de 150 C ou de 180 Cselon qu'on cherche avoir un kro court ou un kro long.

En effet si on a besoin de fabriquer une grande quantit de krosne, dans ce cas, on coupe le naphta 150 C, dans le cas contraire, on fixe

le point final de distillation 180 C et parfois mme vers 185 190 C.

Le naphta lger est envoy au stockage comme base de mlange (ou blendstock en anglais) pour tre utilis plus tard dans la fabrication descarburants.

Le naphta lourd est envoy ensuite en charge (feedstock) pour alimenter l'unit de reformage catalytique .

Il faut signaler ici que les naphtas lgers, lourds et total stabiliss peuvent galement tre envoys en charge (liquide ou vapeur) auvapocraqueur.

Traitement de la coupe krosne

Hydrotraitement

Selon les besoins du moment, le raffineur peut fixer le point initial de coupe du krosne 150 C ou 180 C. Le point final de distillationde cette coupe est en gnral de 225 C mais peut aussi aller jusqu' 250 C. Si cette coupe est issue d'un brut TBTS (Trs Basse Teneur enSoufre), il est inutile de la traiter. Si elle est issue d'un brut contenant du soufre, on envoie cette coupe vers l'unit d'hydrotraitement afind'enlever tout le soufre que celle-ci contient. Celui-ci, en prsence d'hydrogne, va former de lhydrogne sulfur qui va tre envoy vers lerseau de gaz Riche en H2S et envoy en charge d'une unit Claus (Sauvegarde de l'environnement).

Traitement d'adoucissement (ex : Merox Unit)

Un autre procd pour liminer les produits sulfurs contenus dans le krosne est le traitement dans une unit d'adoucissement(sweetening) comme le MEROX, un procd la soude. Ce procd n'est utilis que pour des coupes contenant peu de produits sulfursparticulirement des mercaptans. Dans ce procd, contrairement l'hydrotraitement, on n'limine pas le soufre contenu dans la coupe maison le rend complexe. En effet on transforme les mercaptans corrosifs en disulfures non corrosifs. Ceux-ci ne sont pas limins et restentdans la coupe mais ne prsentent plus d'agressivit. Les MEROX extractifs, variante du procd MEROX, permettent d'liminer lesdisulfures forms.

Le krosne, dbarrass de son soufre, est envoy au stockage pour tre utilis dans la fabrication du JET A-1, carburant pour les avions.

Les spcifications techniques du JET A-1 sont assez svres notamment du point de vue conglation, un peu moins au niveau de la teneur ensoufre du produit. Les normes internationales pour le point de conglation du JET A-1 sont de -47 C. En effet, 11 000 mtres d'altitude, latemprature extrieure peut descendre jusqu' -65 C, et on imagine aisment les consquences pour un avion si le carburant gelait dans lesrservoirs !

Hydrodsulfuration des coupes gazole

Le gazole (lger ou moyen) issu de la distillation atmosphrique, s'il vient d'un brut TBTS est envoy tel quel au stockage de produitsintermdiaires qui vont servir aux diffrents mlanges.

Par contre, s'il est issu d'un brut sulfureux (MTS ou HTS), i l doit passer comme charge l'hydrodsulfuration pour le dsulfurer. Comme

dans l'hydrotraitement, l'hydrodsulfuration est un traitement l'hydrogne en prsence de catalyseur afin de transformer le soufre contenudans le gazole en sulfure d'hydrogne (H2S) et ce gaz est envoy dans une unit d'absorption aux amines. Dans celle-ci, l'H2S est lav laDEA dans un absorbeur. Le gaz lav est envoy au rseau fuel-gaz de la raffinerie, la DEA charge en H2S est trait dans un rgnrateur :elle y est distille, l'H2S est rcupr en tte de colonne. Il est envoy vers une "usine soufre", base sur le procd Claus pour en faire du




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soufre liquide. Le durcissement de la lgislation concernant les rejets l'atmosphre entrane l'installation d'un traitement supplmentaire enaval des usines soufre, les TGT (traitement des gaz de queue), qui approfondit encore la conversion de l'H2S et amliore la qualit desrejets.

Distillation sous vide

En fond de colonne de distillation atmosphrique, il reste un rsidu dont le point initial est de 380 C (parfois le PI est de 390 400 C).Comme il a t dit au dpart, tout l'objectif du raffinage est dirig vers la transformation, par des procds divers, des composants

hydrocarbons longues chanes en des composants chanes courtes contenant un nombre de carbone, si possible, dans les environs de C8- C10. Ceci pour avoir le maximum de fractions lgres hautes valeurs commerciales.

Aux tats-Unis, la plupart des raffineries ont cet objectif, fabriquer le maximum d'essence et de Jet A1, car les besoins du march amricainde ces deux produits sont normes.

C'est ainsi que la distillation sous vide est une premire tape tendant aller vers cet objectif.

Le rsidu atmosphrique est envoy comme charge l'entre de la colonne sous vide. En effet, tous les composants hydrocarbons qui nepeuvent tre soutirs dans la colonne atmosphrique, sans subir un phnomne de craquage thermique, cause de leur point d'bullition troplev la pression atmosphrique, sont distills ici sous un vide relatif. La colonne sous vide est constitue seulement de 8 20 plateaux oude garnissage (ou une alternance des deux), fonctionnant sous une pression de l'ordre de 40 mm de Hg (mercure) (la pression atmosphriqueest gale 760 mm de Hg).

Ici la vaporisation de la charge est favorise par une injection de vapeur d'eau et le vide est ralis l'aide d'une srie d'jecteurs vapeur.

Donc, on peut soutirer la sortie de la colonne sous vide du:

Gazole sous vide,Distillat lger sous vide,Distillat lourd sous vide,Rsidu sous vide.

