qu'en fait-on?





Le pétrole de nos jours, occupe une place très importante dans la fabrication de diverses produits. C'est pourquoi il est judicieux de s'interresser aux cinq principales application que l'on peut faire grâce au pétrole.
goudron,bitume et carbonisation.le textile, les carburants, le plastique, pharmacie

I. Goudron, bitume, et carbonisation



A. Goudron


Le goudron est un liquide visqueux noir ou brun obtenu par condensation partielle des gaz de pyrolise (décomposition chimique obtenue par chauffage) de la houille dans les cokeries (usine fabriant du coke, combustible obtenu par distillation de la houille). Le traitement de la houille s'effectue à haute température (1200 à 1500°C). La partie incondensable du mélange gazeux libéré sert de combustible alors que l'autre partie, le condensat, contient des eaux ammoniacales et de goudrons. Le condensat constitue 3à 10% de la masse de départ de a houille. Suivant les températures de distillation, le goudron fourni :

    - entre 100 et 150°C : fraction légères en bunzène (C6H6, toluène (C6H5CH3) et xylène (C6h4(CH3)2.
    - entre 150 et 200°C bases pyridiniques(C5H5N), phénols (C6H5OH, naphtalène (C10H8).
    - entre 200 et 250°C : huiles lourdes contenant des composés anthracéniques (hydrocarbures à trois cycle bunzénique).
Mais la moitié du goudron ne peut être distillé et constitue un résidu solide appelé brai. On utilise ce résidu pour faire des revètement routiers, du charbon aggloméré, des électrodes pour l'électrométallurgie à base de graphite ou de coke de pétrole. Autrefois, on l'utilisait pour en faire des essences synthétiques.

B. Bitûme.


Le bitûme est un produit visqueux résultant de la dégradation spontanée d'hydrocarbures pétroliers, ayant migré jusqu'à la surface du sol. C'est un produit solide à la température ambiante. Le bitûme des hydrocarbures lourds extraits des résidus de la distillation du pétrole peuvent être utilisés dans la constition de revêtement routiers ou d'étanchéité.

C. La carbonisation.


L acarbonisation est une technique provocant la dislocation de molécules organiques, constituées de carbone.Lors de cette technique, il y a émanation de matières volatiles contenant des atomes non métalliques. Ces gaz sont minéraux (ex: hydrogène, azote, ammoniac, hydrogène sulfuré) et organiques (ex : monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, méthane (CH4), éthylène (CH2=CH2), bunzène, etc). Ces gaz emportent avec eux une partie du carbone initial, des goudrns qui peuvent se séparer par simple refroidissement. On utilise cette technique pour la création de charbon de bois, ou de charbons absorbants (utilisés dans la décomoration des liquides).

Les produits de la houille.


II- Le textile

 Développés après la deuxième guerre mondiale, les fibres synthétiques nées de la pétrochimie (chimie du pétrole) sont aujourd'hui les plus utilisées dans l'industrie textile, avec le coton. Il existe environ 500 fibres différentes, dans différents titrages qui vont de la microfibre au câble, tels que le polyamide, polyester, acrylique, rhodia, tergal, nylon, dacron etc... Ces substances sont obtenues par la carbochimie (c'est l'industrie de la transformation chimique de la houille et de ses dérivés). On les obtient en carbonisant de la houille (élimination des goudrons et des eaux ammoniacales que l'on transforme en sulfate d'ammonium NH3SO4). On effectue par la suite une épuration du gaz obtenu (séparation du benzol du gaz de four qui est à base d'hydrogène H, de méthane CH4, d'oxyde de carbone CO, d'azote N, d'alcènes CnH2n, de gaz carbonique CO2, d'hydrogène sulfuré etc...) On a alors présence de benzol brut que l'on raffine pour obtenir du benzène C6H6 et du toluène C6H5CH3. Grâce à ces substances, on fabrique du polyester, du nylon etc... Après la fabrication des tissus, on utilise de la glycérine (propane-1,2,3-triol de formule respective CH2OH, CHOH, CH2OH) pour les apprêts (traitement quel'on fait subir aux tissus avant de les travailler). Puis vient l'étape de l'imperméabilisation qui se fait grâce aux paraffines (hydrocarbures acycliques saturés).
=> La première synthèse du nylon pour la carbochimie a été effectué en 1932.
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III- Les carburants/combustibles

 Les carburants sont des mélanges d'hydrocarbures liquides ou gazeux utilisés comme combustibles pour alimenter les moteurs thermiques. Ils sont issus du traitement du pétrole brut qui sont eux-mêmes des mélanges complexes d'hydrocarbures saturés, spécifiques de chaque gisement pétrolifère.

