Le raffinage

Un peu d'histoire

Le raffinage

La première unité de distillation voit le jour en 1910 en Amérique. Dans les années 60, le rôle principal d’une raffinerie est de séparer le pétrole brut en coupes d'essence, gazole et fioul lourd.

Durant les années 1980, en raison de fortes surcapacités de raffinage dans le monde, les capacités de distillation subissent d’importantes réductions aux États-Unis et en Europe ; le but étant d'augmenter le taux d’utilisation.

Et enfin, dans les années 2000, les hydrocarbures exploités sont plus lourds et demandent plus de transformations pour obtenir les produits moyens et légers qui sont davantage demandés. Les exigences de qualité pour les produits finis sont de plus en plus fortes et les pressions économiques poussent à une valorisation maximum de chaque baril à un coût plus bas.


Le raffinage
du pétrole brut

Le pétrole brut est inutilisable en l’état ; il s'agit d'un mélange hétérogène d’hydrocarbures divers (molécules composées d’atomes de carbone et d’hydrogène). Afin d’obtenir les produits finaux exploitables directement, ses composants doivent être séparés

Lors de son arrivée à la raffinerie, le pétrole est stocké dans de grands réservoirs. Les différents pétroles sont séparés en fonction de leur teneur en souffre. Cette teneur en souffre détermine le procédés de raffinage à utiliser. Le raffinage du pétrole permet, par un procédé industriel, de transformer le pétrole brut en différents produits finis tels que l’essence, le fioul lourd ou le naphta.

On en distingue en général deux grands types :
  • les produits énergétiques : l’essence, le gazole, le fioul, le kérosène, le JP-5, le GPL
  • les produits non énergétiques : les lubrifiants, le bitume, le goudron, la paraffine, les composés pétrochimiques.

Outre la séparation des différents hydrocarbures, le raffinage permet, par des procédés chimiques complexes d’optimiser les produits finaux.

Le pétrole brut peut ainsi subir des transformations, des améliorations et des mélanges pour obtenir des produits commercialisables et répondre entre autre aux nouvelles normes environnementales.

3 grandes étapes sont nécessaires au raffinage du pétrole :
1
La distillation

afin d’obtenir des produits
intermédiaires

2
La transformation

et l’amélioration de la qualité
des coupes

3
La fabrication

des produits finis

1. La distillation pour obtenir
des produits intermédiaires

2 types de distillations sont nécessaires afin d'obtenir des produits intermédiaires

la distillation atmosphérique

dans une tour de distillation d'environ 60 mètres de haut, le pétrole brut est chauffé à 400 °. L'opération consiste à séparer les différents composants en fonction de leur température d'évaporation.

Ainsi, les hydrocarbures plus légers sont extraits du haut de la cuve tandis que les plus lourds restent en bas de la tour.

la distillation sous vide

le procédé est similaire à celui de la distillation atmosphérique et permet de séparer les produits lourds des résidus de produits moyens. La tour, plus petite que celle utilisée pour la distillation atmosphérique, est dépressurisée.

Cette baisse de pression permet de récupérer les produits lourds dont la température d’ébullition est abaissée. Le gazole est récupéré en haut de la tour et du fioul lourd à sa base. Les résidus de cette distillation sont récupérés afin de produire des lubrifiants.

la distillation atmosphérique

2. La transformation et l’amélioration
de la qualité des coupes

40% de la demande totale de produits raffinés concerne des produits légers sophistiqués dont la demande est croissante. Plusieurs unités de raffinage permettent de réaliser ces transformations et améliorations.

Coupes lourdes

Les résidus ayant subis une distillation sous-vide sont transformés par viscoréduction. Ce craquage thermique permet d’obtenir des bitumes. Et par craquage catalytique, les distillats sont transformés en fiouls lourds.

Coupes moyenne

Par le biais d'un traitement à l'hydrogène permettant de réduire la teneur en soufre de la coupe de gazole, la coupe de kérosène est adoucie.

Coupes légères

Par le procédé de craquage catalytique, les essences lourdes sont améliorées afin d’obtenir des supercarburants pour automobile (SP95, SP98, ...). Le propane et le butane ne nécessitent pas de transformation ou d'amélioration spéciale.


3. La fabrication
des produits finis

Dans le but d’obtenir des produits finis répondant aux normes environnementales, de nouveaux mélanges sont ensuite effectués. Il est nécessaire pour cela de disposer de grands volumes pour la réception du pétrole brut, pour le stockage et enfin pour l'expédition des produits finis.

Quelques chiffres clés

À fin 2017, les capacités mondiales de raffinage s'élèvent à 98,1 millions de barils par jour (Mb/j).

Plus de 30 % de ces capacités mondiales sont situées en Asie et dans le Pacifique (33,3 Mb/j). 22,5 % sont situées en Amérique du Nord et enfin plus de 15 % sont située en Europe.

Avec une capacité de raffinage de 18,6 Mb/j pour les États-Unis et 14,5 Mb/j pour la Chine, ces 2 pays disposent de près d'un tiers des capacités mondiales de raffinage.

Les 5 plus grandes raffineries du monde sont situées en Inde (Jamnagar), au Venezuela (Paraguana) et en Corée du Sud (Ulsan, Yeosu et Onsan).

Pétrole principe du raffinage
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