Etude de l'influence des traitements mécaniques sur les propriétés physico-chimiques des résidus de distillation sous vide pétroliers

Study of the influences of mechanical treatments on the physico-chemical properties of petroleum vacuum distillation residues

• Auteur / Autrice : Pierre Rageul
• Direction : Bernard Siffert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cisaillement (mécanique)

Déchets -- Valorisation

Distillerie -- Sous-produits

Hydrocarbures

Pétrole -- Déchets

Résumé

La distillation sous vide du pétrole laisse de grandes quantités de résidu lourd qu'il est possible de valoriser pour pouvoir récupérer des hydrocarbures légers. Deux nouveaux types de traitements de valorisation, basés sur des actions mécaniques, sont étudiés dans ce travail. Leurs actions sur le résidu de distillation sous vide ont été déterminées par la comparaison des propriétés physico-chimiques des résidus avant et après traitements. Le cisaillement mécanique ne permet pas de récupérer directement des hydrocarbures légers. Cependant, la destruction de liaisons hydrogène entre les résines et les asphaltènes provoque une déstabilisation de la structure colloïdale du résidu qui pourrait améliorer l'action des additifs de désasphaltage agissant sur le résidu par des interactions de type donneur-accepteur d'électrons. Les pulvérisations sous gaz permettent de récupérer des hydrocarbures légers par des réactions radicalaires en chaîne qui coupent les liaisons simples C-C dans les substituants aliphatiques des molécules de résidu. D'importantes analogies existent entre ces traitements et les traitements thermiques de valorisation de type viscoréduction. L'étude des pulvérisations sous hydrogène réalisées avec différentes vitesses d'éjection de gaz a permis de montrer qu'une augmentation de l'énergie mécanique apportée améliore le taux de conversion en hydrocarbures légers, mais provoque également une chute de la stabilité colloïdale du résidu. La comparaison des pulvérisations sous azote et sous hydrogène a permis de montrer qu'une augmentation de la taille des molécules gazeuses éjectées permet de récupérer plus d'hydrocarbures légers sans déstabiliser davantage la structure colloïdale du résidu. Des mécanismes d'action permettant d'expliquer ces tendances ont été proposés. D'une manière générale, les évolutions de la stabilité colloïdale des résidus ont pu être expliquées par la dégradation des résines et des systèmes polyaromatiques des asphaltènes, ainsi que par l'acidification des composés les plus lourds du résidu qui provoque des associations intermoléculaires de type donneur-accepteur d'électrons entre asphaltènes