Distillation fractionnée du pétrole brut
ChimieChimie organique16–17 ans
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À suivre dans Chimie organique
Le pétrole brut est chauffé puis envoyé dans une colonne de distillation : les hydrocarbures à chaîne courte et à basse température d’ébullition montent en haut, tandis que ceux à chaîne longue et à température d’ébullition élevée restent près du bas. Réglez la température du four et la composition du brut pour voir quelle fraction recueille chaque plateau (gaz, essence, kérosène, gazole, résidu lourd) et comment varient les proportions des produits. Trois autres onglets portent sur la qualité du carburant : mélangez du 2,2,4-triméthylpentane et de l’heptane et testez des carburants dans un moteur modèle qui cliquette, voyez comment le craquage, le reformage et l’isomérisation augmentent l’indice d’octane, et comparez la combustion complète et la combustion incomplète.
Leçon : Le pétrole et le raffinage
Ce qu’elle montre
Le pétrole brut est un mélange de centaines d’hydrocarbures séparables par leurs températures d’ébullition : les chaînes longues ont des forces intermoléculaires plus fortes et des températures d’ébullition plus élevées. Dans la colonne, chaque vapeur monte jusqu’à un plateau assez froid pour se condenser. L’indice d’octane mesure la qualité de l’essence : le pourcentage de 2,2,4-triméthylpentane dans le mélange avec l’heptane qui cliquette de la même façon ; un taux de compression élevé exige un indice plus haut. Craquage, reformage et isomérisation forment des molécules ramifiées et cycliques qui résistent au cliquetis, et brûler avec trop peu d’air donne du monoxyde de carbone et de la suie.
Mode d’emploi
Dans Distillation, modifiez la Température du four et le Type de brut et lisez les produits des plateaux. Dans Octane et cliquetis, choisissez un Carburant, préparez un mélange de référence avec les deux curseurs, réglez le Taux de compression et appuyez sur Lancer l’essai moteur ; l’indicateur de cliquetis et le tableau enregistrent chaque essai. Dans Augmenter l’octane, choisissez un Procédé et appuyez sur Lancer le procédé. Dans Combustion, déplacez Apport d’air et appuyez sur Enregistrer le résultat.
Paramètres modifiables
- Onglet de départ Distillation, Indice d’octane et cliquetis, Augmenter l’indice d’octane, Combustion complète et incomplète
- Température du four 100–450 °C
- Type de brut Brut léger (plus de fractions légères), Brut moyen, Brut lourd (plus de résidu)
- Taux de compression du moteur d’essai 7–13
- Apport d’air (% de l’air nécessaire) 50–150 %
Questions à explorer
- Pourquoi l’essence est-elle recueillie plus haut dans la colonne que le gazole ?
- Chaque fraction est-elle un seul composé ou un mélange, et comment les températures d’ébullition l’expliquent-elles ?
- Qu’arrive-t-il à la fraction gazole quand la Température du four descend à 250 °C ?
- Pourquoi l’essence RON 90 cliquette-t-elle à un taux de compression où l’essence RON 98 fonctionne sans à-coups ?
- Quels produits se forment quand l’Apport d’air est de 70 % au lieu de 100 %, et pourquoi est-ce dangereux ?