Les deux premires fractions peuvent servir de complments dans les diffrents mlanges de produits finis, mais aussi comme charges pourune unit de craquage catalytique (ex. : le FCC (Fluid Catalytic Cracking)). Quant au rsidu sous vide il va servir de charge auviscorducteur. Ici il faut signaler aussi qu'on peut envoyer galement le rsidu atmosphrique comme charge de viscorducteur si celui-ciest trop visqueux.

Conversion

Alkylation

L'alkylation est une opration qui fait la synthse des paraffines ramifis partir de l'isobutane ( IC4 ) et d'olfines lgres ( butne : C4H8 )pour avoir des composants de carburants haut indice d'octane. C'est l'opration inverse d'un craquage. La raction est faite en phase liquideen prsence d'un catalyseur qui peut tre de l'acide sulfurique (H2SO4) ou de l'acide fluorhydrique (HF). Le compos obtenu est dsign sousle nom d'alkylat ( trimthylpentane ) dans le jargon ptrolier et qui entre dans la composition des essences.

Isomrisation

L'isomrisation est une opration qui permet de transformer une paraffine linaire en paraffine isomre dans le but d'augmenter son indiced'octane. La charge d'une unit d'isomrisation est le naphta lger (C5-C6). Le compos obtenu est dsign sous le nom d'isomratdans leargon ptrolier, et qui entre dans la composition des essences.

Voir l'article de fond sur les ractions chimiques de l'isomrisation : Isomrie

Reformage catalytique

Le reformage catalytique a pour objectif de transformer les constituants naphtniques en constituants aromatiques haut indice d'octaneservant de base au mlange des essences. L'unit de reformage est constitue essentiellement d'une srie de trois racteurs contenant ducatalyseur et un fractionnateur servant sparer les diffrents produits la sortie des racteurs. Ce catalyseur est trs sensible la prsencede produits sulfurs et azots, aussi la charge de reformage doit tre exempte de soufre, d'azote et de leurs drivs.

La raction se passe sous basse pression (


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Raction de dshydrognation

La charge de l'unit peut venir de diffrentes units tellesque le naphta lourd de la distillation atmosphrique aprspassage l'hydrotraitement ou bien de l'hydrocracker.

la sortie du fractionnateur on trouve les produitssuivants :

HydrogneFuel gaz

Coupe Propane/ButaneCoupe pentaneReformat, qui entre dans la composition des essences

L'hydrogne est utilis pour l'hydrotraitement etl'hydrodsulfuration, Le fuel gaz est envoy au rseaufuel gaz, La coupe C3/C4 est envoye en charge vers legas plant, La coupe pentane ainsi que le reformat sontenvoys au stockage pour servir de base aux mlanges decarburants.

Craquage catalytique en lit fluide

Article dtaill : Craquage catalytique.

Le craquage catalytique en lit fluide est un procd de raffinage qui a pour but de transformer, en prsence d'un catalyseur, les coupeslourdes longues chanes d'hydrocarbones en coupes lgres pour tre utilises dans la fabrication du carburant. Comme toujours, l'objectifest d'avoir le maximum de produits haute valeur marchande.

En prsence du catalyseur, haute temprature (450 550 C) et pression atmosphrique, on casse les grosses molcules hydrocarbonespour avoir de petites molcules ayant un indice d'octane lev.

Les premiers catalyseurs taient constitus par des silices-alumins dont le caractre acide active la rupture des liaisons entre les atomes decarbone. Ces catalyseurs ont t amliors par l'incorporation des tamis molculaires et de terres rares. Ainsi les oprations de craquagepeuvent tre conduites des tempratures moins leves sous pression normale. Les dpts de coke constituent un problme techniqueprincipal rsoudre car il impose une rgnration permanente du catalyseur.

Le procd industriel souvent utilis, vient des tats-Unis, c'est le FCC (Fluid Catalytic Cracking1). Il est bas sur l'utilisation d'un lit fluide

de catalyseur. Le catalyseur, d'une grosseur de quelque 50 micromtres environ, est en suspension dans la charge, laquelle, aprsprchauffage, est injecte dans le racteur sous forme gazeuse.

Les effluents, dbarrasss des entranements de catalyseurs au moyen d'un cyclone, sont envoys dans le fractionnateur. Ici dans ceprocd, le catalyseur s'coule de manire continue, vers le rgnrateur dans lequel est souffl l'air de combustion, puis retourne auracteur. C'est pour cette raison qu'on appelle Fluid Catalytic Cracking

Les charges qui alimentent le FCC viennent de la distillation sous vide, ce sont les distillats lger et lourd sous vide. Aprs passage descharges dans les racteurs, l'ensemble des produits issus passe dans un fractionnateur et la sortie on peut recueillir les produits suivants :

Le fuel gaz qui est dirig vers le rseau fuel gaz,la coupe C3/C4 qui sera traite au gaz plant, cette coupe contient beaucoup d'olfines tels que les butnes.l'essence totale de FCC qui, aprs dsulfuration, sera utilise dans la fabrication des carburants,le gazole lger de FCC sera utilis pour fabriquer le gazole moteur ou le gazole de chauffage,le gazole lourd de FCC sera utilis dans la fabrication du fioul.

(1) Nom dpos, donc non traduisible en franais

partir des gaz de craquage qui contiennent beaucoup d'olfines, on peut, par alkylation (polymrisation), raliser la synthse d'essences haut indice d'octane.

Hydrocraquage

L'hydrocraquage est un procd permettant de convertir des Distillats lourds de ptrole en coupes lgres haute valeur marchande. Ceprocd est mis en uvre sous une forte temprature de l'ordre 250 450 C et une forte pression d'hydrogne (entre 50 et 150 bars), enprsence d'un catalyseur en lit fixe.

cette temprature, il y a craquage des molcules longues et apparition des molcules olfiniques. Mais en prsence d'hydrogne soushaute pression, il y a hydrognation partielle de ces olfines et aussi des aromatiques forms. Des intermdiaires lourds sont l'origine de la

formation du coke. Il faut signaler galement qu'avec ce procd, la consommation d'hydrogne est assez importante, de l'ordre de 200 700 m3d'H2/m3 de charge.

