A) Dès matières premières aux constituants du plastique : le pétrole est à l'origine des monomères

Aujourd’hui, les matières plastiques sont principalement des polymères synthétiques, obtenus par synthèse à partir de substances extraites du gaz naturel, mais surtout du pétrole. 55% de la production du plastique est issue du pétrole,  35% du charbon, et 10%  des gaz naturels.

Le pétrole est une huile 100% naturelle formée par un mélange complexe de milliers de composés. Il faut le transformer pour pouvoir l’utiliser. Ainsi, le pétrole est traité dans un complexe pétrochimique appelé raffinage pour fabriquer des produits chimiques de base : les monomères.

 1) La première étape : la distillation

 La première étape de la transformation du pétrole se déroule à la raffinerie, où les principaux constituants du pétrole sont séparés en plusieurs fractions (parties constitutives) par distillation. Parce que les composés du pétrole brut ont des masses différentes et donc des points d’ébullition différents, on peut chauffer le pétrole pour séparer ses constituants par vaporisation et les récupérer par condensation. Le pétrole brut, à force d’être chauffé, se transforme en gaz et entre dans une colonne de distillation. Puis, lors du refroidissement, les fractions se condensent pour former plusieurs liquides différents. Ainsi, les fractions obtenues contiennent un mélange de composés dont la température d’ébullition est similaire.

 

 

 Toutes les fractions se composent d’hydrocarbures, corps composés uniquement d’atomes d’hydrogène (H) et de carbone (C). La fraction du pétrole la plus importante pour la production de matière plastique est celle des essences, hydrocarbures appelés naphta. Environ 18,7 t de pétrole brut donnent par distillation 3,74 t d’essences.

     --> Utilisation du pétrole

Environ 4% de la consommation européenne du pétrole est destinée à la fabrication du plastique.

N’ayant aucune altération chimique, ces fractions doivent être modifiées chimiquement afin de devenir des produits plus utiles.

2) Deuxième étape : le craquage

 Par la suite, le  naphta est transformé par craquage en hydrocarbures gazeux. C’est un procédé thermique qui consiste à casser les grosses molécules en de plus petites et de plus utiles. Le naphta est craqué en le mélangeant à la vapeur et en le chauffant à 800° avant d’être rapidement refroidi à 400°, ce qui entraine des modifications chimiques. On obtient ainsi des composés plus petits de l’ordre de (C2), (C3), et (C4), ce qui permet ainsi la formation de liaisons covalentes doubles entre les atomes de carbone (C=C).

  -->  Unité de craquage

 Les nouveaux corps gazeux formés sont des composés simples appelés « produits chimiques de base ». Ce sont principalement de l’éthylène, du propylène, du benzène  et du butylène, petites molécules contenant entre 2 et 7 atomes de carbone. Les polymères sont fabriqués à partir de ces monomères. Ces derniers sont aussi des produits de départ pour différentes matières plastiques.

A partir de l’éthylène et du chlore, se forme du chlorure de vinyle.

L’éthylène permet aussi d’obtenir du styrène par réaction chimique avec le chlorure de vinyle et le benzène

Le butadiène s’obtient par déshydrogénation de butylène, soit la perte d’atomes d’hydrogènes sous l’action de catalyseurs.

 

D'autres matières plastiques sont créées grâce à des procédés de l'industrie chimique.

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