1- Qu'est-ce qu'un hydrocarbure ?

Le pétrole brut est un mélange complexe d'hydrocarbures gazeux, liquides et solides formés de carbone et d'hydrogène. On distingue plusieurs types d'hydrocarbures.

A- Les hydrocarbures acycliques saturés ou paraffiniques

Leur formule générale est : CnH2n+2. On y trouve par exemple : le méthane CH4, l'éthane C2H6, le propane C3H8, le butane C4H10.

B- Les hydrocarbures cycliques saturés ou naphténiques

Leur formule générale est CnH2n. On y trouve par exemple : le cyclopentane C5H10, le cyclohexane C6H12, le méthylcyclohexane C7H14.

C- Les hydrocarbures cycliques non saturés ou hydrocarbures aromatiques

Leur formule générale est : CnH2n-6. On y trouve par exemple : le benzène C6H6, le bluène C7H8, les xylènes C6H4(CH3)2.

D- Les hydrocarbures acycliques non saturés appelés éthyliniques ou oléfines

Leur formule générale est : CnH2n. On y trouve par exemple : l'éthylène Ch2=Ch2, le propylène C3H6, le butène C4H8.


2- Le gazole

C'est le carburant utilisé dans les moteurs diesel des camions et des automobiles. Il est fait à base de soufre S responsable de la formation du dioxyde de soufre SO2. Il est obtenu après distillation du pétrole brut à 370°C. Les vapeurs obtenues sont dirigées dans une tour de fractionnement où elles se condensent à des niveaux différents selon leur température d'ébullition. On obtient par la suite des gaz non condensables qui sont hydrodésulfurisés ; on a alors du gazole.

3- Le kérosène

C'est le carburant utilisé pour alimenter les récteurs d'avions. C'est un liquide organique, de couleur jaune pâle, obtenu par distillation du pétrole entre 150°C et 250°C. On obtient un distillat léger constitué d'hydrocarbures aromatique et aliphatiques (hydrocarbures organiques acycliques) ayant entre 10 et 16 atomes de carbone.

4- L'essence

A- L'essence contenant du plomb

Le plomb contenu dans l'essence est du plomb tétraméthyl, soit du plomb tétraéthyl. Les rejets de plomb sont nocifs pour la santé et l'environnement, c'est pourquoi l'ajout de plomb a été limité. Ce carburant est utilisé dans les automobiles non adaptées au sans plomb ou dans les bateaux de plaisance.

B- L'essence sans plomb

La législation européenne a limité les traces de plomb dans l'essence à 0,013g/l. On a 2 types de sans plomb :
a. le sans plomb 95, un mélange à 95% d'iso-octane (C8H18) et 5% de n-heptane (C7H16)
b. le sans plomb 98, un mélange à 98% d'iso-octane (C8H18) et 2% de n-heptane (C7H16)

5- Le GPL (Gaz de Pétrole Liquéfié)

C'est un carburant utilisé dans les automobiles. C'est un mélange de butane (C4H10) et de propane (C3H8). Le butane et le propane sont obtenus par distillation du pétrole (On récupère les gaz que l'on traite en raffinerie : on obtient du butane et du propane).C'est un carburant propre, à haut pouvoir calorifique et qui ne nécessite pas d'adaptation particulière des moteurs.

6- Le fuel lourd

Le fuel lourd est utilisé dans l'industrie ou dans la marine marchande. C'est un fuel obtenu par distillation du pétrole (on récupère alors le résidu et on a du fuel lourd).

7- Les composés oxygénés

Les composés oxygénés sont des composés chimiques ajoutés aux supercarburants (essence de qualité supérieure dont l'indice d'atome avoisine et parfois dépasse 100). On en a 2 principaux :
A- le méthanol (alcool) : c'est une substance obtenue par vapogazéification (gazéification d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau) des résidus de pétrole lourd.
B- l'éthanol (alcool C2H5OH) : il est obtenu par fermentation agricole. Il a les mêmes avantages et inconvénients du méthanol.


