Isomérisation

Reforming catalytique

Le craquage

Le craquage

I.1. Le craquage (cracking)

C’est la décomposition d’un hydrocarbure en deux autres produits différents sous l’action de la température ou de la pression et/ou d’une présence d’un catalyseur.

L’unité de craquage est implantée dans une raffinerie pour répondre généralement aux manques dans les carburants : Naphta et Gasoil, ou pour produire des sous-produits de base, donc cette unité n’est pas une unité essentielle mais secondaire.

 I.1.1. Réactions

=-Paraffine    (craquage)                                Paraffine + Oléfine

=Exemple :            C8H18                                  C4H10  +  C4H8

-Oléfine  (craquage)            =                    Oléfine + Oléfine

Exemple :            C8H16              =            C5H10  +  C3H6

=-Naphtène (craquage)                                Oléfine + Aromate

Exemple : (Désalkylation + aromatisation)

=-Aromate  (craquage)                                Aromate + Oléfine

Exemple :            Cumène   C9H12           =                Benzène  +  C3H6

 

I.1.2. Les types de craquage

I.1.2.1. Le craquage thermique

C’est le craquage qui s’effectue à hautes températures et hautes pressions.

Exemple 1 : Gasoil (craquage)         =       Naphta (plus léger)

Exemple 2 : Fraction lourde (500°C/4bars)          =      Naphta + Gasoil

Exemple 3 :Obtention du coke (C) à partir par craquage du pétrole naphténique (lourd).

 I.1.2.2. Le craquage catalytique

C’est un craquage qui s’effectue en présence du platine (Pt) comme catalyseur. Son avantage c’est qu’il s’effectue à basse température et ne consomme par conséquent qu’un peu d’énergie, en plus il aboutit à des bons rendements. En contre partie, son désavantage c’est qu’il est opérationnel seulement avec une alimentation désulfurée (crainte d’empoisonnement) ; en plus, une autre étape est nécessaire, il s’agit de la régénération du catalyseur par brulage à l’air.

II.1. L’hydrocraquage 

C’est le craquage en présence de l’hydrogène.

La présence de l’hydrogène évite la formation de gommes par polymérisation des oléfines.

Exemple : Production de l’essence à partir du gasoil

Gasoil + H2    (500°C/150bars/ NiCo/Al2O3)      =          Essence

 II.2. Le vapocraquage

Le vapocraquage s’effectue par chauffage de naphta, du kérosène ou du gasoil (vers 800 °C) sans catalyseur par une série de fours, mais en présence de la vapeur d’eau, et sous une pression voisine de 1 bar. La vapeur d’eau a pour fonction d’éviter les réactions parasites conduisant à la formation par condensation de goudrons et de coke. Le procédé consiste à casser les molécules organiques complexes, pour produire des hydrocarbures insaturés aux molécules plus petites. Les mélanges obtenus en sortie sont ensuite séparés par distillation fractionnée. Le naphta est la charge utilisée majoritairement, elle conduit à la formation des alcanes, des alcènes ou oléfines courtes (éthylène, propylène ou propène, xylène C8H10, butadiène C4H6, benzène…) ; les alcènes sont utilisés comme des réactifs essentiels dans la production de matières plastiques, fibres synthétiques, élastomères de synthèse, détergents et nombreux autres produits.

 

Exercice 01

I-            Compléter les réactions de craquage suivantes :

Paraffine       =           ……+………     

=Naphtènes                ……+………

 II-          Lors de la déshydrogénation du méthyle cyclohexane par craquage catalytique en présence du Platine, le méthyle cyclohexane se transforme en toluène.

1-   Calculer la masse produite du Toluène ainsi que le volume de l’hydrogène dans les conditions standards si l’on part de 200 moles de méthyle cyclohexane.

2-   Quelles sont les différences entre un craquage thermique et un craquage catalytique ?

III-        L’hydrocraquage est généralement effectué pour les fractions lourdes, dans quel but alors ?

1-   Une quantité de gasoil sera transformé en essence en présence de l’hydrogène ; Citer les conditions de ce craquage (température, pression, catalyseur) ?

IV-         Une analyse de la TBP du brut est :

4% gaz légers, 10% GPL, 8% Essence, 14% kérosène, 57% gasoil et 7% bitumes ; Citer les besoins et les méthodes (sous unités) nécessaires pour  compenser le manque en produits nécessaires.

 

Exercice 02

Le méthyle cyclohexane subit un craquage catalytique (déshydrogénation) pour donner du toluène.

1-   Ecrire la réaction du craquage et calculer le débit massique du  méthyle cyclohexane nécessaire si le débit volumique de l’hydrogène formé est 112 m3/h dans les conditions normales de P et T ? (la réaction est totale).

2-   Quel est l’intérêt de cette réaction dans le raffinage ?

3-      Ecrire les réactions de décompositions par craquage des produits suivants : C8H18 et C8H16.