Craquge Catlytique Master 1

7/23/2019 Craquge Catlytique Master 1

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2.3.Conversion des coupes lourdes en coupes plus lgres

il existe un dsquilibre entre les rendements naturels des ptroles bruts

et la demande du march en produits ptroliers. Il convient donc detransformer les coupes lourdes excdentaires, qui ne sont utilisables

quen tant que fuels, en carburants (essence, krosne et gazole. !es

units de raffinage qui ralisent ces transformations sont appeles "

units de conversion . Elles regroupent les units de craquage

catal#tique, h#drocraquage, (procds catal#tiques, viscorduction et

cokfaction (procds thermiques.


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Le craquageAprs la distillation, dautres procds sont misen oeuvre pour modifer la structure molculaire

des ractions en vue dobtenir des produits plusrecherchs. Lun de ces procds, le craquage,ragmente (ou coupe) les ractions plus lourdes point dbullition plus lev pour donner des

produits plus utiles tels que des h!drocarburesga"eu#, des essences de base, du ga"ole et dufoul. $urant le craquage, certaines molcules secombinent (se pol!mrisent) pour en ormer deplus grosses. %l ! a essentiellement trois t!pes decraquage, savoir le craquage thermique, lecraquage catal!tique et lh!drocraquage.

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b!e craquage catal#tique

!e craquage catal#tique s$effectue % &''), il est donc moins co*teux en

nergie, et % l$aide d$un catal#seur (substance qui dclenche la raction

par sa prsence. Il consiste galement % +casser+ en petites molcules les

produits lourds

afin d$obtenir des produits lgers tels que

- des gaz (le butne pas exemple

- de l$essence

- du gazole.r/ce % ce craquage, on amliore la qualit de l$essence, on obtient des

caractristiques suprieures (carburant pour moteurs et produits

chimiques particuliers. 0e plus, il permet un meilleur contr1le de la

transformation des produits obtenus.

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2 Les procds de craquage catalytique!e craquage catal#tique permet dobtenir des molcules

plus simples par fragmentation dh#drocarbures complexes.

damliorer la qualit et daugmenter la quantit de

produits lgers plus intressants et de diminuer la quantit de

rsidus.0es h#drocarbures lourds sont exposs, dans des

conditions de temprature leve et de basse pression, % des

catal#seurs qui initient les ractions chimiques.2u cours de ce processus, il # a rarrangement de la

structure molculaire, ce qui transforme les charges

dh#drocarbures lourds en fractions plus lgres, par

exemple krosne, essence, gaz de ptrole liqufis33


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Le catalyseur4n choisit le catal#seur de fa5on % obtenir % la fois la

ractivit la plus leve possible et la meilleure rsistance %lattrition. !es catal#seurs utiliss dans les units de craquage

des raffineries sont normalement des matires solides

poreuses (zolithe, h#drosilicate daluminium, bauxite et

silico-aluminates se prsentant sous forme de poudres, de

billes, de pastilles ou de granules fa5onns appels extrudites.

*

La bauxiteest une rochelatritiqueblanche, rouge ou grise, caractrisepar sa orte teneur en alumineAl&+'et en o#!desde er. ette roche

constitue le principal mineraipermettant la production d-aluminium.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Rochehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Lat%C3%A9ritehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Minerai_%28roche%29https://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Minerai_%28roche%29https://fr.wikipedia.org/wiki/Ferhttps://fr.wikipedia.org/wiki/Oxydehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Aluminehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Lat%C3%A9ritehttps://fr.wikipedia.org/wiki/Roche


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!es zolithes sont des alumino6silicates cristallins a#ant la

structure des tamis molculaires.


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0iffrentes coupes sont obtenues en sortie de lunit 7 une

coupe gaz (C3C4) (!" # 2" $ en %asse de l&e''luent)

trs riche en olfines

7 une coupe essence (environ " $ en %asse de l&e''luent)

rice en olfines et en aromatiques et charge en

soufre,prsentant un 849 compris entre :' et :& ;

7 une coupe gasoil (environ 2*3 $ en %asse de l&e''luent)de trs mauvaise qualit.

