Différence entre la fissuration thermique et la fissuration catalytique

Différence principale - fissuration thermique vs fissuration catalytique

Le raffinage du pétrole est le traitement du pétrole brut afin d’obtenir les produits souhaités. Plusieurs procédés de raffinage du pétrole sont utiles pour convertir le pétrole brut en produits utiles. Une raffinerie est une grande zone industrielle composée d'un certain nombre d'unités de traitement. Les réactions qui se produisent dans une raffinerie comprennent la distillation, les réactions de craquage, les réactions de reformage, la polymérisation, l’isomérisation, etc. La principale différence entre le craquage thermique et le craquage catalytique est que le craquage thermique utilise l'énergie thermique pour la décomposition des composés alors que le craquage catalytique fait appel à un catalyseur pour obtenir des produits.

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que la fissuration thermique?
      - Définition, mécanisme et exemples
2. Qu'est-ce que le craquage catalytique?
      - Définition, mécanisme et exemples
3. Quelle est la différence entre la fissuration thermique et la fissuration catalytique
      - Comparaison des différences clés

Termes clés: Catalyseur, craquage catalytique, craquage, pétrole brut, isomérisation, hydrocraquage, craquage catalytique en phase liquide, pétrole, raffinage, polymérisation, craquage thermique, craquage catalytique en phase vapeur

Qu'est-ce que la fissuration thermique?

Le craquage thermique est le processus de décomposition de gros composés en petits composés à des températures et pressions élevées. Les produits finaux du craquage thermique sont de petites molécules d'hydrocarbures. La température utilisée pour ce processus est environ 500-700^oC. La pression est d'environ 70 atm.

La fissuration thermique implique la rupture des liaisons carbone-carbone et des liaisons carbone-hydrogène. Les produits de craquage thermique sont toujours plus petits que les réactifs. La plupart du temps, les produits finis sont de petits alcanes et alcènes. Mais parfois, de petites molécules insaturées telles que les alcynes sont également donnés.

Figure 1: Une raffinerie de pétrole

Lorsque des liaisons chimiques se forment, de l'énergie est libérée. De même, pour rompre une liaison chimique, il faut de l'énergie. Ainsi, les réactions, y compris la rupture de la liaison, nécessitent de l’énergie de l’extérieur, et le craquage thermique est hautement endothermique. Le changement d'enthalpie est une grande valeur positive. En raison de la formation de petites molécules à partir de grosses molécules, l'entropie est également augmentée.

Les raffineries modernes utilisent des procédés de craquage thermique pour trois applications principales. Ils sont vis-à-vis de la production d’essence thermique et retardent la cokéfaction. Le bris de vis est un processus utilisé pour réduire la viscosité du carburant. La production d’essence thermique implique à la fois une réduction de la viscosité et la récupération d’une quantité maximale d’essence. L'objectif de la cokéfaction différée est de maximiser la formation de produits de craquage.

Qu'est-ce que le craquage catalytique?

Le craquage catalytique est la décomposition de gros composés en petits hydrocarbures à l'aide d'un catalyseur acide. Ce processus de craquage peut être effectué à une température et à une pression inférieures. Par conséquent, le fonctionnement de l'unité de traitement est beaucoup plus facile que celui de la fissuration thermique..

Figure 2: Un craquelin catalytique fluide

Les craquelins modernes utilisent la zéolite comme catalyseur. La zéolite est un aluminosilicate complexe. Lorsque la zéolite est utilisée pour ce procédé de craquage, on peut utiliser des températures modérées telles que 450^oC et pressions modérées.

La fissuration catalytique peut être réalisée de deux manières principales. Ce sont des fissures en phase liquide et en phase vapeur. Dans craquage catalytique en phase liquide, le mélange réactionnel est maintenu à une température d'environ 500^oC et 20 atm pression. La silice ou des composés apparentés sont souvent utilisés comme catalyseur. Ce processus donne des indices d’octane allant de 65 à 70. En craquage catalytique en phase vapeur, environ 600^oOn utilise la température C et une pression de 10 atm. Le catalyseur utilisé est l'alumine. Cette fissuration se fait en présence d'hydrogène. On l'appelle aussi l'hydrocraquage. Ici, les liaisons carbone-carbone sont décomposées.

Différence entre la fissuration thermique et la fissuration catalytique

Définition

Fissuration thermique: Le craquage thermique est le processus de décomposition de gros composés en petits composés à des températures et pressions élevées.

Craquage catalytique: Le craquage catalytique est la décomposition de gros composés en petits hydrocarbures à l'aide d'un catalyseur acide.

Méthode

Fissuration thermique: La fissuration thermique implique la fissuration en appliquant des températures et des pressions élevées.

Craquage catalytique: Le craquage catalytique implique le craquage en ajoutant des catalyseurs ainsi qu'une température et des pressions modérées.

Température

Fissuration thermique: La température utilisée dans le craquage thermique est comprise entre 500 et 700^oC.

Craquage catalytique: La température utilisée dans le craquage catalytique est comprise entre 475 et 530^oC.

Pression

Fissuration thermique: La pression utilisée dans la fissuration thermique est d'environ 70 atm..

Craquage catalytique: La pression utilisée dans le craquage catalytique est d'environ 20 atm..

Applications

Fissuration thermique: La fissuration thermique est utilisée pour la fabrication de visbreaking, la production d’essence thermique et la cokéfaction différée..

Craquage catalytique: Le craquage catalytique est utilisé pour obtenir du carburant d'indice d'octane 65-70.

Conclusion

Le craquage thermique et le craquage catalytique sont deux processus majeurs utilisés dans les raffineries de pétrole afin d’obtenir des produits utiles à partir de distillats de pétrole brut. Les deux techniques présentent des avantages et des inconvénients. La principale différence entre le craquage thermique et le craquage catalytique réside dans le fait que le craquage thermique utilise de l'énergie thermique pour la décomposition des composés, alors que le craquage catalytique fait appel à un catalyseur pour obtenir des produits..

Références:

1. «Fissuration thermique». Traitement du génie chimique, disponible ici. Consulté le 18 sept. 2017.
2. “Cracking.” [Email protected], disponible ici. Consulté le 18 sept. 2017.
3. “Alcanes de craquage - thermique et catalytique.” Chemguide, disponible ici. Consulté le 18 sept. 2017.

Courtoisie d'image:

1. «Raffinerie de pétrole impérial» par le Kurgan (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 
2. “Craqueleur catalytique fluide” par Valero Energy Corporation / TX - (Domaine public) via Commons Wikimedia