Le procd industriel souvent utilis vient des tats-Unis, c'est l'hydrocraqueur de Chevron.




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Les charges utilises dans ce procd sont des distillats lgers et lourds sous vide ainsi que du distillat lourd de viscorducteur.

Les effluents issus de l'unit et aprs fractionnement sont :

le fuel gaz dirig vers le rseau de gaz combustible,la coupe C3/C4,le naphta lger servant aux mlanges de carburants,le naphta lourd utilis comme charge de reformeur,le krosne pour pool kro,

le gazole pour pool gazole,le rsidu pour pool fioul.

Diffrences entre craquage catalytique en lit fluide et hydrocraquage.

Le craquage catalytique en lit fluide retire du carbone la charge craque et donne principalement des essences et des olfines (propylne,butylne) qui intressent la chimie. L'hydrocraquage ajoute de l'hydrogne la charge craque tout en la dsulfurant et donneprincipalement du gazole pour les moteurs diesel et du krosne pour les avions. L'hydrocraqueur met des gaz effet de serreindirectement lors de la fabrication d'hydrogne partir de gaz naturel dans un Steam Methane Reforming. Le craquage catalytique en litfluide met des gaz effet de serre lors de la rgnration du catalyseur par combustion du coke dpos sur ce dernier.

Le craquage catalytique en lit fluide utilise un catalyseur en lit circulant alors que l'hydrocraqueur travaille en lit fixe.

L'hydrocraqueur doit tre arrt pour renouveler le catalyseur contrairement au craquage catalytique en lit fluide.

Contrairement l'hydrocraqueur, le mode d'utilisation d'un catalyseur en lit circulant dans le Craquage catalytique permet ce catalyseurd'tre rgnr et permet au craquage catalytique en lit fluide de faire de la conversion profonde en valorisant des rsidus atmosphriques,nom donn au fond de tour non vaporis des distillations atmosphriques.

Viscorduction

Comme toujours, ici on cherche transformer les rsidus en coupes lgres pour avoir une meilleure valorisation. Afin de rduire laviscosit des coupes lourdes et des rsidus visqueux, on utilise un procd appel viscorduction (visbreaking) qui a pour but de transformeren partie les produits lourds en produits lgers et en mme temps rduire la viscosit du rsidu. En effet, c'est un "craquage thermique" dersidu atmosphrique ou sous vide, svrit, en gnral, modre. Les divers procds de visbreaking oprent en phase liquide entre 450 C et 500 C sous une pression comprise entre 5 et 20 bars.

Les charges qui alimentent cette unit de raffinage viennent des distillations atmosphrique et sous vide et du craquage catalytique, ce sont :

le rsidu atmosphrique,le rsidu sous vide,le gazole lourd de FCC.

la sortie de l'unit, on trouve toute une gamme de produits suivants :

le fuel gaz (est envoy au rseau fuel gaz)la coupe C3/C4 (est dirige vers la gaz plant)l'essence sauvage de visbreaking (est dirige vers le HDT (hydrotraitement))le distillat lger de visbreaking (est envoy l'hydrodsulfuration)le distillat lourd de visbreaking (est envoy en charge vers l'hydrocraqueur)

le rsidu de visbreaking (est envoy au pool de fioul ou de bitume).

Soufflage des bitumes




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Le bitume est un produit qui adhre la majorit des matriaux usuels : pierre, bton, bois, ciment, mtal, verre, etc. C'est un excellentisolant thermique, dilectrique et phonique et c 'est un liant. Le bitume se prsente sous une forme visqueuse, en fait plus ou moinsviscolastique de couleur noire. Il est compos d'un mlange d'hydrocarbures de poids molculaire lev, qui appartiennent aux troisgroupes suivants :

paraffiniques,naphtniques,aromatiques.

En gnral, le bitume est constitu de 80 85 % de carbone et de 10 15 % d'hydrogne. Il est form de deux parties dont l'un est insoluble(les asphaltnes) et l'autre soluble (les maltnes).

Le bitume se prsente comme un systme collodal. Mais s'il y a suffisamment de molcules aromatiques dans la partie maltnes, lesasphaltnes peuvent alors tre floculs. Ce systme peut tre considr comme un "gel" qui confre au bitume ses proprits lastiques.C'est en particulier le cas des bitumes dits "souffls" ou "oxyds".

Le bitume sorti tel quel des units de raffinage est trop mou pour tre utilis pour les revtements routiers. Aussi pour le rendre plus dur, onprocde son soufflage. Le procd est ni plus ni moins une dshydrognation partielle et une polymrisation du bitume avec l'oxygne del'air.

En effet, en faisant passer l'air travers le bitume sous haute temprature (240 260 C), il y a dshydrognation partielle et l'oxygnecontenu dans l'air souffl forme des ponts oxygne avec les chanes hydrocarbones et il se forme des rseaux tridimensionnels parpolymrisation. La raction est plus ou moins exothermique et la temprature dans la tour de soufflage ne dpasse jamais 300 C sous peined'apparition du phnomne de "craquage". La duret du bitume obtenue peut tre contrle par le temps de passage de l'air, car plus il y a de

ponts oxygne plus dur est le bitume.

C'est ainsi qu'on obtient des bitumes plus ou moins durs selon les besoins du march. La duret du bitume est dfinie par leur pntrabilit(1) minimale et maximale. Plus les valeurs de pntrabilit sont petites, plus dur est le bitume. Les spcifications officielles prvoient 5qualits :

20/30 la plus dure,40/50,60/70,80/100,180/220

Ces bitumes sont surtout utiliss dans la construction et l'entretien des chausses, dans les travaux hydrauliques, et dans l'industrie(papeterie, tanchit).

