GENERALITES SUR LE CARBUREACTEUR
DEFINITION
Le carburรฉacteur รฉgalement appelรฉ kรฉrosรจne est un produit provenant directement de la distillation atmosphรฉrique du pรฉtrole brut, le rendement volumique sur le brut, de la fraction carburรฉacteur se situe entre 11 et 12 %. Il fait partie de la gamme dite de produit blanc qui est la fraction distillรฉe entre 150ยฐC et 250 ยฐC. C’est un carburant destinรฉ essentiellement ร alimenter les avions ร rรฉaction, mais ce type de carburant est รฉgalement utilisรฉ dans les turbines terrestres.
OBTENTION DU CARBUREACTEUR
Le carburรฉacteur fait partie des divers produits de raffinage du pรฉtrole brut. Le raffinage est l’ensemble de mรฉthode permettant de transformer le pรฉtrole brut en plusieurs fractions avec des caractรฉristiques bien dรฉfinies.
LA DISTILLATION FRACTIONNEEย
C’est l’รฉtape principale du raffinage; elle permet de regrouper les fractions pรฉtroliรจres selon leurs points d’รฉbullition. Les produits de la distillation sont recueillis par ordre de tempรฉrature d’รฉbullition croissante.
PROCEDE D’ADOUCISSEMENT
Cette mรฉthode consiste ร rรฉduire fortement ou รฉliminer les molรฉcules corrosives ou nรฉfastes ร l’environnement contenues dans la fraction carburรฉacteur, en particulier lโhydrogรจne sulfureux et les mercaptans. Les procรฉdรฉs les plus connus sont:
– L’oxydation catalytique des thiols (RSH) en disulfures (RSSR) stables et neutres ;
– Le lavage ร la soude pour neutraliser le soufre de l’hydrogรจne sulfurรฉ ou les mercaptans.
PROCEDE D’AMELIORATIONย
Avec cette mรฉthode on peut accroรฎtre la performance d’un carburรฉacteur par l’adjonction de divers produits chimiques qu’on appelle les additifs. Selon l’amรฉlioration demandรฉe, on distingue plusieurs types d’additifs:
– les antioxydants pour annuler l’oxydation des hydrocarbures non saturรฉs qui sont ร l’origine des dรฉpรดts de gommes dans les rรฉacteurs. Exemples: les diamines aromatiques et les alkylphรฉnols
– Les antirouilles pour neutraliser les traces d’humiditรฉ dans le carburรฉacteur.
– Les antigels qui sont des produits qui absorbent l’eau dissoute dans le carburรฉacteur et qui abaisse le point de congรฉlation. Ce traitement est rรฉservรฉ uniquement pour les carburants utilisรฉs dans la zone froide ainsi que dans le domaine militaire.
Exemples:
Le 2-mรฉthoxyรฉthanol: CH3-O-CH2-CH2-OH
Le ฮฒ-(mรฉthoxyรฉthoxy) รฉthanol: CH3-0-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH .
– Les antistatiques: ce sont des solutions ร base de sels de chrome ou de calcium qui, ร des doses comprises entre 3 et 8 ppm, accroissent la conductivitรฉ รฉlectrique dans le carburant ร fin de dissiper les charges รฉlectrostatiques.
LES DIFFERENTS TYPES DE CARBUREACTEUR
Selon le domaine d’utilisation, civile ou militaire, il existe plusieurs types de carburรฉacteur. Mais leur dรฉnomination aussi peut varier selon leur provenance. C’est dans le domaine militaire qu’on trouve le plus de variรฉtรฉs de carburรฉacteurs; on peut citer le TR ou turborรฉacteur, le JP ou le Jet Propelled, le TS qui rรฉpond aux normes de la Russie. En aviation civile, le carburant le plus utilisรฉ est le Jet A1 qui est dรฉfini par la norme internationale AFQRJOS. Il y a aussi le Jet A amรฉricain dont la fabrication est moins coรปteuse mais avec une tenue au froid moins performante que la premiรจre.
LA COMPOSITION CHIMIQUE D’UN CARBUREACTEUR
Comme c’est un produit dรฉrivรฉ du pรฉtrole, le carburรฉacteur est composรฉ en majeure partie par diverses familles chimiques d’hydrocarbures: paraffinique, naphtรฉnique et aromatique. D’autres produits se trouvent aussi mรฉlangรฉs dans le carburรฉacteur, mais en plus faible quantitรฉ: comme les produits soufrรฉs, des traces de mรฉtaux ainsi que de l’eau dissoute. Par ailleurs, pour amรฉliorer sa qualitรฉ, d’autres produits chimiques sont ajoutรฉs au carburรฉacteur; on les appelle des additifs.
