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vapocraqueur.

Publié le 08/12/2021

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vapocraqueur. n.m., outil industriel de grande dimension chargé d'élaborer, à partir de
coupes pétrolières ou gazières, des hydrocarbures insaturés, utilisés comme monomères ou
comme intermédiaires chimiques. Les vapocraqueurs constituent les principales unités mères
des complexes pétrochimiques orientés vers la production des matières plastiques.

Le principe du vapocraqueur.
L'élaboration d'hydrocarbures insaturés, à partir d'un hydrocarbure saturé ou d'un mélange
de tels hydrocarbures, repose sur une élévation de température très rapide, à 800 o C
environ, des hydrocarbures gazeux ou vaporisés, dilués dans un courant de vapeur. Elle
consiste ensuite à piéger les hydrocarbures insaturés, qui se sont formés et ne sont
stables qu'à cette température, par un refroidissement brutal, ou trempe, qui les ramène
en état métastable à la température ambiante. La vapeur de dilution permet d'augmenter
les vitesses dans les faisceaux tubulaires de chauffe, contenus dans des fours, donc à
diminuer le temps de séjour des hydrocarbures, ce qui contribue à limiter le développement
de réactions parasites et, notamment, la formation de dépôts de carbone sur les parois
internes des faisceaux ; sa présence ralentit également la vitesse de la réaction de
craquage en carbone, mais elle ne joue aucun rôle significatif dans le bilan réactionnel luimême. Les vapocraqueurs les plus simples craquent de l'éthane gazeux C2H6, obtenu par
fractionnement cryogénique de gaz naturel ou de gaz associé au pétrole. On obtient
essentiellement de l'éthylène H2C=CH2, très peu de propylène H2C=CH- CH2 , et de
l'hydrogène. Ce mélange, craqué à basse pression, est comprimé jusqu'à 30-35 bars et
fractionné cryogéniquement. L'importance des débits traités justifie l'utilisation de deux
cycles frigorifiques en cascade, le premier utilisant le propylène et le second utilisant
l'éthylène comme fluides de cycles.

Les vapocraqueurs de charges liquides.
Les vapocraqueurs européens sont tous des vapocraqueurs de charges liquides, naphta ou
gazole léger. Le principe des fours est le même, mais la composition des gaz craqués est
beaucoup plus complexe, comportant des fiouls insaturés, des coupes riches en
aromatique (xylène, toluène, benzène), des essences riches en isobutène, de l'éthylène, du
propylène (environ 50 % de la quantité d'éthylène en masse) et de l'hydrogène. Les
produits les plus lourds sont séparés par refroidissement à la température ambiante ; les
autres sont séparés cryogéniquement dans un système de fractionnement adapté à la
complexité du mélange à traiter, mais comportant les deux mêmes cycles en cascade que
dans le cas précédent. La trempe des gaz craqués à la sortie des fours s'effectue dans des
chaudières spéciales, à temps de séjour très bref, et s'achève par refroidissement direct à
l'huile ou à l'eau. On élabore, dans la chaudière, de la vapeur à 110 bars environ ; celle-ci
fournit une partie de la puissance motrice consommée par les trois machines principales
(compression des gaz craqués à 30-35 bars, compresseur de propylène, compresseur
d'éthylène). L'autre partie de la puissance motrice nécessaire est fournie, soit par des
moteurs électriques à fréquence variable, soit par une consommation de vapeur
supplémentaire qu'il faut élaborer en brûlant un combustible. Voir turbocompresseur.
Un vapocraqueur comporte toujours plusieurs fours, l'un d'entre eux pouvant arrêter
sa production sans diminuer la capacité globale de l'installation et être alors soumis à un
nettoyage interne à chaud de ses faisceaux, par oxydation ménagée du carbone qui s'y est
déposé (balayage à la vapeur avec injection d'un peu d'air). Il faut également pouvoir
remplacer, de loin en loin, les faisceaux de chauffe en acier réfractaire qui finissent par se
fragiliser par carburation.
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Les corrélats
chimie - L'industrie chimique - La chimie minérale et la chimie organique lourde
craquage
cryogénie
gaz naturel
pétrole - La production
plastiques (matières) - L'industrie des matières plastiques - La préparation des
produits de base et des monomères
turbocompresseur

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