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Objectif :
Montrer l’importance du de l’industrie du pétrole et des gaz naturels.

Le pétrole est une roche liquide d'origine naturelle, une huile minérale composée d'une multitude de composés organiques, essentiellement des hydrocarbures.
Le gaz naturel est un mélange gazeux d'hydrocarbures naturellement présent dans certaines roches poreuses
Coupe pétrolière : mélange d'hydrocarbures défini par l'intervalle des températures d'ébullition ou par le nombre d'atomes de carbone de ses composants

A. Le pétrole
A.1 Origine des pétroles et des gaz naturels
La formation du pétrole est le due à transformation lente de matière organique, souvent végétale, qui se dépose sur le fond des océans et qui, sous l'effet de la pression, des autres couches qui s'accumulent et d'une augmentation de température se transforme peu à peu en kérosène, puis en pétrole.
Le pétrole se faufile ensuite entre les roches au milieu desquelles il a été formé et remonte vers la surface de la terre. Mais en chemin, il est piégé par des roches non perméables qui sont des réservoirs pétroliers souterrains : la roche-magasin ou roche mère
Les facteurs qui interviennent dans la formation des pétroles sont ;
- La composition de la matière organique initiale,
- La chaleur interne du sous-sol ( géothermie ).
- La durée d’action de cette géothermie
A.2 Composition chimique du pétrole
Le pétrole brut est composés :
- Des alcanes, cyclanes, composés aromatiques.
- Tout pétrole est un mélange d’hydrocarbures et d’impuretés tels que : Le soufre, l’azote et l’oxygène qui sont éliminés par raffinage.
A.3 Les transformations du pétroles : le raffinage
Le raffinage est un procédé industriel qui permet de transformer le pétrole brut en différents produits finis.
Son but est de :
- Éliminer du pétrole les impuretés
- Séparer les constituants du pétroles (alcanes, cyclanes...)
Adapter le pétrole au marché
A.3.1 Les trois étapes du raffinage
1– La séparation
Son but est de séparer les différents constituants d’un mélange de liquides miscibles, possédant des températures d’ébullition différentes, elle se fait par distillation.
- La distillation fractionnée, aussi appelée rectification, est un procédé de séparation par fractionnement.
Ce procédé consiste à chauffer le pétrole à 350/400 °C pour en provoquer l’évaporation. Le chauffage s’effectue à la base d’une tour de distillation de 60 mètres de haut, appelée aussi topping. Les vapeurs de brut remontent dans la tour tandis que les molécules les plus lourdes, ou résidus lourds, restent à la base sans s’évaporer. À mesure que les vapeurs s'élèvent, les molécules se condensent les unes après les autres en liquides, jusqu’aux gaz qui atteignent seuls le haut de la tour, où la température n’est plus que de 150 °C.
À différents niveaux de la tour se trouvent des plateaux qui permettent de récupérer ces liquides de plus en plus légers. Chaque plateau correspond à une fraction de distillation, appelée aussi coupe pétrolière, depuis les bitumes (hydrocarbures très visqueux) jusqu'aux gaz.
2. La conversion
Après les opérations de séparation, la proportion d’hydrocarbures lourds reste encore trop importante. Pour répondre à la demande en produits légers, on fractionne ces molécules lourdes en deux ou plusieurs molécules plus légères.
Plusieurs procédés permettent d’atteindre ces objectifs :
a) Le craquage : c’est l’ensemble des procédés de conversion qui transforment les hydrocarbures saturés contenus dans une coupe pétrolière en hydrocarbures plus légers.
On distingue :
- Le craquage catalytique dont la conversion se fait sous l’effet d’un catalyseur,
\({C_{10}}{H_{22}} \to \) \({C_8}{H_{18}} + {C_2}{H_4}\)
\({C_9}{H_{20}} \to \) \({C_6}{H_{14}} + {C_3}{H_6}\)
- Le craquage thermique
- Le vapocraquage est un procédé pétrochimique qui consiste à obtenir, à partir d'une coupe pétrolière telle que le naphta, ou d'alcanes légers, des alcènes mieux valorisés.
b) Le reformage
C’est un procédé qui consiste à transformer un hydrocarbure en un autre sans changer le nombre d’atomes de carbone le constituant.
On distingue :
b.1 Reformage catalytique,
Trois types de réaction peuvent avoir lieu :
- L'isomérisation : Conversion d'une molécule chimique en un de ses isomères.
Il permet de transformer les alcanes linéaires en leurs isomères ramifiés.
Exemple : A partir de l'octane (IO = 0, on obtient le 2,2,4-triméthylpentane (indice d'octane IO = 100) par isomérisation
- La cyclisation : permet d'obtenir des cyclanes, souvent ramifiés, et du dihydrogène.
Exemple : A partir de l'hexane (IO = 0), on obtient le méthyl cyclopentane (IO= 81) par cyclisation.
- La déshydrocyclisation permet d'obtenir des dérivés benzéniques et du dihydrogène.
Exemple : La déshydrocyclisation de l’hexane (IO = 0) donne du benzène (IO= 107)
b.2 Reformage à la vapeur,
3. L’amélioration
Ils consistent à réduire ou éliminer les molécules corrosives ou néfastes à l'environnement, en particulier le soufre.
A.4 L’indice d’octane (IO)
La qualité d’un bon carburant réside dans sa teneur en alcane ramifiée, cette teneur est dont appelée indice d’octane d’un hydrocarbure.
L'indice d'octane est la mesure de la résistance d'un carburant à l'auto-allumage. ( la tendance du carburant dans un moteur à explosion à s’enflammer spontanément sans intervention de la bougie )
Dans l’industrie pétrolière, le reformage catalytique augmente l’indice d’octane d’une coupe pétrolière constitué initialement d’hydrocarbures saturés.
Les réactions chimiques qui lui sont liées sont opérées à 500 °C sous une pression de 10 bars, avec du platine comme catalyseur.
Elles permettent la transformation d’une partie des hydrocarbures naphténiques (cycliques saturés) en hydrocarbures aromatiques (cycliques insaturés) dont l’indice d’octane est beaucoup plus élevé.
Il existe aussi d'autres réactions chimiques, comme l'alkylation, qui améliorent également l’indice d’octane.
A l’inverse du craquage on peut allonger une chaîne carbonée par alkylation ou par polymérisation.
L'alkylation consiste à rallonger la chaîne carbonée d'un alcane en le faisant réagir avec un alcène.
Exemple : 2-méthylpropène + méthylpropane 2,2,4-triméthylpentane, 
Naphta est le produit de la distillation fractionnée du pétrole, le naphta est un intermédiaire entre l'essence et le kérosène. Il fait partie des produits dits légers en raison de la faible masse moléculaire des hydrocarbures qui le composent.

B. Les gaz naturels
Le gaz naturel est un combustible fossile, issu de la décomposition d’organismes vivants microscopiques (plancton, algues), emprisonné dans des roches poreuses du sous-sol, terrestre ou marin.
Il se présente naturellement sous forme gazeuse, d’où son appellation « gaz naturel ». Gaz et pétrole vont de pair : on retrouve les deux hydrocarbures dans les mêmes zones géographiques, voire les mêmes gisements.

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