GENERALITES SUR LE PETROLE BRUT

CLASSIFICATION DU PETROLE BRUT

Le pétrole brut, comme produit fossile extrait des sous sols, est constitué majoritairement d’hydrocarbures et de soufre (à hauteur de 0,2 à 5%), viennent ensuite l’azote et l’oxygène (0 à 1%) et des traces de métaux comme le vanadium et le nickel. Dans le cas du Sénégal, le raffinage utilise le pétrole brut BTS de masse volumique 0,85kg /m3 car les installations de la raffinerie sont conçues pour le traitement de ce type de brut. Le pétrole brut BTS est un brut léger constitué en grande majorité d’alcanes linéaires ou ramifiés séparés par distillation. D’autres produits tels les naphténiques et les aromatiques peuvent ensuite synthétisés par des techniques comme le craquage catalytique et le reformage catalytique.

produits du raffinage du brut BTS

Le pétrole brut contient souvent de l’eau, des sels inorganiques, des solides en suspension et des traces de métaux. La première étape du raffinage consiste à éliminer ces contaminants par dessalage pour réduire la corrosion, le colmatage et l’encrassement des installations et empêcher l’empoisonnement des catalyseurs dans les unités de production. Au Sénégal, la raffinerie utilise le dessalage électrostatique qui consiste à appliquer une tension électrique élevée sur le brut pour concentrer l’eau et les ions métalliques dans la partir inférieure du dac de décantation. Des agents tensio-actifs sont ajoutés lorsque le pétrole brut renferme beaucoup de solides en suspension. Le pétrole brut dessalé est récupéré en continu à la partie supérieure par décantation puis envoyé à la tour ou colonne de distillation Dans les tours de distillation atmosphérique, le pétrole brut dessalé est préchauffé en utilisant la chaleur recyclée provenant des procédés. Cette charge est ensuite acheminée vers un réchauffeur à chauffage direct, puis vers le bas d’une colonne de distillation verticale, à des pressions légèrement supérieures à la pression atmosphérique et à des températures allant de 343 °C à 371 °C, pour éviter tout craquage thermique indésirable qui se produirait à des températures plus élevées. Les fractions légères (à bas point d’ébullition) se diffusent dans la partie supérieure de la tour, d’où elles sont soutirées en continu et acheminées vers d’autres unités en vue de subir un traitement plus poussé avant d’être mélangées et distribuées.

Les fractions ayant les points d’ébullition les plus bas, comme le gaz combustible et le naphta léger, sont soutirées au sommet de la tour sous forme de vapeurs. Le naphta, ou essence de distillation directe, est repris à la partie supérieure de la tour comme produit de tête. Ces produits sont utilisés comme matières premières et de reformage, essences de base, solvants et gaz de pétrole liquéfiés. Les fractions plus lourdes à point d’ébullition plus élevé (appelées résidus, queues de distillation ou résidus de première distillation) qui se condensent ou qui restent dans la partie inférieure de la tour sont utilisées comme fiouls ou matières premières pour les unités de production de bitume ou de craquage, ou sont acheminées vers un réchauffeur et une tour de distillation sous vide pour subir un fractionnement plus poussé. L’opération conduit à des hydrocarbures aliphatiques (alcanes linéaires ou ramifiés) dont le nombre de carbone varie de un (1) à douze (12).

PRESENTATION DES ALCANES

La première fraction issue de la colonne de distillation est essentiellement constituée d’hydrocarbures légers : Méthane Éthane Propane Butane . Le reste du pétrole subit une nouvelle distillation avec des conditions plus vigoureuses (une température de 130°C et une pression supérieure à 2 bars). On obtient entre autres produits : l’hexane, le naphta, des essences (ordinaire et super) et le gazole. Les gaz légers comme le méthane et l’éthane n’ayant pas de forte valeur marchande en tant qu’hydrocarbures sont en partie réutilisés comme combustible dans la raffinerie pour chauffer les fours et le reste brulé au niveau de la torche pour éviter leur dispersion dans l’atmosphère. La distillation fractionnée dans la colonne de la raffinerie utilise la température d’ébullition des alcanes comme grandeur physique caractéristique pour la séparation des alcanes. A titre d’exemple le tableau ci-dessous représente une coupe de distillation des alcanes fossiles obtenus à partir du raffinage.

Une coupe pétrolière est un mélange d’hydrocarbures distillant dans une plage de températures données. Les hydrocarbures gazeux provenant du raffinage peuvent se retrouver dans l’atmosphère à la température ordinaire à cause des fuites dans les bacs de stockage des centres d’emplissage et de distribution et aux pertes de toute sorte. L’essence pour automobile produit par les raffineries renferme des isomères d’alcanes de 5 à 10 atomes de carbone. L’odeur manifeste des gaz aux abords des centres d’emplissage montre les quantités d’hydrocarbures perdues lors de la distribution et du transport et par la suite leur dispersion dans l’atmosphère du fait de leur volatilité. La compréhension de l’impact environnemental de ces composés organiques et leurs dérivés dans l’atmosphère passe par une analyse de leurs propriétés physicochimiques en vue d’étudier les modifications éventuelles qu’ils peuvent subir suivant les conditions atmosphériques.