(1)La "pntrabilit" est dfinie et s'exprime par la profondeur en 1/10 mm laquelle pntre une aiguille verticale dans un chantillon dematire sous des conditions opratoires bien dfinies de :

charge = 100 g,temps = 5 secondes,temprature = 25 C.

Les bruts bitume sont des bruts lourds venant du Venezuela (Boscan, Bachaquero, Lagunillas et Tia Juana) ou du Moyen-Orient (Safaniya(ou Arabe lourd) et Kowet).

Units annexes

Gas plant

Afin de sparer le propane du butane et du fuel gaz, toutes les coupes C3/C4venant des autres units de traitement passent par le gaz plant.Le gaz plant est tout simplement un fractionnateur. Les charges peuvent venir du :

Reformeur catalytique,Naphta stabilisateur,Fluid catalytic cracking (FCC),Viscorducteur,Hydrocraqueur,Craqueur la vapeur.

la sortie du gaz plant on se retrouve avec du :

fuel gaz (qui est envoy au rseau fuel gaz),

propane (qui est envoy au stockage),butane (qui est envoy au stockage et qui va servir partiellement au mlange de carburants).




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Pour liminer les mercaptans contenus dans les gaz de ptrole liqufis (GPL), on se sert des tamis molculaires qui sont ensuite rgnrs,par passage contre courant, de GPL chauffs, qui seront par la suite dbarrasss de ces mercaptans par un lavage la DEA. Ensuite, cesGPL " propres " sont envoys dans un fractionneur ( dpropaniseur ) pour sparer les fractions de propane C3H8, des fractions de butaneC4H10.

Traitement aux amines

Pour l'puration des gaz de raffinerie, afin d'enlever les composs sulfurs ( l'origine des mauvaises odeurs) et en particulier l'H2S, toxique,

on fait subir ces gaz un traitement aux amines. Le procd est bas sur l'absorption chimique de l'hydrogne sulfur dans une solutionaqueuse contenant de la dithanolamine. Ensuite, par chauffage, on limine l'hydrogne sulfur et on rgnre ainsi la solution aqueuseactive qu'on rinjecte dans l'absorbeur.

Ce procd est galement utilis pour purifier l'hydrogne de recycle des units d'hydrotraitement en augmenter ainsi la pression partielled'hydrogne.

Les units de mlanges

Les mlanges

Les produits intermdiaires issus des units de raffinage sont rarement des produits commerciaux (sauf les naphtas et quelques autres

produits) et ne peuvent pas tre vendus tels quels. Pour tre commercialisables, ceux-ci sont mlangs dans des proportions variables selonles spcifications techniques des produits finis. Ces spcifications techniques peuvent tre des spcifications nationales ou internationalesobissant des dfinitions prcises bases sur des normes (ASTM, NF et IP). Quant aux produits utiliss par les arme, l'arme de chaquepays a ses propres exigences.C'est ainsi que pour certains pays, on n'utilise que des carburants sans plomb tandis que pour d'autres pays oncontinue mettre du plomb ttrathyl (PTE). Il en est de mme pour les autres produits, gazole sans soufre, ou avec peu de soufre.

En France, les spcifications nationales sont dictes par le Ministre des Finances et la Direction des Carburants (Ministre de l'Industrie)du pays, tandis que les spcifications internationales sont soumises des normes dictes par les organisations internationales.

En raffinerie, pour faire des mlanges, on utilise des appareils doseurs avec contrle automatique dont on affiche pour chaque produitentrant dans la composition finale, les pourcentages fixs l'avance. Une fois que le mlange est fait, on procde une analyse aulaboratoire afin que le produit soit au plus prs aux spcifications attendues. Trs souvent, afin d'conomiser les constituants et/ou lesadditifs, ces spcifications sont respectes mais avec des proprits lgrement infrieures aux normes.

la sortie des units de mlanges, on trouve une gamme de produits commercialisables dont principalement :

du propane,du butane,du naphta lger,du naphta lourd,de l'essence aviation,

du carburant auto, du supercarburant, du krosne, du jet A1, du gazole moteur, du gazole de chauffage,

du gazole marine, du fioul BTS, du fioul MTS, du fioul HTS, du bitume de diffrentes durets

Dufuel gazet dufioul combustiblesont aussi utiliss par la raffinerie elle-mme.

Les proportions moyennes produites pour 1 baril (158,97 l) de brut sont les suivantes :

[rf. ncessaire]

Produits Quantits en litres

Carburants 73,8

Gazole et mazout lger (fioul domestique) 34,8

Krosne (carburacteur pour l'aviation) 15,8

Mazout lourd 8,7

Gaz de ptrole du raffinage 7,2

Autres gaz (thane, propane, butane) 7,2

Coke 6,8

Asphalte 4,9

Bases pour la ptrochimie 4,5

Lubrifiants 1,9

Krosne (ou ptrole lampant) 0,7

Autres (cires, graisses) 1,1




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Les lubrifiants

ct de ces produits cits, i l faut signaler galement l'existence d'une classe de produits trs profitables pour le raffineur : c'est la classedes lubrifiants. Les lubrifiants ont pour rle essentiel de rduire le frottement entre deux corps mtalliques, mais leurs fonctions s'tendentbien plus :

Rduire les frottements,Combattre l'usure prmature des organes et des pices en mouvement dans les machines,Participer l'quilibre thermique en absorbant une partie des calories produites,Contribuer, par leur fluidit, l'tanchit aux gaz et aux liquides,liminer les impurets produites par les machines permettant de prolonger la vie de celles-ci.

