Pétrochimie

Maintenance prédictive
L'analyse avancée offre des avantages significatifs à l'industrie pétrochimique, la maintenance prédictive en étant un aspect important. Grâce à cette technique, les entreprises exploitent les données des capteurs et d’autres sources pour détecter d’éventuelles pannes d’équipement avant qu’elles ne surviennent. Cette approche proactive leur permet d'éviter les temps d'arrêt, d'augmenter la productivité et de réduire les coûts.
Par exemple, l'industrie pétrolière et gazière en amont utilise les « arbres de Noël » – un ensemble de vannes et de jauges utilisées pour contrôler le débit de pétrole et de gaz provenant d'une tête de puits. En utilisant la maintenance prédictive, ces entreprises peuvent surveiller les performances de l'équipement et identifier tout signe d'usure ou de panne. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour planifier la maintenance au moment optimal, évitant ainsi des réparations coûteuses et réduisant également le risque de temps d'arrêt imprévus.

Optimisation des processus
Un autre avantage de l’application d’analyses avancées dans l’industrie pétrochimique est la possibilité d’optimiser les processus. L'analyse des données-en temps réel permet aux entreprises d'améliorer les processus de production, de minimiser les déchets et d'améliorer la qualité des produits. Grâce à cela, les algorithmes d’apprentissage automatique peuvent détecter des modèles et des tendances qui pourraient être difficiles à identifier pour les humains.
En utilisant des analyses avancées, différentes industries peuvent surveiller leurs processus de production en temps réel, détecter tout écart par rapport aux conditions optimales et ajuster automatiquement les paramètres de la machine (tels que la température et la pression) grâce à des algorithmes d'apprentissage automatique. Cette approche peut réduire les déchets, améliorer la qualité des produits et accroître l’efficacité.

Analyse d'impact environnemental
Des analyses avancées peuvent être utilisées pour aider les entreprises pétrochimiques à réduire leur impact environnemental. En analysant les données sur des facteurs tels que la consommation d’énergie et la production de déchets, les entreprises peuvent identifier les domaines dans lesquels elles peuvent apporter des améliorations.
Par exemple, il est possible de surveiller la consommation d'énergie pendant le processus de production de différents produits et d'identifier les zones où l'énergie est gaspillée. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour apporter des ajustements au processus, comme l'optimisation des paramètres de l'équipement, afin de réduire la consommation d'énergie ou les émissions de carbone.

Il n’existe pas (ou très peu) d’applications dans lesquelles le pétrole brut est utilisé directement, car son faible pouvoir calorifique, sa faible teneur en eau, ses métaux et ses polluants peuvent affecter négativement tout type d’installation de combustion (ou d’autres types d’appareils utilisant du pétrole brut). Avant utilisation, le pétrole brut et toute autre forme de pétrole doivent être raffinés et convertis en carburants plus précieux appelés carburants pétrochimiques. Ceux-ci ont une faible valeur dans leur état d’origine et n’ont aucune application pratique. Des exemples de carburants pétrochimiques sont le gaz de pétrole liquéfié (GPL), le kérosène, le diesel, l'essence et le carburéacteur. A noter qu'une raffinerie produit d'autres produits de valeur tels que des cires, des asphaltes, des matières plastiques, des lubrifiants et des graisses.

Même après séparation de l’eau, du sulfure d’hydrogène et d’autres composants, le pétrole brut reste un mélange de nombreux hydrocarbures allant des composants très légers aux composants très lourds. Dans une raffinerie, le pétrole brut doit passer par des processus chimiques et physiques successifs tels que le dessalement et le nettoyage, la distillation, l'hydro-traitement, etc. La distillation sépare le pétrole brut en différentes fractions en fonction de la différence des températures d'ébullition. La distillation atmosphérique est appliquée pour séparer les composés légers, tandis que la distillation sous vide extrait les carburants plus lourds.

