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1982) Figure1 : Tour de distillation industrielle du pétrole brut (BAUTRAND, R., JAUBERT, A., 11
Dans la colonne de fractionnement, la pression est de 1 atmosphère et la température, 70°C en tête de colonne et 300°C au fond de celle-ci. Les hydrocarbures légers se trouvent donc à l’état gazeux en tête de colonne (C1 à C6). Leur séparation est encore impossible. Par contre, les hydrocarbures intermédiaires (C7 à C20) sont bien séparés (leurs températures d’ébullition sont comprises entre 70°C et 300°C). Ils vont donner des coupes intermédiaires tels que des essences lourdes, kérosène et gas-oil). Les hydrocarbures lourds forment le « résidu de distillation atmosphérique ». Ils sont à l’état liquide à 300°C. Théoriquement, on peut former le fractionnement complet du brut en prolongeant la colonne avec en tête les gaz C1 à C4 qui bouillent en dessous de 0°C et au fond de celle-ci le fuel lourd, de température d’ébullition à 500°C. Mais, dans la pratique, c’est impossible car il y a rupture des structures des hydrocarbures avec dépôt carbonisé au-dessus de 350°C. (BOULAND, A. et col., 1997/DURUPTHY, A. et col., 2001/GUERNET, M. et col., 1990) En outre, une réfrigération en dessous de 250°C nécessite des appareils spéciaux. C’est la raison pour laquelle on pratique un fractionnement partiel. Les fonctions issues du premier tri sont entraînées à des distillations complémentaires. Les hydrocarbures légers C1 à C6 sont envoyés dans une colonne de distillation qui fonctionne sous 5 atmosphères. A cette pression, les vapeurs en tête de colonne sont constituées uniquement par des hydrocarbures C1 à C4. Les hydrocarbures C5 et C6 sont récupérées au fond de la colonne : c’est l’essence légère. (BOULAND, A. et col., 1997/DURUPTHY, A. et col., 2001/GUERNET, M. et col., 1990) Le mélange gazeux est rectifié dans une colonne sous pression de 18 atmosphères : le butane est ainsi isolé des autres constituants, plus légers. Ces derniers sont fractionnés sous pression de 30 atmosphères. Cette séparation d’hydrocarbures légers se fait dans des colonnes successives sous une pression constante. L’extraction de l’éthane en dernière colonne est possible en opérant à une température inférieure à sa température critique 32 °C. Par contre, le résidu ne peut être fractionné que sous vide après avoir été réchauffé. Le vide est obtenu par une aspiration du gaz à l’aide des injecteurs à vapeurs qu’on met au sommet de la tour. La pression va diminuer jusqu’à 0,1 à 0,005 atmosphère. On en obtient les fuels légers et moyens. Les résidus sous vide au fond de la colonne sont des fuels lourds. Les distillats intermédiaires obtenus lors de la première distillation doivent être, une fois de plus, distillés pour éliminer les produits trop volatils. Cette opération est une revaporisation ou stripping. (BOULAND, A. et col., 1997/DURUPTHY, A. et col., 2001/GUERNET, M. et col., 1990) Le soutirage avec une colonne annexe se fait dans des petites colonnes latérales. Au distillat, on injecte de la vapeur d’eau surchauffée pour faire diminuer la pression partielle des hydrocarbures. Les coupes légères vont être donc vaporisées. L’élimination des coupes légères 12
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