Quelles sont les différences entre une distillation atmosphérique et une distillation sous vide ?

Distillation Atmosphérique vs. Distillation Sous Vide : Deux techniques pour raffiner les hydrocarbures

La distillation est un procédé fondamental dans le raffinage du pétrole et la séparation d’autres mélanges liquides. Elle repose sur la différence des points d’ébullition des différents composants d’un mélange pour les séparer. Cependant, il existe deux principales techniques de distillation : la distillation atmosphérique et la distillation sous vide. Bien qu’elles partagent le principe de base, elles diffèrent significativement dans leur application et leurs performances.

Distillation Atmosphérique : La première étape du raffinage

La distillation atmosphérique, également connue sous le nom de distillation primaire, est la première étape du processus de raffinage du pétrole brut. Elle se déroule à la pression atmosphérique, ou légèrement au-dessus. Le pétrole brut est chauffé dans un four jusqu’à une température d’environ 400°C et ensuite injecté dans une tour de distillation atmosphérique.

Dans cette tour, les vapeurs montent et se refroidissent progressivement au fur et à mesure de leur ascension. Les composants ayant les points d’ébullition les plus élevés se condensent en premier et sont collectés en bas de la tour (résidus lourds, bitume), tandis que les composants les plus légers, avec les points d’ébullition les plus bas, se condensent en haut (gaz de pétrole liquéfiés, naphta). Entre ces deux extrêmes, on retrouve des fractions intermédiaires comme le kérosène, le gazole et les huiles lubrifiantes.

Avantages de la distillation atmosphérique:

• Procédé simple et économique: Opérer à la pression atmosphérique simplifie la conception de l’équipement et réduit les coûts opérationnels.
• Traitement de grands volumes: La distillation atmosphérique est bien adaptée au traitement de grandes quantités de pétrole brut.

Inconvénients de la distillation atmosphérique:

• Décomposition thermique: A des températures élevées, certains composants du pétrole brut, notamment les molécules lourdes, peuvent se décomposer (craquage thermique). Cela réduit la qualité des produits et peut encrasser l’équipement.
• Limitation de la séparation: La plage de points d’ébullition des composants séparés par la distillation atmosphérique est limitée par la température maximale atteignable sans décomposition thermique.

Distillation Sous Vide : Le raffinage des résidus

La distillation sous vide est utilisée pour raffiner les résidus lourds issus de la distillation atmosphérique. Ces résidus contiennent des hydrocarbures de poids moléculaire élevé qui se décomposeraient s’ils étaient chauffés à des températures élevées à la pression atmosphérique.

La distillation sous vide se déroule dans une tour similaire à celle de la distillation atmosphérique, mais sous une pression considérablement réduite (typiquement entre 10 et 100 mmHg). La réduction de la pression abaisse les points d’ébullition des composants, permettant leur séparation à des températures plus basses, évitant ainsi la décomposition thermique.

Avantages de la distillation sous vide:

• Eviter la décomposition thermique: Permet la séparation de fractions lourdes sans dégrader leur qualité.
• Extraction de fractions de valeur: Permet d’extraire des huiles lubrifiantes, des cires et d’autres produits de valeur ajoutée des résidus.
• Réduction des résidus: Minimise la quantité de résidus qui doivent être traités ultérieurement (par exemple, par craquage).

Inconvénients de la distillation sous vide:

• Procédé plus complexe et coûteux: Le maintien du vide nécessite un équipement plus sophistiqué et augmente les coûts d’exploitation.
• Débit plus faible: La distillation sous vide est généralement utilisée pour traiter des volumes plus faibles de résidus que la distillation atmosphérique.

Tableau comparatif : Distillation Atmosphérique vs. Distillation Sous Vide

En conclusion, la distillation atmosphérique et la distillation sous vide sont deux techniques complémentaires essentielles dans le processus de raffinage du pétrole. La distillation atmosphérique constitue la première étape, permettant de séparer les fractions les plus légères du pétrole brut. La distillation sous vide, quant à elle, est utilisée pour raffiner les résidus lourds, optimisant ainsi l’extraction de produits de valeur tout en minimisant les pertes dues à la décomposition thermique. L’utilisation combinée de ces deux techniques permet d’optimiser le rendement et la qualité des produits issus du raffinage du pétrole.