Le raffinage du pétrole

Introduction :

Le pétrole est non seulement la première source d'énergie dans le monde depuis les années 1950, mais aussi la matière première de l'industrie pétrochimique. Il est à l’origine d’un nombre incalculable de produits dérivés, des matières plastiques aux peintures en passant par les cosmétiques. Cependant, cette ressource n’est jamais utilisée à l’état brut. Elle doit subir un ensemble d’opérations réunies sous le terme de "raffinage du pétrole".

Donc le raffinage du pétrole désigne l'ensemble des traitements et transformations permettant d’obtenir, à partir du pétrole brut, un maximum de produits à haute valeur commerciale.

Dans ce rapport on va voire :

 Les étapes de formation de pétrole et leur usage

 Les différents procédés de raffinage du pétrole

I. Généralités sur le pétrole :

Le pétrole se forme à partir de composés organiques issus d'êtres vivants tels qu’animaux ou végétaux qui vivent à la surface du globe et particulièrement dans les océans, les milieux aquatiques. La matière organique se dépose alors au fond des mers et des lacs où elle va être mélangée aux sédiments qui vont ensuite former la roche-mère. C'est ce qu'on appelle le processus de sédimentation et de décomposition. Ensuite, au fond de ces bassins sédimentaires, cette matière organique va se transformer progressivement en hydrocarbures sous forme de fluides ou sous forme "mobiles" sous l'action de l'enfouissement et de la température. Ces hydrocarbures vont s'accumuler dans des roches poreuses et donc perméables qui sont appelées "roches réservoirs". Arrive à ce moment les processus de maturation et de migration. Enfin, le pétrole pour former des gisements, va être emprisonné sous des couches imperméables, appelées "roches-couvertures" et vont former ce que l'on appelle des pièges.

1) les étapes de formation de pétrole:

 Le dépôt et la sédimentation:

Les déchets organiques issus de la mort des êtres vivants animaux ou végétaux sont généralement détruits par les bactéries. Cette matière organique est composée de carbone (C), d'hydrogène (H), d'azote (N) et d'oxygène (O). Certains déchets organiques se déposent au fond des mers fermées, des lagunes, des lacs, des deltas ou d'autres milieux aquatiques pauvres en oxygène, qu'on appelle des milieux anaérobies où la matière organique est protégée de l'action des bactéries. Puis, les matières organiques se mélangent aux sédiments (sable, argile, sel ...) et vont venir s'accumuler pendant des millions d'années pour former plusieurs couches successives. Ainsi les couches les plus anciennes se trouvent sous les récentes. On va pouvoir observer la naissance du kérogène qui est "l'ancêtre" du pétrole.

 L'enfouissement:

Ces couches de sédiments se consolident par la suite, se transforment peu à peu en roches sédimentaires: on appelle ce phénomène la diagenèse. Le kérogène, se trouvant dans la roche mère, ainsi que les roches sédimentaires vont ensuite s'enfoncer grâce à la tectonique des plaques. Sous l'influence de son poids, ce kérogène s'enfonce plus profondément dans l'écorce terrestre et se fractionne : c'est l'enfouissement. Le kérogène va alors être soumis à des températures et des pressions de plus en plus élevées, qui vont casser les molécules et les réorganiser, donnant ainsi naissance aux hydrocarbures du pétrole. Au delà d'une certaine profondeur, ces phénomènes sont si intenses que seules les molécules qui restent sont des gaz et qu'il ne reste aucun hydrocarbure liquide. Donc, si on observe du pétrole liquide on sait que les roches d'origine n'ont pas subi de température de plus de 140°C environ. Alors que si l'on y trouve des gaz, on sait que cette température a été dépassée. En général, une température entre 60°C et 120°C est favorable à la formation du pétrole liquide. Les profondeurs d'enfouissement des roches vont jusqu'à 4000 m.

 La maturation:

Comme on l'a dit précédemment, grâce à la température et à la pression qui augmentent, des réactions chimiques vont apparaître, les atomes d'azote vont être éliminés ainsi que les restes d'oxygène, pour ne laisser que des molécules formées de carbone et d'hydrogène qui constituent les hydrocarbures liquides et gazeux qui se trouvent au sein de la roche mère.

 La migration:

On observe une migration primaire au moment où les hydrocarbures sont encore sous forme de gouttelettes disséminées dans la roche-mère. La pression de gaz dans les gouttelettes contenant le kérogène initial augmente avec la profondeur, et lorsque cette pression devient suffisante pour vaincre l'imperméabilité de la roche-mère, la fraction liquide et la fraction gazeuse sont progressivement expulsées.

La migration de la masse du pétrole dépend des roches rencontrées. Les roches poreuses (roches perméables) comme les grès ou les calcaires vont permettre le passage des hydrocarbures. Le pétrole, né d'abord dans la roche mère doit donc migrer, au cours de son histoire, vers la roche magasin. Cette migration permet également le regroupement des hydrocarbures, qui sont à l'origine disséminés dans les sédiments. Donc cette migration du pétrole peut l'amener théoriquement à la surface. Et on pourra observer la présence des suintements d'hydrocarbures à la surface qui vont de simples traces, à des réserves assez importantes. Mais les gisements de surface sont rares car le gaz se libère dans l'atmosphère, l'huile disparait sous l'action des bactéries. Mais, les indices d'hydrocarbures à la surface laissent supposer la possible présence en profondeur d'un gisement. Les roches imperméables comme l'argile les arrêtera ou modifiera leur chemin.

 Le piégeage du

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