A) La pétrochimie

La chimie du pétrole a débuté vers 1920 et a connu un développement prodigieux dans le monde entier. La pétrochimie s'appuie sur les propriétés qu'ont certains hydrocarbures de s 'associer à d'autres atomes et de former avec eux des produits de synthèse. Grâce à cela, les chimistes ont pu obtenir des matières plastiques, des caoutchoucs, des fibres synthétiques, des engrais, des colorants, des solvants etc...

 

 

   Les matières premières servant à la fabrication des produits de base de la pétrochimie, appelées "charges" peuvent être soit du gasoil, soit des essences lourdes, soit le "gaz de craquage". Le terme pétrochimie signifie aussi la transformation des produits pétroliers en bases pétrochimiques à partir desquelles sont fabriqués près de 80 000 produits divers commercialisés.

 

   On peut donc distinguer deux séries de base pétrochimique: les oléfines et les aromatiques.

  • 1ére base pétrochimique : les oléfines sont des carbures non saturés ou insaturés, c'est à dire qu'elles présentent une seule double liaison entre deux atomes de carbone.                                   
  •                                                                       

   Le plus important étant l'éthylène (C2 H4) ou encore le propène (C3 H6). L'éthylène constitue la matière première fondamentale de l'industrie chimique et des plastiques. La double liaison de la molécule de carbone peut se libérer facilement pour s'associer à des molécules d'oxygène (oxyde d'éthylène) ou avec d'autres molécules d'éthylène (polymérisation). Ce pénomène permet d'observer la naissance de polymères comme le polyéthylène à haute densité qui est utilisé pour le moulage des objets durs résistant à l'eau bouillante (flacons, bidons, tubes) ou des pièces automobiles, des jouets ou encore des appareils ménagers. Le polyéthylène à basse densité, lui, est à l'origine de nombreux objets de grande consommation domestique ou industrielle.

   L'autre produit des oléfines est le propylène (C3 H6). Ses principaux dérivés permettent l'obtention de solvants, des plastiques, des fibres élastiques, des alcools etc...                                                                                                       

                                                                                             

 

  • 2ème base pétrochimique : les hydrocarbures aromatiques donnent des solvants, des gommes, des résines et des produits entrant dans la fabrication du caoutchouc synthétique mais aussi des plastiques, des fibres de polyester, des peintures et des vernis.

   Cette pétrochimie a permis la création de nouveaux produits comme les matières plastiques. Grâce à la diversité de leurs propriétés physiques et chimiques, les produits de synthèse des matières plastiques peuvent remplacer pratiquement tous les matériaux employés avant leur création comme le bois, le verre, les métaux et textiles naturels. voici deux produits de synthèse les plus utilisés:

       - le polyéthylène: sert à la fabrication de nombreux objets tels que bassine , flacons, seaux etc...   

       - le polystyrène: pour l'isolation, l'emballage.

   Les progrès de la pétrochimie ont été considérables dans la mise au point des fibres synthétiques qui sont opposés aux fibres naturelles telles que le lin ou encore le coton. Les tissus que l'ont fabriquent à partir de ces fibres possèdent de nombreuses qualités telle que sa grande résistence aux frottements, ils se lavent facilement et sèchent vite. On peut aussi remarquer, qu'ils sont légers, s'usent difficilement et ont une présentation déterminé (ex : plissée) qui est obtenue par la chaleur en cours de fabrication.

  Il existe quatre familles importantes de tissus synthétiques :

       - Les polyamides tel que le nylon qui est le premier textile synthétique. Il doit sa popularité à sa résistence égale à celle de l'acier (50 000 plis avant rupture), à sa grande élasticité et à ses propriétés hydrophobes (qui repoussent l'eau).

      - Les polyacryliques où l'orlon (ou crylon en France) sert au tissage de tricots, pulls-overs et vêtements contre le froid. C"est un tissu chaud, laineux et gonflant.

     - Les polyvinyliques, eux, sont des fibres ininflammables, isolantes. Ils servent à la fabrication de tissus d'ameublement. 

 

     - Les polysters qui englobe principalement le tergal. C'est un tissu infroissable, indéformable et irrétricissable. Ils servent beaucoup aux tissus d'habillement.

   Les détergents synthétiques sont aussi une grande invention de la pétrochimie. Ces détergents permettent de remplacer les produit de netoyages classiques tels que les savons, l'eau de javel et les acides. Leur pouvoir mouillant permet de renforcer l'action humidifiante de l'eau qui permet d'optimiser le nettoyage. D'autre part, les détergents synthétiques conservent leurs mêmes propriétes alors que le savon, en eau calcaire, forment des produits insolubles. Ces détergents sont utilisés pour le nettoyage de la vaisselle, des murs, des vitres, la lessive etc...        

    La dernière grande réussite de la pétrochimie sont les caoutchoucs synthétiques. lls sont utiles à énormément d'usages tels que les pneus, le confectionnement des imperméables, des bottes, des semelles de chaussure, la fabrication des câbles électriques, celles de coussins, matelas mousse etc...

 

 

   Pour obtenir tous ces produits, on peut observer deux procédés pétrochimiques importants tels que le craquage à la vapeur ou encore les procédés d'extraction. En ce qui concerne le craquage à la vapeur, il permet d'obtenir des oléfines et pour les procédés d'extraction, les aromatiques.

   Le vapocraquage est donc un procédé pétrochimique par lequel des hydrocarbures saturés sont cassés en molécules plus petites et souvent insaturées. C'est donc la source principale de production d'alcènes (éthylène, propylène etc...) qui sont de grands intermédiares pour la fabrication d'une gamme de produits. Les produits de départ sont souvent du naphta (liquide transparent issu de la distillation du pétrole) mais peut également être de l'éthane (hydrocarbure de la famille des alcanes de formule brut C2 H6). Ils sont mélangés dans de la vapeur d'eau et sont amenés à environ 800°C car ils passent dans des tuyaux chauffés par des fours, pendant un temps inférieur à une seconde. Puis, ces produits de la réaction sont refroidis brutalement afin d'obtenir le mélange d'alcènes recherchés. 

 

 

  La composition exacte de ce mélange dépend des produits initials, de la température des fours et du temps de passage dans ceux-ci. Les produits initials légers (éthane) fourniront une plus grande quantité d'alcènes légers, alors que le naphta fournira également des composés aromatiques. Une température de craquage plus élevée est plus propice à la formation d'éthylène et de benzène, alors qu'une température plus basse fournit plus de propylène, d'hydrocarbures en C4, et de produits liquides.

   Tous ces oléfines formés sont des produits intermédiaires qui par des traitements spécials tels que l' oxydation ou encore la polymérisation (etc..) vont permettre la naissance d'une gamme de nouveaux produits.

   Par exemple, on va pouvoir observer grâce à un schéma tous les dérivés de l'éthylène:

 

 

 

 

   Les aromatiques produits au cours des réactions de vapocraquage sont, après hydrotraitement qui permet d'enlever le souffre présent, extraits de l'essence qui les contient. En général, on fait appel pour l'extraction à un solvant, le diméthylsulfoxyde ajouté à un certain pourcentage d'eau. Puis, La réextraction des aromatiques de leur association avec ce solvant est ensuite obtenue par le butane, qui est non aromatique, et qui se sépare aisément des aromatiques par distillation.

   Ces deux extractions des aromatiques sont amenées dans des colonnes pleines de liquide, appelées extracteurs,  qui sont munies d'un arbre rotatif portant des turbines d'agitation. C'est ainsi qu'on isole le benzène.

   Nous allons pouvoir voir grâce à la transformation du benzène de nouveaux produits:

 

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site