Les différents composants du pétrole brut ont des tailles, des poids et des températures d’ébullition différents ; la première étape consiste donc à séparer ces composants. Comme ils ont des températures d’ébullition différentes, ils peuvent être séparés facilement par un processus appelé distillation fractionnée. Les étapes de la distillation fractionnée sont les suivantes :
- Vous chauffez le mélange de deux ou plusieurs substances (liquides) ayant des points d’ébullition différents à une température élevée. Le chauffage se fait généralement avec de la vapeur à haute pression à des températures d’environ 1112 degrés Fahrenheit / 600 degrés Celsius.
- Le mélange bout, formant de la vapeur (gaz) ; la plupart des substances passent en phase vapeur.
- La vapeur entre au fond d’une longue colonne (colonne de distillation fractionnée) qui est remplie de plateaux ou de plaques. Les plateaux sont percés de nombreux trous ou bouchons à bulles (comme le bouchon desserré d’une bouteille de soda) pour permettre à la vapeur de passer. Ils augmentent le temps de contact entre la vapeur et les liquides dans la colonne et aident à collecter les liquides qui se forment à différentes hauteurs dans la colonne. Il y a une différence de température à travers la colonne (chaud en bas, froid en haut).
- La vapeur monte dans la colonne.
- Lorsque la vapeur monte à travers les plateaux de la colonne, elle se refroidit.
- Lorsqu’une substance dans la vapeur atteint une hauteur où la température de la colonne est égale au point d’ébullition de cette substance, elle se condense pour former un liquide. (La substance ayant le point d’ébullition le plus bas se condense au point le plus élevé de la colonne ; les substances ayant un point d’ébullition plus élevé se condensent plus bas dans la colonne).
- Les plateaux recueillent les différentes fractions liquides.
- Les fractions liquides collectées peuvent passer dans des condenseurs, qui les refroidissent davantage, puis aller dans des réservoirs de stockage, ou elles peuvent aller dans d’autres zones pour un traitement chimique ultérieur
La distillation fractionnée est utile pour séparer un mélange de substances ayant des différences étroites de points d’ébullition, et c’est l’étape la plus importante du processus de raffinage.
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Le processus de raffinage du pétrole commence par une colonne de distillation fractionnée. À droite, vous pouvez voir plusieurs processeurs chimiques qui sont décrits dans la section suivante.
Très peu de composants sortent de la colonne de distillation fractionnée prêts à être commercialisés. Beaucoup d’entre eux doivent être traités chimiquement pour fabriquer d’autres fractions. Par exemple, seulement 40% du pétrole brut distillé est de l’essence ; cependant, l’essence est l’un des principaux produits fabriqués par les compagnies pétrolières. Plutôt que de distiller continuellement de grandes quantités de pétrole brut, les compagnies pétrolières traitent chimiquement certaines autres fractions de la colonne de distillation pour en faire de l’essence ; ce traitement augmente le rendement en essence de chaque baril de pétrole brut.
Dans la prochaine section, nous verrons comment nous traitons chimiquement une fraction en une autre.