Pour obtenir des huiles de base partir desquelles on fabrique des huiles finiespour moteurs, on prend le rsidu atmosphrique qu'on passe la distillation sous vide. Puis on fait subir toute une srie de traitements comme suit :

distillation sous vide rsidu sous vide,dsasphaltage au propane,traitement au furfurol (ou autre solvant slectif) pour extraire les aromatiques,traitement au mthyl-thyl-ctone (MEK) (ou autre solvant slectif) pour extraire les paraffines et les cires,traitements finisseurs : hydrofinissage, clarification des huiles, stabilisation des huiles.

ces huiles de baseon ajoute des additifs divers pour fabriquer des huiles finiespour moteurs. Ici l'ajout d'additifs ne sert pas d'argumentsde publicit ou de vente, mais rpond des besoins de fonctions prcises pendant l'utilisation des huiles. Il faut donc garder dans l'espritqu'ici, exceptionnellement, les additifs rpondent des besoins rels de performance. Ces ajouts sont les rsultats de longues recherches enlaboratoire.

Sans entrer dans les dtails, il faut savoir qu'il y a trois grandes classes de lubrifiants :

huiles et graisses pour moteurs explosion,huiles et graisses pour l'industrie,huiles et graisses marine.

C'est grce aux lubrifiants qu'une marque peut se distinguer d'une autre marque et attirer des clients nouveaux. Ainsi c'est par cette voiequ'une marque peut btir sa rputation et garder des clients fidles malgr la concurrence.

Les spcifications techniques des produits

Une fois mlangs partir des bases (ou blendstocks ), et avant commercialisation, les produits ptroliers sont classs selon desspcifications techniques (physiques et chimiques) correspondant des normes lgales ou dictes par la profession elle-mme. Pourgarder ou amliorer une bonne image de marque la compagnie ptrolire peut fabriquer des produits dpassant en qualit les normes encours, grce des additifs amliorant un carburant ou une huile par exemple.

Chaque produit commercialisable a des caractristiques physiques et chimiques qui lui sont propres, mais lors de sa fabrication, le raffineurne peut les respecter trs prcisment. Aussi, plutt que des valeurs fixes, on a cr des limites minimales et maximales pour chacune de cescaractristiques.

L'industrie ptrolire gnre d'importants bnfices industriels, commerciaux et spculatifs. chaque grande tapes du march (production,transport, vente, revente) correspond une fiscalit spcifique(taxes et impts) ; il existe aussi ce que les conomistes et l'OCDE nommentune fiscalit noire , c'est--dire des soutiens directs (subventions) ou indirects (drogations fiscales, dtaxations) pour les nergiesfossiles, dont dans les 34 pays-membres de lOCDE, cette institution selon un premier bilan publi en 2013 concernant les effets des tauxlgaux des taxes sur divers carburants et combustibles, lorsque ces taux sont exprims par unit dnergie ou par unit dmission dedioxyde de carbone (CO2) . L'OCDE invite ses pays-membres acclrer de dveloppement de leur fiscalit cologique ( fiscalitverte ) pour notamment favoriser lefficacit nergtique et la transition nergtique (afin notamment de moins gaspiller les nergies

ossiles et d'en moins dpendre, et pour prparer une transition vers des nergies propres et sres, tout en diminuant la pollution .

Selon l'OCDE la fiscalit noire a reprsent de 55 90 Md$ (de 41 67 Md) par an de 2005 2011 pour les 34 tats de lOCDE, les2/3 de ces subventions ayant t touchs par lindustrie ptrolire, le 1/3 restant ayant t quitable partag par les filires charbon et gaznaturel. S'y ajoute d'autres distorsion de concurrence, dont en faveur du diesel (carburant trs polluant et affectant le plus la sant entermes de mortalit), favoris par une moindre taxation (- 37% par rapport lessence).LOCDE liste une trentaine de subventions encourageant les nergies fossiles et polluantes, sur la base de donnes fournies par la France(qui a oubli la dtaxation du krosne utilis par les vols intrieurs) .

En France

Tout produit ptrolier est dans ce pays un produit d'importation d'abord donc assujetti des "spcifications douanires". Viennent ensuited'autres spcifications qui sont :

2

3

3,4,5




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des spcifications administratives,des spcifications intersyndicales,des spcifications internes,des spcifications particulires.

Les deux premires catgories permettent l'tat de prlever diverses taxes et impts, la troisime concerne la profession elle-mme, laquatrime concerne l'image de marque de la compagnie ptrolire elle-mme et la dernire permet aux compagnies de soignerparticulirement leurs gros clients.

Pour les produits livrs l'arme, celle-ci peut dfinir (et exiger) des spcifications particulires (pour les krosnes d'avions de chassenotamment).

Il n'existe donc pas, pour un produit ptrolier donn, une srie unique de spcifications, mais une gamme de caractristiques techniques.

Pour dterminer les valeurs de ces caractristiques et faire des contrles de qualits des produits avant leurs mises sur le march, chaqueraffinerie possde son laboratoire et matriel d'analyse, utilis pour chaque phase du processus de fabrication, et de suivi de l'volution et/oud'ventuels changements dans les caractristiques (y compris du ptrole brut dont la composition varie selon les gisements). En bout dechane, c'est ce laboratoire qui dcide de donner ou non le feu vert la mise sur le march.

C'est le laboratoire qui dlivre en fin de compte le certificat de conformit du produit avant sa mise sur le march. En cas de contestation dela part de la clientle, c'est encore le laboratoire qui va jouer le rle d'expert en concordance avec celui du client, qui, en gnral, est unlaboratoire indpendant.

Concernant la procdure de contrle des caractristiques, les laboratoires doivent suivre des normes bien prcises, labores par des

agrments nationaux (ou internationaux), telles que :

ASTM (American Society for Testing Materials)NF (Normes Franaises)IP (Institute of Petroleum)

Nous allons donner ci-aprs, pour exemple, quelques caractristiques principales :

Densit15/4 (specific gravity60 F/60 F): c'est le rapport de la masse volumique (le rapport masse sur volume) du produit 15 C parrapport celle de l'eau mesure 4 C. En effet, 4 C, la masse volumique de l'eau pure est gale 1 kg/L, cest--dire que 1 litre d'eau cette temprature pse exactement 1 kg. Limites MINIMALE et MAXIMALE. C'est une caractristique importante et elle est dterminepour tous les produits vendables.