7 une coupe slurry (+C,) (environ " # !" $ en %asse)

7 du co-e (" $ en %asse) dont la co%ustion dans le

rgnrateur dgage de la chaleur qui sert % vaporiser etcraquer la charge


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0

Les ractions %ises en /eu

!es ractions de craquage des h#drocarbures saturs, effectues avec

des catal#seurs acides solides,

Cra0uage de para''ines


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1sal-ylation des al-ylaro%ati0ues

!a chaine alk#le conduit a la formation dune olfine, la c#cle

aromatique tant stable dans les conditions de la raction.

0ans le cas de la deuxime raction la chaine fixe au c#cle aromatique

devient olfinique.Cra0uages des cycloalcanes

!es c#cloalcanes conduisent galement a la production dh#drocarbures

olfinique; par contre, dans les conditions du craquage catal#tique, on

peut considrer quel e c#clohexane est stable.


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2 cot de ces ractions importantes, ont lieu des ractions

secondaires contribuent a la composition finale de leffluent.

)#clane =olfine aromatique = paraffine

2romatique =olfine produits de condensation

8actions disomrisation olfine iso-olfines

>ransfert de radicaux alk#le entre aromatiques


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1&

actions de dis%utation

1co%position d&ydrocarures en carone et

ydrogne

1sydrognation


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canis%e de la conversion !es ractions se produisant au cours du craquage catal#tique font

intervenir des carbocations intermdiaires forms % la surface du

catal#seur acide.

!a formation des carbocations peut avoir lieu sur des sites prsentant une

acidit de ?ronsted de !e@is.

!a stabilit des carbocations forms est fonction de leurs

structure ; la stabilit dans lordre suivant

>ertiaire A secondaire A primaire


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!es carbocations formes donnent facilement des

rarrangements conduisant aux formes les plus stables. )es

rarrangement Boue un r1le important dans le procd car ils

conduisent a des h#drocarbures ramifis sont dont lindice

doctane est suprieur a celui des paraffines et des c#clanes.


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2 partir des paraffines, la premire tape est constitue par un

transfert dions h#drure


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1*

2.2.4 Le procd industriel


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3rincipe de & racteurs (procd 45 4luid atal!ticrac6ing) 5image 1repour craquage catal!tique

&me

pour rgnration du catal!seur Lit de catal!seur 7uidis (particule &25&22 8m

diamtre). atal!seur circule entre le racteur 1 et &de a9on ininterrompue

4onctionnement du procd 3rchau:age '25'/2; nsemble entre dans le racteur &me

?paration ga"@particules dans c!clones (ga" sort parla tte)

atal!seur vas vers racteur 1er ou la co6e et

carbone sont brBls (la chaleur est utilis pourentretenir raction)


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1/

>Cuents du &meracteur sont

ractionns par distillation. +nobtientD

ga" (propne, butne)

>ssenceEa"ole

4raction lourde ( rec!cler)


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3 + d


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&&

3. +ydrocra0uage

C#drocraquage permet de convertir les coupes ptrolires lourdes et

en particulier le distillat sous vide en coupes ptrolires plus lgres.

cest un procd dh#droconversion, qui travaille en prsence dCDetdont le but est de modifier le squelette h#drocarbon des molcules de

dpart.

)ette modification peut Etre

- une isomrisation sans modification du nombre datomes de carbone,on obtient alors des huiles ;

- un craquage avec modification notable du nombre datomes de

carbone, on obtient alors des produits plus lgers tels que lessence, le

krosne et le gazole.


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&'

!e procd dh#drocraquage comprend donc deux tapes

- une tape de puri'ication ou ydrotraite%ent, destine % liminer

essentiellement les composs azots et le soufre, et mettant en Fuvre

un catal#seur % base de 9iGH ou 9iGo sur alumine ;

7 une tape dydroconversion destine % modifier les molcules de

la charge, sur un catal#seur constitu de Jd ou 9i-o dpos sur un

support % base de zolithe K.

les ractions mises en Beu sont des ractions exothermiques qui sont

favorises % des tempratures pas trop leves. ce procd met en Fuvre

des ractions dh#drognation, en particulier des aromatiques et

dh#drocraquage qui ncessitent des pressions partielles dh#drogne

leves.


