La chloration concerne surtout l’éthylène, qui se combine au chlore pour donner plusieurs composés très importants, tels que le trichloréthylène, un puissant solvant, et surtout le chlorure de vinyle, que l’on polymérise pour obtenir le plus connu de tous les plastiques (P. V. C). En dehors des oléfines, on sait également chlorer les hydrocarbures saturés, depuis le méthane, qui donne le chloroforme ou le tétrachlorure de carbone, jusqu’aux paraffines normales (non ramifiées) tirées du kérosène ou du gasoil, qui servent à fabriquer des détergents biodégradables.

• Le butadiène. La plus intéressante des dioléfines est le butadiène, qui compose environ la moitié de la fraction C₄ (hydrocarbures à 4 atomes de carbone) des produits obtenus par vapocraquage, fraction dont on le sépare généralement par distillation extractive. C’est une des bases pétrochimiques essentielles de l’industrie du caoutchouc de synthèse (polybutadiène, styrène-butadiène ou nitrile-butadiène).

• Les polyoléfines. L’éthylène et le propylène se polymérisent facilement pour donner toute une famille de matières plastiques moulées ou extrudées en objets d’usage courant ou pour des applications industrielles. Le polyéthylène à basse densité, découvert dès 1936, est formé de macromolécules ramifiées obtenues par polymérisation à haute pression, tandis que le polyéthylène à haute densité, plus dur, est constitué de chaînes droites :
... —CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂ ...

Avec une production mondiale de 5 Mt par an, ils dépassent à eux deux le tonnage de leur principal rival, le polychlorure de vinyle. En revanche, la fabrication de polypropylène n’atteint pas 1 Mt par an, car son prix plus élevé en réserve l’emploi à des spécialités : emballages pelliculaires, cordages, filets, tapis tissés, etc.

Les aromatiques

Ce sont des hydrocarbures comportant un ou plusieurs noyaux benzéniques dont chacun est un anneau hexagonal formé de 6 atomes de carbone reliés entre eux. Les plus simples sont le benzène, le toluène et les xylènes. Jadis extraits des goudrons de houille, les aromatiques sont présents en faible quantité dans le pétrole brut, mais ils sont surtout synthétisés, lors du reforming catalytique et du vapocraquage, par cyclisation des molécules saturées et par déshydrogénation des molécules cycliques naphténiques. Les principales filières de la chimie aromatique permettant d’aboutir à des produits particulièrement connus sont :

L’acétylène

Autre « grand » de la chimie, puisque sa production mondiale est de l’ordre de 2 Mt par an, l’acétylène CH=CH peut être obtenu par divers procédés de déshydrogénation d’hydrocarbures, notamment par craquage très poussé de fractions pétrolières légères dans des fours de pyrolyse où la température peut atteindre 1 600 °C.

Les principaux débouchés de l’acétylène sont :
— le polychlorure de vinyle, filière maintenant concurrencée par celle qui passe par l’éthylène ;
— le caoutchouc néoprène (polychloroprène) ;
— les fibres acryliques et en acétate de cellulose ;
— les adhésifs et les peintures vinyliques (acétate de vinyle).

L’ammoniac

L’énorme demande mondiale en engrais azotés a suscité depuis une vingtaine d’années toute une industrie nouvelle fondée sur la synthèse hydrogénante d’ammoniac et d’urée à partir d’hydrogène d’origine pétrochimique et d’azote atmosphérique.

Produits chimiques à l’état élémentaire

• Le soufre. C’est un produit dérivé, par réaction catalytique, des composés sulfurés naturels contenus dans le pétrole brut ou dans le gaz naturel. La nécessité d’une désulfuration de plus en plus complète des produits pétroliers et du gaz naturel a rendu disponibles en diverses régions du globe, notamment à Lacq (Pyrénées-Atlantiques), des tonnages considérables de soufre élémentaire. Malgré les besoins croissants de la chimie dérivée du soufre, la ressource pétrolière doit conduire dans l’avenir à de larges excédents pour lesquels de nouveaux débouchés seraient souhaitables.

• Le carbone. On a cru pouvoir opposer la pétrochimie à la carbochimie. En réalité, ces deux industries deviennent de plus en plus voisines. Depuis longtemps, on a réalisé du pétrole de synthèse par hydrogénation du charbon, mais, après avoir substitué les aromatiques pétroliers à ceux des goudrons de houille, on produit par coking (craquage thermique de résidus lourds) du carbone à l’état pur qui sert à la fabrication d’électrodes, d’encre d’imprimerie, etc.

• L’hydrogène. C’est un sous-produit du reforming catalytique et du steam-cracking, ou bien il est fabriqué spécialement par craquage poussé en milieu humide (steam-reforming).

A.-H. S.

➙ Alcanes / Alcènes / Alcynes / Ammoniac / Aromatiques (hydrocarbures) / Carbone / Éthylène / Hydrogène / Organique (chimie) / Polymère pétrochimique / Propylène / Soufre / Steam-cracking.

 P. Leprince, A. Chauvel et J.-P. Catry, Procédés de pétrochimie, caractéristiques techniques et économiques (Technip, 1971).