Teneur en soufre (sulfur content)(exprime en % massique); comme il a t dit plusieurs reprises, le soufre et ses composs sont trscorrosifs et corrodent les mtaux dans les circuits d'alimentation des carburants. Il est donc partout prohib. Aussi c'est une caractristique

importante dterminer. En toute logique, pour chaque produit on met une limite MAXIMALE de soufre.

Indice d'octane NOR (octane number (RON)); cette caractristique dtermine la qualit d'un carburant automobile. Ici la limite est unelimite MINIMALE.

Distillation (distillation): c'est une caractristique dterminer afin de connatre le comportement d'un produit sous l'aspect"carburation".

Pour cela, on distille le produit la pression normale et en recueillant les volumes distills chaque temprature spcifique (avant 70 C,avant 140 C et avant 195 C), on dtermine la qualit du produit :

le point 10 % distills avant 70 C caractrise la facilit du dmarrage froid. le point 50 % distills avant 140 C caractrise la souplesse dans les reprises, car ce point indique une bonne rapidit dans l'vaporation

de l'essence. la point 95 % distills avant 195 C veut dire que le carburant ne contient pas trop de produits lourds nfastes au moteur (risque de

formation de coke) et donne au moteur une plus grande longvit.

Viscosit (viscosity): c'est la rsistance qu'opposent, les molcules d'un liquide quelconque, une force tendant les dplacer. Laviscosit d'un corps diminue quand la temprature augmente, par consquent, la viscosit doit, toujours tre donne, avec une temprature.Sans celle-ci, sa valeur n'a aucune signification. Dans la pratique, on dtermine la viscosit cinmatique en cSt 20 C (fioul domestique), 40 C (gazoles) 50 C et 100 C (fiouls lourds). Il existe deux viscosits : la viscosit dynamiqueabsolue, exprime en poise, la viscosit cinmatiquequi s'exprime en stokes, mais le plus souvent en centiStokes (cSt). La limite peut tre MINIMALE ou

MAXIMALE ou les deux. Les valeurs peuvent tre donnes dans diffrentes units pratiques :

centiStokes (cSt)

degrs Engler (E) secondes Redwood Saybolt Furol Saybolt Universal




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mm/s

Indice de ctane (cetane index): cet indice est comparable l'indice d'octane pour les essences, mais ici on mesure l'aptitude l'inflammation rapide du produit (gazoles). Il se mesure avec un moteur analogue au moteur CFR. La mesure se fait par comparaison avecun mlange de rfrence de ctane (celui-ci s'enflamme trs bien) et d'alpha-mthyl-naphtalne qui ne s'enflamme pas spontanment. Pourcette caractristique, la limite est MINIMALE.

Point clair (flash point): c'est la temprature laquelle les vapeurs libres par le produit explosent lors de l'application d'une flamme.La limite est MINIMALE.

Point de conglation (freezing point): c'est une caractristique importante pour le Jet Fuel, c'est la temprature en C mesure aumoment o les premiers cristaux apparaissent. La limite est MAXIMALE.

Point d'coulement (pour point): il est dtermin par la plus basse temprature laquelle, dans les "conditions normalises "unliquide conserve une fluidit suffisante. La limite est MINIMALE.

Point de trouble (cloud point): c'est la temprature laquelle, le produit donne un aspect trouble, quand on le refroidit dans desconditions normalises. La limite est MAXIMALE.

Temprature limite de filtrabilit (TLF)est la temprature laquelle, par diminution de la temprature du produit, celui-ci ne parvientplus traverser un filtre dont les caractristiques sont dfinies par des normes fixes l'avance, en tant aspir par une dpressioncontrle. La limite est MAXIMALE.

Ces caractristiques sont importantes, mais il en existe d'autres telles que la corrosion sur une lame de cuivre pour les carburants, la teneur

en mercaptans (ou RSH) pour le Jet Fuel, lePONA(% en volume de Paraffines, Olfines, Naphtnes et Aromatiques) pour le naphta lourd,la pntrabilit, le point d'coulement, la temprature de ramollissement (bille-anneau) pour les bitumes, la teneur en sdiments, en cendres,en mtaux lourds

Seul le laboratoire d'analyse de la raffinerie est responsable des analyses et de ses rsultats.

Le parc de stockage

Article dtaill : Stockage du ptrole et du gaz.

D'une manire gnrale, l o il y a du ptrole, il y a toujours un parc de stockage. En effet, on trouve du stockage aux lieux de production,aux terminaux ptroliers, au dpart et l'arrive des gazoducs et des oloducs et donc dans les raffineries.

Il existe toujours un parc de stockage dans chaque raffinerie. Selon la complexit de la raffinerie, le nombre de bacs de stockage varie. Pourchacune des charges, pour chacun des produits intermdiaires et finis, on a toute une srie de bacs de diffrentes tailles. En plus pourcertains produits retraiter on a des bacs de slop ou des bacs de contaminats.

Les bacs sont de deux sortes : les bacs toit flottant et ceux toit fixe. Chez les premiers, le toit flotte et suit le niveau du produit, tandis quechez les derniers, le toit est fixe.

Comme le propane et le butane sont des gaz liqufis sous pression, on les met dans des cigares pour le propane et des sphres pour lebutane.

Quant aux bruts, il existe des bacs pour bruts BTS et des bacs pour bruts HTS. En effet, les bruts basse teneur en soufre sont plus chers l'achat et les produits issus de ceux-ci sont plus chers aussi la vente. Le nombre de bacs de bruts dpend de la capacit de traitement de laraffinerie. En gnral, par dcantation, les bruts laissent toujours un dpt visqueux (appel "slop") au fond des bacs qu'il faut purger detemps en temps.

