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Qu'est-ce que l'essence ? Propriétés, composition et origine

Qu'est-ce que l'essence ? Propriétés, composition et origine

L'essence est un mélange d'hydrocarbures dérivés du pétrole qui est utilisé comme carburant dans les moteurs à combustion interne. Il a un pouvoir calorifique très élevé, environ 46 MJ/kg.

L'essence est un liquide incolore hautement inflammable, moins dense que l'eau (densité relative : 0,70 à 0,75). L'essence est obtenue à partir du pétrole par distillation directe, entre 60° et 200°C, ou par craquage des fractions lourdes.

D'un point de vue chimique, l'essence est un mélange d'alcanes, de cycloalcanes et de composés aromatiques de 4 à 10 atomes de carbone, et parfois d'alcènes. L'essence est principalement utilisée comme carburant dans les moteurs à combustion interne. Pour cette raison, ce carburant doit avoir un pouvoir antidétonant élevé, qui se mesure par l'indice d'octane (octane).

Ce pouvoir antidétonant peut être amélioré en modifiant la composition chimique, en affinant les procédés (cracking, reformage, isomérisation...) et en ajoutant des agents antidétonants (plomb tétraéthyle). Il est également utilisé comme solvant dans de nombreuses applications, et la volatilité souhaitée est obtenue en faisant varier le point final de distillation.

De quoi est composée l'essence ?

Il peut être considéré comme composé d'un mélange d'octane et d'hydrocarbures nona. Le naphta est normalement considéré comme la fraction du pétrole dont le point d'ébullition est compris approximativement entre 28 et 175 °C (seuil qui varie en fonction des besoins commerciaux de la raffinerie). En même temps, ce sous-produit est subdivisé en naphta léger (jusqu'à environ 100 °C) et en naphta lourd (le reste).

Le naphta léger est l'un des composants de l'essence, avec des indices d'octane d'environ 70. Le naphta lourd n'a pas une qualité suffisante pour être utilisé à cette fin, et sa destination est la transformation par reformage catalytique, un processus chimique par lequel l'hydrogène est également obtenu, tandis que augmenter l'indice d'octane de ce naphta.

Outre le naphta reformé et le naphta léger, les autres composants entrant dans la formulation d'une essence commerciale sont le naphta FCC, le naphta léger isomérisé, l'essence de pyrolyse débenzénisée, le butane, les butènes, le MTBE, l'ETBE alkylé et l'éthanol. Les formules de chaque raffinerie sont généralement différentes (même appartenant aux mêmes entreprises), selon les unités de traitement dont elles disposent et selon que l'on est en été ou en hiver.

Le naphta est obtenu par un procédé appelé craquage catalytique fluide FCC (parfois appelé essence FCC) à partir de diesel lourd. S'il n'est pas raffiné, il peut contenir jusqu'à 1000 ppm de soufre. Il contient environ 40% d'aromatiques et 20% d'oléfines. Ses indices d'octane (MON/RON) sont autour de 80/93.

Le naphta léger isomérisé (isomères) est obtenu à partir de naphta léger par distillation directe, par un procédé utilisant des catalyseurs solides à base de platine/aluminium ou de zéolithes. C'est un composant exempt de soufre, de benzène, d'aromatiques et d'oléfines, avec des indices d'octane (MON/RON) autour de 87/89.

Essence de pyrolyse débenzénisée obtenue comme sous-produit de la fabrication d'éthylène à partir de naphta léger. Il est composé d'environ 50% d'aromatiques (toluène et xylènes) et 50% d'oléfines (isobutène, hexène). Il contient environ 200 ppm de soufre. Le benzène qu'il contient à la source est généralement purifié et vendu comme matière première pétrochimique. Ses indices d'octane (MON/RON) sont autour de 85/105

L'alkylat est obtenu à partir d'isobutane et de butènes, par un procédé qui utilise des catalyseurs acides (soit de l'acide sulfurique, soit de l'acide fluorhydrique). Il ne contient pas non plus de soufre, de benzène, d'aromatiques ou d'oléfines. Ses indices d'octane (MON/RON) sont autour de 94/95.

D'où est extraite l'essence ?

Raffinerie de pétrole - Fabrication d'essenceL'essence est un dérivé du pétrole brut et est obtenue dans une raffinerie. En général, il est obtenu à partir du naphta de distillation directe, qui est la fraction liquide la plus légère du pétrole (à l'exception des gaz).

Le naphta est également obtenu à partir de la conversion de fractions d'huiles lourdes (gasoil sous vide) dans des unités de procédé appelées FCC (fluidized catalytic cracking) ou hydrocracatge.

Une série de spécifications requises pour que le moteur fonctionne bien et d'autres spécifications environnementales doivent être respectées, toutes deux réglementées par la loi dans la plupart des pays. La spécification la plus caractéristique est l'indice d'octane, qui indique sa tendance à exploser.

Il existe différents types d'essences commerciales, classées selon leur indice d'octane. L'essence la plus vendue en Europe (2004) a un MON minimum de 85 et un RON minimum de 95.

Génération de dioxyde de carbone à partir de l'essence

Environ 2,36 kg de dioxyde de carbone (CO 2 ) sont générés en brûlant 1 litre d'essence qui ne contient pas d'éthanol. A partir de 1 litre de gazole, 2,69 kg de CO 2 sont générés.

L'EIA américaine estime que la consommation américaine d'essence (distillat) et de carburant pour le transport en 2015 a entraîné l'émission d'environ 1 105 millions de tonnes métriques de CO2  et  440 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone, respectivement, pour un total de 1 545 millions de tonnes métriques de CO2  . _ Ce total équivalait à 83 % des émissions totales de dioxyde de carbone du secteur des transports aux États-Unis et à 29 % des émissions totales de dioxyde de carbone liées à l'énergie aux États-Unis en 2015 .

La majeure partie de l'essence au détail actuellement vendue aux États-Unis contient environ 10 % d'éthanol-carburant (ou E10) en volume. La combustion d'un gallon d'E10 produit environ 17,68 livres (8,02 kg) de dioxyde de carbone émis par les combustibles fossiles.

Si l'on considère les émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion d'éthanol, environ 18,95 livres (8,60 kg) de dioxyde de carbone sont produits lorsqu'un gallon d'E10 est brûlé. Environ 12,73 livres (5,77 kg) de dioxyde de carbone sont produits lorsqu'un gallon d'éthanol pur est brûlé.

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Date de Publication: 17 novembre 2016
Dernière Révision: 26 février 2019