EXPOSÉ 2 PÉTROLE ET GAZ NATUREL

« MINISTÈRE DE L’ÉDUCATION NATIONAL RÉPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE ET L’ENSEIGNEMENT TECHNIQUE UNION-DISCIPLINE-TRAVAIL Niveau : 1ère C Année Scolaire : 2024- 2025 EXPOSE : THÈME : LE PÉTROLE ET LES GAZ NATURELS. NOM DES EXPOSANTS ENSEIGNANT : 1- SEKONGO GOWA BERNARD Mr.

TRAORE 2- SORO KAWOLO 3- COULIBALY KOLO ISSOUF 4- AJAYI MAYASAU AJOHE Page 2 Sommaire INTRODUCTION.........................................................................................3 DÉVELOPPEMENT.......................................................................................4 1/Opérations de base de l’industrie du pétrole et les gaz naturels..................4 1.1/Fraction du pétrole brut...................................................................4 1.2/Craquage.......................................................................................7 1.3/Reformage.....................................................................................7 2 /Constituants du pétrole et composant des gaz naturel..............................8 3/Quelques produits dérivés du pétrole......................................................8 3.1/Importance....................................................................................8 3.2/Impacts sur l’environnement............................................................9 CONCLUSION..........................................................................................10 Page 3 INTRODUCTION L’histoire du pétrole remonte à l’Antiquité, mais l’approvisionnement était limité aux affleurements naturels de pétrole, et au pétrole trouvé en creusant des puits pour trouver de l’eau potable ou de la saumure.

Les civilisations mésopotamiennes s’en servaient comme produit pharmaceutique, cosmétique, comme combustible pour les lampes à huile et dès 6000 ans avant J.-C.

pour le calfatage des bateaux. Le pétrole et les gaz naturels sont un mélange de nombreux hydrocarbures provenant de la décomposition d’organismes marins vivant il y a plusieurs millions d’années.

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Ils constituent les sédiments organiques et s’enfouissent progressivement lors des plissements de l’écorce terrestre.

A l’abri de l’oxygène de l’air et sous l’action des bactéries, ces sédiments se décomposent très lentement et se transforment en hydrocarbures ; soit à l’état gazeux (gaz naturels) ou liquide (pétrole). La composition du pétrole dépend du lieu d’où il est extrait : il y a actuellement une centaine de bruts différents sur le marché pétrolier.

On distingue trois catégories d’hydrocarbures présents dans les fractions du pétrole brut distillant entre 20 et 200°C : les alcanes ou paraffines (18 à 65 %), les cycloalcanes ou naphtènes (25 à 90 %) et des composés aromatiques (jusqu’à 15 %).

Il n’y a pas d’alcènes (oléfines) ni d’alcynes.

D’autres éléments sont souvent présents dans le pétrole : le soufre, l’azote, des métaux.

Il contient très peu d’oxygène.

On nomme les pétroles en fonction de leur densité (d) par rapport à l’eau : légers si d < 0,8 et lourds si d > 1. Page 4 DÉVELOPPEMENT 1/Opérations de base de l’industrie du pétrole et les gaz naturels. 1.1/Fraction du pétrole brut Le pétrole brut, tel qu’il sort du puits est un mélange presqu’inutilisable en l’état.

Il faut donc le fractionner par distillation et traiter chimiquement les fractions obtenus par des opérations de craquage et de reformage afin d’obtenir des produits qui conviennent le mieux aux multiples besoins de notre civilisation.

Le pétrole, une fois arrivé à la raffinerie, est stocké dans des bacs de grande taille.

En général on stocke le pétrole à basse teneur en soufre (BTS) séparé de celui à haute teneur en soufre (HTS).

Il en est de même dans le traitement.

Selon la demande du marché à l'instant 't', on traite d'abord dans un cycle avec du pétrole BTS avant de passer dans un cycle HTS afin d'éviter la contamination des produits BTS par ceux du HTS.

