Le fonctionnement des tours de distillation du pétrole
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Qu'est-ce qu'une tour de distillation ?
Le pétrole brut est un mélange complexe qui nécessite des procédés chimiques pour être exploité. La distillation fractionnée est la méthode principale utilisée dans les raffineries pour séparer le pétrole brut en différentes fractions. Ces complexes industriels immenses permettent de transformer le pétrole brut en plus de 2 000 produits dérivés grâce à des processus de séparation physique.
Le rôle des raffineries
Les raffineries utilisent de hautes tours fonctionnant à pression atmosphérique. Elles sont équipées de nombreux plateaux, chacun travaillant à des températures spécifiques pour remplir une fonction de séparation précise.
Fonctionnement d'une tour de distillation
Le pétrole brut est chauffé dans un four jusqu'à 400 °C pour se transformer en vapeur, puis injecté dans la tour. En montant, les vapeurs se refroidissent et se condensent sur les plateaux correspondants à leur point d'ébullition. Le résidu non évaporé, appelé brut réduit, tombe à la base de la colonne.
Qu'est-ce qu'une tour de distillation sous vide ?
Les tours de distillation sous vide sont conçues pour traiter les fractions lourdes du pétrole brut sans provoquer leur décomposition thermique. En abaissant la pression absolue à environ 20 mm Hg grâce à des éjecteurs à vapeur, on permet la distillation à des températures plus basses.
Cette technique complète la distillation atmosphérique. Vaporiser la totalité du pétrole brut à pression atmosphérique nécessiterait des températures dépassant le seuil de décomposition chimique, ce qui est indésirable pour la qualité des produits finis.
La distillation atmosphérique
Dans la tour de distillation atmosphérique, le brut dessalé est préchauffé, puis chauffé directement avant d'entrer dans la colonne verticale. Le processus se déroule à des températures comprises entre 343 °C et 371 °C pour éviter le craquage thermique. Les fractions légères sont extraites par le haut de la tour pour être traitées et distribuées.
Réduction de la pression de distillation
La distillation est un procédé de séparation par ébullition. Pour certains matériaux comme l'éther de pétrole, le point d'ébullition est trop élevé, risquant de brûler la matière (décomposition dès 350 °C). La distillation sous pression réduite (environ 40 mm Hg au lieu de 760 mm Hg) permet d'abaisser le point d'ébullition et d'éviter la perte de matière par évaporation excessive.
Les Strippers
Les strippers sont de petites tours dont la fonction est d'éliminer les composants volatils (bas poids moléculaire) des carburants extraits latéralement. Le principe repose sur la diminution de la pression partielle par injection de vapeur ou de gaz sec. Ces équipements permettent de définir le point d'éclair des combustibles.