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IV- Le plastique

 Le plastique est une matière qui a révolutionné l'industrie. Le plastique est fait à base de polymères (corps formés par polymérisation) fabriqués à partir de monomères (molécules de faible masse moléculaire) ou d'un mélange de monomères. Les macromolécules résultant de cette synthèse sont caractérisées par la répétition dans le même molécule d'un grand nombre d'unités constitutives. La technique employée est : la polymérisation en masse. On produit une réaction de monomères pour faire des composés de masse moléculaire élévée (macromolécules). On a 2 types de polymérisation :

A- la polymérisation homogène : les différents monomères réagissent pour former une réaction de polymérisation

B- la polymérisation hétérogène : les différents monomères sont insolubles et la réaction ne se fait pas. C'est pourquoi on emploie des solvants afin de permettre une réaction. Le choix du solvant est donc primordial. On emploie parfois du solvant organique comme les hydrocarbures qui conduisent par exemple avec l'éthylène (CH2=CH2) à une polymérisation hétérogène. Ces hydrocarbures sont insaturés. On en a 2 types :
    a. les alcènes : ce sont des hydrocarbures qui se polymérisent facilement pour former une chaîne appelée polymère;
    b. les alcynes : ce sont des hydrocarbures possédant au moins une triple liaison covalente (ex : propyne CH3-CH2-CO-CH2-CH3; butyne H-C=C-H=H2C=O). Leur formule générale est CnH2n-2. On a 2 types d'alcynes :
=> Tous ces hydrocarbures se prêtent à des réactions de polymérisation. Après cette polymérisation, on dégaze sous vide le polymère obtenu et on obtient du plastique.
polymérisation du chlorure de vinyle
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V- Pharmacie et parapharmacie/cosmétiques/beauté

1- Pharmacie

Depuis quelques années, les hydrocarbures ont fait leur apparition dans les médicaments. Nous allons prendre l'exemple de la glycérine car c'est l'une des espéces issues du pétrole, les plus utilisées en pharmacie. La pharmacie est connue aussi sous les noms de glycérol, de propanetriol. C'est l'ensemble des propanes-1,2,3-triol de formule respective CH2OH, CHOH, CH2OH. C'est un liquide visqueux, incolore, inodore, très hygroscopique (qui a tendance à absorber l'humidité de l'air). La glycérine se trouve dans toutes les huiles issues du pétrole. Elle peut être également obtenue par synthèse à partir du propylène (hydrocarbure éthylénique de formule C3H6) et par fermentation à partir de sucres. Elle est employée comme laxatif. Du point de vue biochimique, le dérivé phosphorylé de la glycérine entre dans la composition de certaines enzymes ou de certains composés qui participent à la coagulation du sang (exemple de médicaments qui font coaguler le sang : Exacyl, Spot f, Dicynone).

2- Parapharmacie/cosmétiques/beauté

Depuis la fin de la deuxième guerre mondiale, la parapharmacie se développe de plus en plus. Le pétrole rentre, tout comme dans la pharmacie, dans la composition de certains produits cosmétiques.
a. le savon et le shampooing
Le savon et le shampooing sont fabriqués à base de pétrole et plus précisément de glycérol par saponification (transformation des matières grasses en savon à la suite de leur décomposition par une base en sels d'acides gras et en glycérol).
b. les parfums
Grâce à la biotechnologie, on a réussi à recréer par synthèse de produits pétroliers, comme les aldéhydes (CH3CHO) ou les phénols (C6H5OH) des éléments présents dans les huiles essentielles tirées des plantes aromatiques.
c. les crèmes de beauté
Certaines crèmes de beauté sont constituées d'acides gras (acide stéarique), de glycérine (ou propylèneglycol) extraite du pétrole et d'eau.
d. les vernis à ongles
Les vernis à ongles sont composés de nitrocellullose, de colorants, d'agents plastifiants et de solvants comme l'acétone ou l'acétate d'éthyle (qui est un ester). l'acétone est un liquide volatil, incolore, d'une odeur piquante. Elle est aussi appelée diméthylcétone ou propan-2-one. Sa formule chimique est :
CH3\C=O
CH3/
L'acétone est obtenue comme sous produit dans la synthèse du glycérol à partir de l'acroléine (propénal---->prop-2-énal) dont la formule est
CH2=CH2-CH=O
C'est un dérivé de la série des cétones aliphatiques (ou acycliques)
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