Si c'est le cas inverse, les produits issus du traitement pendant quelques heures, s'il y a lieu, sont dirigés vers des bacs de produits HTS pour être retraités. La fraction du pétrole brut ou distillation du pétrole comprend deux procédés distincts :  La distillation atmosphérique C’est un procédé de distillation qui consiste à séparer les fractions d'hydrocarbures contenues dans le pétrole brut.

C'est la première étape du raffinage du pétrole.

Son fonctionnement est fondé sur la différence des températures d'ébullition de chacun des produits purs contenus dans le pétrole. Page 5 Ainsi qu'il apparaît du schéma ci-dessus, on soutire les divers produits de la distillation en des emplacements situés à des hauteurs distinctes de la colonne. Les produits les moins volatils sont obtenus vers le fond de colonne, et les vapeurs sont obtenues au sommet.

Avant d'être expédiés hors de l'unité de production tous les produits doivent être refroidis, et on utilise la chaleur ainsi récupérée pour chauffer le pétrole brut alimentant l'installation.

Les échangeurs de chaleur qui permettent ainsi de préchauffer la charge tout en refroidissant les produits sont à faisceau tubulaire horizontal.

Ils sont en général disposés côte à côte empilés deux par deux et forment à eux tous le « train d'échange » ou « train de préchauffe » de l'unité.

Le complément de chauffe de la charge est assuré par le four.

Le complément de refroidissement des produits est assuré par des refroidisseurs qui sont le plus souvent des aéroréfrigérants.

Il convient de noter également qu'à moins de donner à la colonne principale une hauteur excessive, on ne parvient pas à séparer les produits de manière convenable par simple distillation.

Pour améliorer l'efficacité, tout en restant dans des dimensions vraisemblables, on effectue sur les liquides intermédiaires une désorption des gaz dans des colonnes plus petites dans lesquelles la distillation est comme accélérée par l'injection de vapeur d'eau.

On donne à ces colonnes auxiliaires le nom anglais de « stripper ». Du haut en bas de la colonne, on soutire ainsi :  La tête de colonne de laquelle on sépare le gaz du liquide (essence légère) par refroidissement.  L'essence lourde (naphta)  Le kérosène  Le gasoil léger  Le gasoil lourd  Le résidu atmosphérique (fond de colonne) Page 6  La distillation sous vide Les produits lourds extraits du fond de la colonne de distillation atmosphérique ne peuvent pratiquement plus être séparés en augmentant la température de distillation.

En effet, au delà des 360° environ auxquels on porte le pétrole brut dans la distillation atmosphérique, commencent les phénomènes de craquage thermique.

Cela changerait la nature chimique des produits.

Pour isoler ces produits, on les distille donc à des températures similaires, mais sous pression réduite.

Les installations qui pratiquent cette opération sont les unités de distillation sous vide.

La fraction lourde des produits de la distillation atmosphérique y est d'abord chauffée, puis envoyée dans une autre colonne moins haute, mais plus épaisse, et qui comporte moins de plateaux.

On l'appelle colonne de distillation sous vide.

Comme dans les strippers atmosphériques, la distillation est souvent accélérée par une injection de vapeur d'eau. Les produits séparés par distillation sous vide sont moins nombreux que ceux isolés par distillation atmosphérique.

On se contente en général de deux coupes intermédiaires en plus des soutirages de tête et de fond.

Ces produits que l'on appelle gasoil sous vide lourd et léger respectivement, sont également Page 7 fréquemment désignés par leur abréviation anglaise de LVGO et HVGO (Light et Heavy Vacuum Gas Oil). Le système de vide est le plus souvent constitué d'éjecteurs qui sont des appareils dans lesquels de la vapeur est violemment détendue, et qui aspirent le gaz par effet Venturi.

La phase gazeuse récupérée en haut de colonne est essentiellement constituée de vapeur qui est condensée par un système d'aéroréfrigérants. 1.2/Craquage Le craquage est une opération chimique qui transforme les hydrocarbures lourds en hydrocarbures légers.

Cette transformation a lieu dans les tours appelées « tours de craquage ».

Le craquage consiste à briser les molécules contenues dans les fiels et les gazoles de manière à obtenir des hydrocarbures gazeux et des essences.

Ces hydrocarbures gazeux ainsi obtenus,.... »