Les procédés
de séparation
La première
étape est celle de la séparation des molécules par
distillation atmosphérique (c'est-à-dire à la pression
atmosphérique normale), en fonction de leurs poids
moléculaires.
Ce procédé consiste à chauffer le pétrole à 350/400
°C pour en provoquer l'évaporation. Le chauffage
s'effectue à la base d'une tour de distillation
de 60 mètres de haut, appelée aussi topping. Les
vapeurs de brut remontent dans la tour tandis que
les molécules les plus lourdes, ou résidus lourds,
restent à la base sans s'évaporer. À mesure que
les vapeurs s'élèvent, les molécules se condensent
les unes après les autres en liquides, jusqu'aux
gaz qui atteignent seuls le haut de la tour, où
la température n'est plus que de 150°C. À différents
niveaux de la tour se trouvent des plateaux qui
permettent de récupérer ces liquides de plus en
plus légers. Chaque plateau correspond à une fraction
de distillation, appelée aussi coupe pétrolière,
depuis les bitumes (hydrocarbures très visqueux)
jusqu'aux gaz.
Les résidus
lourds issus de cette distillation renferment encore
beaucoup de produits de densité moyenne. On les
soumet, dans une autre colonne, à une seconde distillation
qui permet de récupérer plus de produits moyens
(fiouls lourds et gazole).
Les procédés de conversion
Après
les opérations de séparation, la proportion d'hydrocarbures
lourds reste encore trop importante. Pour répondre
à la demande en produits légers, on " casse " ces
molécules lourdes en deux ou plusieurs molécules
plus légères.
Ce procédé
de conversion, appliqué à 500 °C, est également
appelé craquage catalytique car il fait intervenir
un catalyseur (substance accélérant une réaction
chimique).
75 % des produits lourds soumis à la conversion
sont ainsi transformés en gaz, essence et gazole.
D'autres procédés permettent d'améliorer ce résultat
par des ajouts d'hydrogène (hydrocraquage) ou en
employant des méthodes d'extraction du carbone (conversion
profonde).
Plus une conversion est poussée, plus elle est coûteuse
et gourmande en énergie.
L'objectif permanent des raffineurs est de trouver
l'équilibre entre degré et coût de la conversion
!
Les procédés
d'amélioration dont l'adoucissement
Ils
consistent à réduire fortement ou éliminer les molécules
corrosives ou néfastes à l'environnement, en particulier
le soufre.
Les normes de l'Union européenne (UE) en matière
d'émissions de soufre sont strictes : depuis le
1er janvier 2009, l'essence et le gazole contenant
plus de 10 ppm
(10 mg/kg) de soufre ne doivent pas être utilisés
sur le territoire européen.
Ces mesures visent à améliorer la qualité de l'air
ambiant : elles permettent d'optimiser l'efficacité
des technologies de traitement catalytique des gaz
d'échappement des véhicules.
La désulfuration du gazole s'effectue à 370
°C, sous une pression de 60 bars et en présence
d'hydrogène dont l'action consiste à extraire la
plus grande partie du soufre organique que l'on
retrouve sous forme de sulfure d'hydrogène (H2S).
Ce dernier est ensuite traité pour produire du soufre,
substance utilisée dans l'industrie.
Le kérosène, les gaz butane et propane sont, eux,
lavés à la soude.
Ce traitement, appelé adoucissement, débarrasse
ces produits des composés soufrés (H2S et mercaptans)
qu'ils contiennent.
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