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&

!es conditions opratoires sont les suivantes

7 temprature L&' % ML' o) ;

7 pression N' % OP' bar ;

7 temps de contact ',& % L h ;7 C

DQC) R'' % O N'' mLQmL.

4n obtient dans ces conditions

7 de lessence (O& % D& S en masse de faible 849 (R& % P& qui est

envo#e au reformage catal#tique ;7 du krosne (L' % &' S en masse dexcellente qualit ;

7 du gasoil (D& % M& S en masse dexcellente qualit (indice de ctane

A &', dpourvu de soufre ;

-une base huile (' % D& S en masse galement dexcellente qualit.

-la grande consommation dh#drogne dans un contexte tendu dedisponibilit de lCDdans les raffineries, qui ncessite souvent la

construction dunits ddies % la production dCDtelles que le

reformage % la vapeur ;

-le co*t (investissement, fonctionnement, utilits, catal#seurs...


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&

mast1petroFgmail.comGot demail@master1F

$ans lindustrie ptrolire, le pointdcoulementdun produit est la tempraturelaquelle le produit commence scouler

La viscositpeut tre dfniecomme la rsistance l-coulementuniorme et sans turbulence seproduisant dans la masse d-unematire.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C3%A9raturehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C3%A9rature


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&*

4. Le cra0uage ter%i0ue

0ans les procds de craquage thermique, mis au point en O:OL, on

chauffe du fioul lger et du ptrole lourd sous pression dans de grands

ballons, Busqu% ce quils se fragmentent en molcules plus petitespossdant de meilleures proprits antidtonantes. )ette ancienne

mthode, qui donnait dimportantes quantits de coke solide

indsirable, a volu en procds de craquage thermique modernes

comprenant la viscorduction, le craquage % la vapeur et la

cokfaction.

Bruitproduitparquelque chosequie#plose.

?e dit d-un produit qui rsiste la dtonation ou empche le cliquetisdu moteur.
http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/bruit/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/produit/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/par/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/quelque-chose/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/qui/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/exploser/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/exploser/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/qui/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/quelque-chose/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/par/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/produit/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/bruit/


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&

4.! La viscorduction!a viscorduction est une forme de craquage thermique modr de

mlanges lourds qui permet de rduire le point dcoulement des

rsidus cireux et de diminuer considrablement la viscosit duproduit sans modifier sa plage dbullition. !e rsidu de distillation

atmosphrique est soumis % un craquage modr % la pression

atmosphrique dans un rchauffeur.

!a temprature est rapidement abaisse % laide de gazole froid pourprvenir tout craquage excessif, puis le mlange est soumis % dtente

dans une tour de distillation. !e goudron rsiduel obtenu lors du

craquage thermique, qui saccumule au fond de la colonne de

fractionnement, est soumis % une dtente sous vide dans une colonne

de rectification et

le distillat est rec#cl.

4 2 Le cra0uage # la vapeur


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&/

4.2 Le cra0uage # la vapeur

!e craquage % la vapeur produit des olfines par craquage thermique de

grosses molcules dh#drocarbures % des pressions lgrement

suprieures % la pression atmosphrique et % des tempratures trs

leves. !e rsidu du craquage % la vapeur est mlang % descombustibles lourds. !e naphta produit par craquage % la vapeur contient

normalement du benzne qui est extrait avant lh#drotraitement.

4.3 La co-'actionLa co-'action et un procd mis en Fuvre pour valoriser les rsidus

lourds.

!a cokfaction est un craquage thermique pouss permettant dobtenir de

lessence de distillation directe (naphta de cokfaction et divers

distillats mo#ens qui sont envo#s dans les units de craquage

catal#tique. )e procd rduit si compltement lh#drogne contenu

dans les molcules dh#drocarbure que le rsidu est constitu de carbone

presque pur appel coke.


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&0

!es deux procds de cokfaction les plus courants sont la cokfaction

diffre et la cokfaction en continu (par contact ou sur lit fluidis

qui, selon le mcanisme de raction, la dure du procd, la

temprature et le brut trait, produisent trois t#pes de coke spongieux, alvolaire et aciculaire.

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