La raffinerie et le raffinage








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Isomérisation


L’isomérisation est une réaction permettant de transformer de la paraffine linéaire en paraffine isomère ce qui augmente son indice d’octane. Pour l’isomérisation, on utilise le naphta léger. Le composé obtenu est appelé isomérat et entre dans la composition des essences.

Reformage catalytique


Le but du reformage catalytique est de transformer des constituants naphténiques en composés aromatiques qui possèdent un indice d’octane plus élevé et qui servent de base au mélange des essences. L’unité de reformage est constituée de trois réacteurs qui contiennent chacun un catalyseur et un fractionnateur. Qui servent à la séparation des produits sortant des différents réacteurs. Le catalyseur étant très sensible à la présence de produits sulfurés ou azotés (et de leurs dérivés), il est impératif que la charge entrant dans le réacteur en soit exempte.

La réaction se déroule sous haut pression et à des températures avoisinant les 550°C et produit du dihydrogène provenant des molécules naphténiques. Cette réaction est de type endothermique puisque les liaisons des molécules naphténiques s’ouvrent et libèrent du dihydrogène pour donner naissance ensuite à des molécules aromatiques telles que le benzène par exemple.

Cette molécule de benzène est une molécule de forme hexagonale ayant trois doubles liaisons. Sa formule chimique est C6H6.

La réaction ayant lieu dans le réacteur peut être schématisée comme suit :

ttd-paris-deshydrogenation-naphtene.jpg

Cette réaction est en fait une réaction de déshydrogénation, c’est-à-dire que l’on obtient du benzène en déshydrogénisant partiellement du cyclohexane.

La charge de l’unité peut venir de différentes unités de la raffinerie comme par exemple le naphta lourd provenant de la distillation atmosphérique et qui a préalablement été lavé dans l’unité d’hydrotraitement.

On obtient, à la sortie du fractionnateur, divers produits que sont l’hydrogène, le fuel gazeux, la coupe propane-butane, la coupe pentane et le reformat qui entre dans la composition des essences.

En ce qui concerne l’hydrogène, il est utilisé pour l’hydrotraitement et l’hydrodésulfuration, le gaz est quant à lui au réseau fuel gaz, la coupe propane-butane est envoyée vers le gas plant et la coupe pentane ainsi que le reformat sont stockés pour servir de base aux mélanges de carburants.

Craquage catalytique en lit fluide


Il s’agit là d’un procédé qui permet, en présence d’un catalyseur, de transformer les coupes lourdes à longue chaînes carbonées en coupes plus légères qui pourront ensuite être utilisées dans la fabrication de carburants.

Les grosses molécules hydrocarbonées vont être cassées, en présence du catalyseur et à haute température (de 450°C à 550°C) et pression, pour obtenir des molécules de plus petite taille et qui auront un indice d’octane plus élevé.

Les premiers catalyseurs étaient des silice-aluminés qui étaient capables de rompre des liaisons entre les atomes de carbone de par leur caractère acide. Depuis, on a amélioré ces catalyseurs en y ajoutant des tamis moléculaires3 et des terres rares4. Ces améliorations permettent d’effectuer les

opérations de craquage à des températures moins élevées et sous des pressions normales.

Le procédé généralement utilisé pour le craquage est le FCC (Fluid Catalytic Cracking), qui est un procédé américain. Ce procédé est basé sur un lit fluide de catalyseur qui est en suspension dans la charge et dont la grosseur ne dépasse pas les 50 µm. La charge est envoyée, après chauffage, sous forme gazeuse dans le réacteur. Dans ce procédé, le catalyseur est envoyé de manière continue.

Les charges qui alimentent le FCC proviennent de la distillation sous vide : ce sont des distillats lourds et légers. Lorsque les charges sortent du fractionnateur, on recueille différents produits : le fuel, la coupe C3/C4 qui contient beaucoup d’oléfines telles que le butadiène et les butènes, l’essence totale de FCC qui sera utilisée dans la fabrication des carburants après avoir subi une désulfuration, le gazole FCC utilisé pour la fabrication de gazole de moteur ou de gazole de chauffage et le gazole lourd qui est utilisé pour la production de fuel.
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