LES HYDROCARBURES
Le carburรฉacteur est un mรฉlange complexe d’hydrocarbures avec des squelettes carbonรฉs allant de C7 ร C15. Les atomes de carbone et dโhydrogรจne sont associรฉs dans des proportions trรจs variables.
les hydrocarbures aromatiques
Le cycle ร six atomes de carbone ou benzรฉnique est le plus rรฉpandu, ceci peut s’expliquer par sa forme la plus stable. Par ailleurs plusieurs cycles peuvent se condenser pour avoir une molรฉcule compacte ร haute pouvoir calorifique.
les hydrocarbures naphtรฉniques
Les naphtรจnes ont pour formule gรฉnรฉrale CnH2n. Les atomes de carbone sont associรฉs en cycles et les valences sont toutes saturรฉes. Et comme pour les aromatiques, des formes condensรฉes peuvent exister.
les hydrocarbures paraffiniques
C’est la famille d’hydrocarbures la plus rรฉpandue dans le carburรฉacteur, sa proportion volumique peut atteindre les 80 % pour certains types de carburรฉacteurs. On distingue la paraffine normale ร longue chaรฎne droite et l’isoparaffine de forme ramifiรฉe.
les hydrocarbures mixtes
On parle d’hydrocarbures mixtes quand deux familles d’hydrocarbures se substituent. Des cycles et des chaรฎnes paraffiniques peuvent s’additionner pour former une nouvelle molรฉcule. Le pourcentage de chacune de ces familles d’hydrocarbures dans le carburรฉacteur est un critรจre de qualitรฉ important du produit. Il existe plusieurs mรฉthodes permettant de diffรฉrencier ces proportions:
– les mรฉthodes chromatographiques (FIA, CPG)
– les mรฉthodes prรฉdictives (Riazi-Daubert, Huang)
– les mรฉthodes spectroscopiques (spectromรฉtrie de masse, RMN) .
Signalons que les proportions respectives de ces familles hydrocarbures dans le carburรฉacteur dรฉpendent de la provenance du pรฉtrole brut.
LES PRODUITS SOUFRES
Le soufre et ses produits dรฉrivรฉs sont des impuretรฉs omniprรฉsentes dans les produits pรฉtroliers. Ils sont rรฉputรฉs รชtre trรจs agressifs vis-ร -vis des piรจces mรฉtalliques. Dans le carburรฉacteur le soufre se prรฉsente sous plusieurs formes.
– le sulfure d’hydrogรจne H2S ;
– le sulfure R-S et le polysulfure,
– le mercaptan R-SH
– le sulfure cyclique: le thiophรจne.
La masse totale de souffre dans le carburรฉacteur est un critรจre qui dรฉtermine la qualitรฉ du produit. La norme internationale AFQRJOS mentionne que le pourcentage en masse de soufre pour le Jet A1 ne doit pas dรฉpasser le 0,3 %.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LE CARBUREACTEUR
I.1.- DEFINITION
I.2.- OBTENTION DU CARBUREACTEUR
I.2.1.- LA DISTILLATION FRACTIONNEE
I.2.2.- PROCEDE D’ADOUCISSEMENT
I.2.3.- PROCEDE D’AMELIORATION
I.3.- LES DIFFERENTS TYPES DE CARBUREACTEUR
I.4.- LA COMPOSITION CHIMIQUE D’UN CARBUREACTEUR
I.4.1.- LES HYDROCARBURES
I.4.1.1.- les hydrocarbures aromatiques
I.4.1.3.- les hydrocarbures paraffiniques
I.4.1.4.- les hydrocarbures mixtes
I.4.2.- LES PRODUITS SOUFRES
CHAPITRE II: CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DU CARBUREACTEUR
II.1.- LES PROPRIETES PHYSIQUES
II.1.1.- LA DISTILLATION ASTM
II.1.2.- LA DENSITE
II.1.3.- LA VISCOSITE
II.1.4.- L’INDICE DE REFRACTION
II.1.5.- LE POINT DโECLAIR
II.2- LES PROPRIETES CHIMIQUES
II.2.1 LA MASSE MOLECULAIRE MOYENNE
II.2.1.1.- la mรฉthode des abaques
II.2.1.2.- la mรฉthode de Huang
II.2.1.3.- la mรฉthode de Riazi-Daubert
II.2.2 LE FACTEUR DE CARACTERISATION KUOP
II.2.2.1.- Par la mรฉthode des abaques
II.2.2.2.- Par calcul
II.2.3 LA REPARTITION PAR FAMILLE
II.2.3.1.- la mรฉthode de Huang
II.2.3.2.- La refractivity intercept RI
II.2.3.3- la chromatographie en phase gazeuse ou CPG
II.2.3.4.1.- Principe de la CPG
II.2.3.4.2.- Appareillage et fonctionnement
– l’injecteur
– la colonne chromatographique
– la phase stationnaire
– le systรจme de chauffage
– le dรฉtecteur et enregistreur
II.2.3.4.3.- L’indice de rรฉtention de Kovats IK
DEUXIEME PARTIE: TRAVAUX PERSONNELS
CHAPITRE III: RESULTATS ET DISCUSSIONS
III.1.- ETUDES DES PROPRIETES PHYSIQUES
III.1.1.- MESURE DE LA VISCOSITE CINEMATIQUE
III.1.2.- MESURE DU POINT DโECLAIR
III.1.3- MESURE DE L’INDICE DE REFRACTION
III.1.4.- MESURE DE LA DENSITE
III.1.5.- DISTILLATION ASTM
III.2.- ETUDE DES PROPRIETES CHIMIQUES
III.2.1 MASSE MOLECULAIRE MOYENNE
III.2.1.1.- Par la mรฉthode des abaques
III.2.1.2.- Par la mรฉthode de Huang
III.2.1.3- Par la mรฉthode de Riazi- Daubert
III.2.2.- REPARTITION PAR FAMILLES
III.2.2.1.- Facteur de caractรฉrisation de Huang I
III.2.2.2.- Refractivity intercept RI
III.2.2.3.- Facteur de caractรฉrisation KUOP
III.2.2.4- Mรฉthode chromatographique en phase gazeuse
CONCLUSION
PARTIE EXPERIMENTALE
BIBLIOGRAPHIE