Le génie pétrochimique au Canada...

Qui mieux que Pétro-Canada peut nous faire découvrir le monde du génie chimique et pétrochimique au Canada ?  Cette société est en effet la plus grosse compagnie pétrochimique au pays. Avec ses raffineries d’Edmonton, d’Oakville et de Montréal, elle transforme le pétrole brut en essence et plusieurs autres produits de qualité. L’usine d’Oakville emploie à elle seule plus de 200 travailleurs, dont beaucoup d’ingénieurs chimistes et de techniciens en chimie, responsables en premier lieu de la qualité et du bon  fonctionnement des processus. Les chimistes effectuent surtout de la recherche en laboratoire afin de constamment améliorer la qualité des produits et le rendement des processus. Nous allons maintenant chercher à mieux comprendre le procédé de raffinage du pétrole et les principes chimiques qui s’appliquent à chaque étape. 

Les 13 000 m3 (89 000 barils) de pétrole brut  raffinés chaque jour à Oakville doivent suivre une séquence de purification bien précise. Le pétrole brut est un mélange complexe de plusieurs molécules organiques appelées hydrocarbures.  Le raffinage permet de séparer ces différents  composés, d’en convertir certains et d’éliminer les impuretés. La première étape est la « séparation ». Imaginez une énorme bouilloire où les différents composés du pétrole brut s’évaporent les uns après les autres à différentes températures d’ébullition. Ce procédé s’appelle la distillation. Les vapeurs presque pures s’échappant dans de hautes colonnes sont refroidies à des températures spécifiques, condensées, puis récupérées séparément. Les résidus visqueux non volatils qui restent au fond servent à la fabrication d’asphalte, d’huile lourde de chauffage ou de lubrifiant. 

La seconde grande étape est la « conversion ». Elle consiste à changer la structure chimique des fractions de pétrole récupérées afin d’obtenir des produits de qualité supérieure, comme l’essence. La conversion comprend d’abord le reformage, qui change la forme des molécules, suivi du craquage qui coupe les grosses molécules en molécules plus petites et plus semblables les unes aux autres. La conversion se termine par l’alkylation qui combine les petites molécules en des molécules plus grosses qui sont identiques, comme l’octane. Le processus se déroule à de très hautes températures en présence de catalyseurs, sous la supervision d’ingénieurs chimistes.   

La troisième étape est le traitement de impuretés. Pour retirer des impuretés, le soufre par exemple, on procède à des séparations physiques et chimiques, comme la précipitation et la dissolution. Le soufre en phase gazeuse ainsi recueilli est envoyé dans des usines de traitement spécialisées où il est converti en soufre liquide, puis entreposé. Sans cette étape de purification, les impuretés entraîneraient la corrosion des pièces et nuiraient au fonctionnement des véhicules.

Enfin, on appelle « mélange final » la dernière étape où sont faits les derniers ajustements et où les produits acquièrent leurs caractéristiques spécifiques. On ajoute des produits particuliers, selon les saisons, et on s’assure que chaque échantillon contient le mélange précis désiré. 

Bien que l’essence soit le principal produit extrait du pétrole brut, il en existe plusieurs autres. On pense notamment au carburant diesel ainsi qu’au kérosène (carburant pour avions découvert par le Canadien Abraham Gesner, en 1853), à l’huile à chauffage et aux lubrifiants. Les sous‑produits du raffinage sont aussi utilisés dans la fabrication de plastiques, de fibres, de caoutchoucs synthétiques et de plusieurs autres produits d’usage courant.