Afin d'conomiser la construction des bacs, on peut aussi utiliser certains bacs pour mettre deux produits intermdiaires diffrents, maisnanmoins assez proches au point de vue caractristiques.

Pour les produits finis, selon les besoins du march, le nombre de bacs est lev pour certains produits et faible pour certains autres.

Parc de stockage de la raffinerie MiRO Karlsruhe, en Allemagne, avec des rservoirs de forme diffrente pour les produits ptroliers gazeux (gaz deptrole liqufi), liquides (essence ou fioul) et solides (coke de ptrole).




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En dehors de la raffinerie, si la configuration du terrain est favorable, existence des couches souterraines impermables, on creuse descavits dans le sous-sol pour y stocker des produits ptroliers. C'est ainsi que la socit Gostock possde beaucoup de ces cavits qu'elleloue aux raffineurs et autres utilisateurs indpendants. Mais les raffineurs eux-mmes ont des participations dans le capital de Gostock.

Pour avoir des cavits souterraines, on cherche des formations salifres, on creuse la profondeur voulue, puis on procde au lessivage.Pour cela, un tubage est install avec deux tubes concentriques, le tube extrieur doit se trouver au sommet du dme de sel et le tubeintrieur doit se trouver la base. On injecte de l'eau douce et on vacue la saumure, on continue cette opration jusqu' ce que lesdimensions de la cavit atteignent le volume dsir.

Ensuite, on remplace ce tubage par un tubage d'exploitation et on injecte le produit stocker sous pression. D'autres cavits que les cavitssalifres peuvent tre utilises, du moment que le sous-sol s'y prte : galeries excaves, mines dsaffectes.

C'est ainsi qu'on trouve, en France, des stockages d'thylne Viriat prs de Lyon, Manosque pour le stockage de bruts, Petit-Couronnepour les C3/C4, Lavra pour les GPL, Tersanne pour le gaz naturel et May-sur-Orne prs de Caen.

Le stockage souterrain a plusieurs avantages :

discrtion,scurit incendie,protection de l'environnement,esthtique,conomie d'investissements,rentabilit face la distorsion des demandes saisonnires,stocks de rserves commodes.

Les moyens de rception et d'expdition

Afin de pouvoir rceptionner les bruts traiter et certains produits retraiter, et d'expdier les produits fabriqus vers les lieux deconsommation, il est toujours prvu des moyens de rception et d'expdition dans une raffinerie.

Ces moyens sont nombreux et variables dpendant de la localisation de la raffinerie. Si celle-ci se trouve en bord de mer, c'est surtout parvoie maritime que les bruts arrivent et que les produits sont expdis. Si elle se trouve prs d'un fleuve navigable par des barges et des petitstankers, c'est ce moyen qui est utilis. Par contre si la raffinerie se trouve l'intrieur des terres, on peut envisager diffrentes modes derception et d'expdition : par fer, par camions citerne, par oloduc.

C'est ainsi que la raffinerie de Grandpuits est alimente en bruts par l'oloduc Le Havre-Grandpuits, et l'expdition des produits se fait parbarges, par fer et par camions citerne. Il en est de mme pour la raffinerie de Feyzin qui est alimente par l'oloduc Sud-Europen SPSE. Par

contre Lavra, la raffinerie est alimente partir du stockage du terminal ptrolier travers un petit oloduc. Il en est de mme pour laraffinerie de Yanbu et celle d'Aramco Dahran en Arabie Saoudite.

En rgion parisienne, la petite production de brut Chailly-en-Bire est achemine Grandpuits par camions citerne. Pour la rception aussibien que pour l'expdition, tous les moyens de transport sont munis de compteurs et aprs comptage, les volumes reus ou expdis sontramens la densit normale (D15/4) pour tre comptabiliss.

Rejets, environnement, hygine et scurit

Raffiner implique de consommer de l'eau ; A titre d'exemple, en 2009, les trois raffineries de ptrole du Qubec ont dclar avoir rejet 9,93 millions de m3 cubes deaux de procd (pour 150,7 millions de barils de ptrole, soit 65,89 litres deaux uses par baril de

trole raffin, ou 0,488 mtre cube deaux uses par tonne de ptrole raffin (tpr) , sans tenir compte de l'eau vapore durant le process.Les raffineries sont soumises une rglementation variant selon les pays, visant notamment limiter le risque de pollution (accidentelle

et/ou chronique), ainsi que le risque d'accident. En France, ce sont des installations classes au titre de l'environnement, et en Europe ellessont soumise la directive Seveso. Leurs rejets dans l'air (vaporation d'hydrocarbure, torchage, etc.) et dans l 'eau font l'objet d'unautocontrle, lui-mme priodiquement contrl par les autorits comptentes (au rythme d'une raffinerie tous les deux ans au Qubec ).Les effluents des raffineries de ptrole contiennent de l'ammoniac, des sulfures et des phnols (cotoxiques, seuls ou combins) . Ilscontiennent divers polluants ou produits indsirables dont des hydrocarbures, des phnols, des composs soufrs, des composs azots,des matires en suspension et dans une moindre mesure, des mtaux (Al, As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni Se, V, Zn) . Peuvent aussi treprsents des cyanures, des tensio-actifs, du phosphore . Certaines raffineries produisant de l'ther thyltertiobutylique (MTBE) enperdent aussi dans leurs effluents . Les rseaux d'eaux pluviales peuvent aussi contenir certains de ces contaminants lessivs par l'eau lorsde son parcours dans l'usine . Parmi les hydrocarbures souvent retrouvs dans les sols de raffineries ou dans les effluents, se trouvent desaromatiques polycycliques (HAP), du benzo[a]pyrne, toxiques pour la vie aquatique [9], des HAP peu biodgrables , du benzne et toluneet autres COV dont certains sont cancrignes et/ou mutagnes .Le personnel doit tre protg de l 'inhalation et absorption de produits toxiques. Des squelles de pollution des sols peuvent tre conservessur les friches industrielles autrefois occupes par des raffineries.

