Distillation du pétrole - pontonniers

Distillation du pétrole
Les constituants du pétrole sont des hydrocarbures : Ils sont constitués de molécules organiques constitués
d’atomes de carbone et d’hydrogène uniquement (pas de composés oxygénés).
Problème : Comment séparer les différents constituants du pétrole brut ?
I.
Activité 1 : distillation d’un mélange
1. Montage :
-
-
Introduire un mélange de 25mL de chacun des deux produits
purs miscibles (acétone eb=57°C et de l'eau eb=100°C dans le
ballon
Ajouter 3 grains de pierre ponce pour régulariser l’ébullition (on
parle d’ébullition « douce »)
Réaliser le montage et raccorder le réfrigérant au robinet
Déclencher le chauffage
Déclencher le chronomètre lorsque le mélange se met à bouillir
dans le ballon
Observer la montée des vapeurs dans la colonne de distillation
Remarque : l’acétone et l’eau sont tous deux des corps purs.
2. Mesures :
-
Relever la température  indiquée par le thermomètre en tête de colonne en fonction du volume V de
distillat recueilli
θ (°C)
V (mL)
-
Tracer approximativement l’allure de la courbe θ = f(V). Extrapoler éventuellement jusqu’à V=50mL.
3. Observations - interprétations :
a. Indiquer sur le graphique la partie correspondant à la distillation de chaque constituant du mélange.
Sur quels indices peut-on s’appuyer pour identifier chaque distillat ?
b. A quoi sert la chaleur apportée sur chaque partie du graphique.
Que peut-on conclure au sujet de la température lors du changement d’état d’un corps pur ?
c. Quel est l’intérêt de la colonne de distillation ?
II.
Distillation du pétrole :
Document : www.youtube.com/watch?v=P5hn9Sc92sY
1. Comment varie la température d’ébullition d’un constituant du pétrole en fonction du nombre
d’atomes de carbone contenant le constituant ? Justifier.
2. Dessiner le chemin des vapeurs et celle de liquides au niveau d’un plateau (sur schéma entouré). Que
recueille-t-on sur un plateau ?
3. On donne le nombre de carbones correspondant à quelques familles de constituants ; chercher les
renseignements qui permettent de compléter le tableau :
Familles
Fiouls ou
gazoles lourds
Fiouls ou
gazoles
domestiques
Lampant et
kérosène
Naphtas
Nombre
d’atomes de
Carbone
Température
d’ébullition
Utilisation
A pression
atmosphérique
De 25 à 19
360 – 385 °C
De 21 à 13
250 – 360°C
De 14 à 12
150 – 250°C
De 12 à 5
65 – 150°C
Butane
Propane
Ethane
Méthane
4. Comment varie la température d’ébullition d’un corps lorsque la pression augmente ? (Aide : quel est
l’intérêt d’une cocotte minute…)
5. Parmi les constituants du tableau, lesquels peuvent être distillés sous pression atmosphérique ?
Que faut-il faire pour les autres ? Pourquoi ?
6. Placer les différentes « familles » dans le schéma de la raffinerie et distinguer les colonnes de
« distillation atmosphérique » et « distillation à pression élevée »
7. Justifier le nom de « distillation sous vide » pour la dernière colonne. Quel est l’intérêt de cette
distillation ?
8. Placer Les termes bitumes, paraffines, résidus, huiles (et lubrifiants) en justifiant.
Tour de distillation
Tour de distillation
60°C
180°C
260°C
340°C
Pompe à vide
360°C
Four chauffant le
pétrole brut à 380°C
Tour de distillation
Tour de distillation sous pression
Méthane - éthane
Tour de distillation atmosphérique
Propane
butane
60°C
65-150°C
naphtas
(essences voitures)
Pétrochimie (matières
plastiques, résines,
polyesters,médicamnents)
Lampant kérosène
(combustible avion)
150-250°C
Gazoles domestiques
(chauffage – carburant
voiture diesel)
250-360°C
Pompe à vide
360-385°C
Gazole lourd
(moteur bateaux
Combustible centrale
thermique)
Huile, graisse lubrifiante
Parafines solides (cires)
Ex : tristéarine C57
Four chauffant le pétrole brut à
380°C
bitumes
résidus
Tour de distillation sous vide