Notes et rfrences

1. http://books.google.com/books?id=FYAA3pHLppAC&lpg=PA490&ots=1M6HwHibTq&dq=reformage%20catalytique&pg=PA491#v=onepage&q=reformage%20catalytique&f=false

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2. OCDE (2013), LOCDE prconise le rapprochement de la politique nergtique, des finances publiques et des objectifs denvironnement(http://www.oecd.org/ctp/oecdcallsforbetteralignmentofenergypolicypublicfinancesandenvironmentalgoals.htm), (communiqu dat 28/01/13, consult 2013-02-21)

3. Stphanie Senet (2013),L'OCDE appelle rformer la fiscalit cologique (http://www.journaldelenvironnement.net/article/l-ocde-appelle-a-reformer-la-fiscalite-ecologique,33227?xtor=EPR-9), Journal de l'environnement ; Article dat 20 fvrier 2013, consult : 20 fvrier 2013

4. OCDE, LOCDE prconise le rapprochement de la politique nergtique, des finances publiques et des objectifs denvironnement(http://www.oecd.org/ctp/oecdcallsforbetteralignmentofenergypolicypublicfinancesandenvironmentalgoals.htm), (communiqu dat 28/01/13, consult 2013-02-21)

5. OCDE (2013), Taxing Energy Use ; A Graphical Analysis (http://www.keepeek.com/oecd/media/taxation/taxing-energy-use_9789264183933-en);DOI:10.1787/9789264183933-en ; prsentation(http://www.oecd.org/fr/fiscalite/analysedespolitiquesfiscales/taxerlaconsommationdenergieanalysegraphique.htm), communiqu OCDE

(http://www.oecd.org/fr/ctp/locdepreconiselerapprochementdelapolitiqueenergetiquedesfinancespubliquesetdesobjectifsdenvironnement.htm) et rsum(http://www.keepeek.com/Digital-Asset-Management/oecd/taxation/taxing-energy-use/executive-summary_9789264183933-3-en), 2013

6. Ces 3 raffineries sont celles dePtro-Canada(devenue Suncor nergie inc.suite une fusion en aot 2009), de Shell Canada Limite, situes Montral-Est,et celle d' Ultramar Limite(Valero Energy Corp.), Lvis. Source : Gouvernement du Qubec (2011),Les effluents liquides du secteur des raffineries de

ptrole : Bilan de conformit environnementale de 2009 (http://www.mddep.gouv.qc.ca/milieu_ind/bilans/petroliere/2009/raffineries2009.pdf), Dpt Lgal -Bibliothque et Archives nationales du Qubec, 2011 ; 71 pages, ISBN 978-2-550-63160-6 (PDF). voir page VII du sommaire

7. Gouvernement du Qubec (2011),Les effluents liquides du secteur des raffineries de ptrole : Bilan de conformit environnementale de 2009(http://www.mddep.gouv.qc.ca/milieu_ind/bilans/petroliere/2009/raffineries2009.pdf), Dpt Lgal - Bibliothque et Archives nationales du Qubec, 2011 ;71 pages, ISBN 978-2-550-63160-6 (PDF). Voir chap. Portrait synthse des rejets liquides, page 15/71

8. Un programme de contrle spcialement consacr la vrification des donnes dautosurveillance est appliqu par le Ministre, au rythme duneraffinerie tous les deux ans ; in Gouvernement du Qubec (2011),Les effluents liquides du secteur des raffineries de ptrole : Bilan de conformitenvironnementale de 2009 (http://www.mddep.gouv.qc.ca/milieu_ind/bilans/petroliere/2009/raffineries2009.pdf), Dpt Lgal - Bibliothque et Archivesnationales du Qubec, 2011 ; 71 pages, ISBN 978-2-550-63160-6 (PDF). Voir le chapitres 2.3 page 14 (Contrle des donnes d'auto-surveillance)

9. Gouvernement du Qubec (2011), Les effluents liquides du secteur des raffineries de ptrole : Bilan de conformit environnementale de 2009(http://www.mddep.gouv.qc.ca/milieu_ind/bilans/petroliere/2009/raffineries2009.pdf), Dpt Lgal - Bibliothque et Archives nationales du Qubec, 2011 ;71 pages, ISBN 978-2-550-63160-6 (PDF). Voir les chapitres 1.2 ((Nature des effluents) et 1.3 (Effets potentiels sur le milieu rcepteur)

Annexes

Articles connexes

Industrie ptrolireAnalyse d'un ptrole brutClassification des hydrocarbures liquidesPtrochimieProduction d'huileListe des raffineries de ptroleListe des raffineries franaises

Rgions ptrolifresGaz naturelNaphtne

Liens externes

Union Franaise des Industries Ptrolires (http://www.ufip.fr) (UFIP) ), site du syndicat professionnel reprsentant l'ensemble desactivits ptrolires exerces sur le territoire franais mtropolitainUn site explicatif mis en place par Total (http://www.planete-energies.com/contenu/petrole-gaz.html) pour informer sur les nergiesfossiles et plus particulirement sur le ptroleVido de production chimique sur la mer Caspienne en Russie (http://www.tvdata.ru/industrial/oil_refinery)Golocalisation des raffineries dans le monde sur le site Europtrole (http://www.euro-petrole.com/re_06_geolocalisation_sites_petroliers.php)Golocalisation des raffineries en France sur le site Europtrole (http://www.euro-

petrole.com/re_07_geolocalisation_sites_petroliers_france.php)

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