Pétrochimie, au sens le plus strict, l'un des nombreux produits chimiques (par opposition aux carburants) dérivés du pétrole et du gaz naturel et utilisés à diverses fins commerciales. La définition a toutefois été élargie pour inclure toute la gamme des produits chimiques organiques aliphatiques, aromatiques et naphténiques, ainsi que le noir de carbone et les matières inorganiques telles que le soufre et l'ammoniac. Dans de nombreux cas, un produit chimique spécifique inclus parmi les produits pétrochimiques peut également être obtenu à partir d'autres sources, telles que le charbon, le coke ou des produits végétaux. Par exemple, des matériaux tels que le benzène et le naphtalène peuvent être fabriqués à partir de pétrole ou de charbon, tandis que l'alcool éthylique peut être d'origine pétrochimique ou végétale. Il est donc difficile de classer une substance spécifique comme, à proprement parler, pétrochimique ou non pétrochimique.

Les produits fabriqués à partir de produits pétrochimiques comprennent des éléments tels que les plastiques, les savons et les détergents, les solvants, les médicaments, les engrais, les pesticides, les explosifs, les fibres et caoutchoucs synthétiques, les peintures, les résines époxy, ainsi que les revêtements de sol et les matériaux isolants. Les produits pétrochimiques se trouvent dans des produits aussi divers que l’aspirine, les bagages, les bateaux, les automobiles, les avions, les vêtements en polyester et les disques et bandes d’enregistrement.

Comme le pétrole brut et le gaz naturel, les produits pétrochimiques sont composés principalement de carbone et d’hydrogène et sont appelés hydrocarbures. Si, dans les molécules, les atomes de carbone sont liés par des liaisons simples, on dit que les molécules sont saturées. Si elles sont liées par une ou plusieurs doubles liaisons, les molécules sont dites insaturées. Les produits chimiques insaturés sont préférés comme matières premières pétrochimiques car ils sont plus réactifs chimiquement et peuvent plus facilement être transformés en d’autres produits pétrochimiques.

Les différents composants du pétrole utilisés comme matières premières dans la production d’autres produits chimiques sont appelés matières premières. Les matières premières pétrochimiques peuvent être classées en trois groupes généraux : les oléfines, les aromatiques et un troisième groupe qui comprend les gaz de synthèse et les matières inorganiques. Les oléfines, dont les molécules forment des chaînes droites et sont insaturées, comprennent l'éthylène, le propylène et le butadiène. L'éthylène est la matière première d'hydrocarbures utilisée en plus grande quantité dans l'industrie pétrochimique. A partir de l'éthylène, par exemple, on fabrique de l'éthylène glycol, utilisé dans les fibres et résines de polyester et dans les antigels ; l'alcool éthylique, un solvant et un réactif chimique ; le polyéthylène, utilisé dans les films et les plastiques ; le styrène, utilisé dans les résines, le caoutchouc synthétique, les plastiques et les polyesters ; et le dichlorure d'éthylène, pour le chlorure de vinyle, utilisé dans les plastiques et les fibres. Le propylène est utilisé dans la fabrication de produits tels que les acryliques, l'alcool à friction, la colle époxy et les tapis. Le butadiène est utilisé dans la fabrication de caoutchouc synthétique, de fibres de tapis, de revêtements de papier et de tuyaux en plastique.

Les aromatiques sont des molécules d'hydrocarbures qui forment des anneaux et sont insaturées. Les principales matières premières aromatiques sont le benzène, le toluène, le xylène et le naphtalène. Le benzène est utilisé pour fabriquer du styrène, l'ingrédient de base des plastiques polystyrène. Il est également utilisé pour fabriquer des peintures, des résines époxy, des colles et autres adhésifs. Le toluène est principalement utilisé pour fabriquer des solvants, des additifs pour essence et des explosifs. Le xylène est utilisé dans la fabrication de plastiques et de fibres synthétiques ainsi que dans le raffinage de l'essence. Le naphtalène est notamment utilisé dans les insecticides.

Le gaz de synthèse est utilisé pour fabriquer de l'ammoniac et du méthanol. L'ammoniac est principalement utilisé pour former du nitrate d'ammonium, une source d'engrais. Une grande partie du méthanol produit est utilisée dans la fabrication de formaldéhyde. Le reste est utilisé pour fabriquer des fibres de polyester, des plastiques et du caoutchouc de silicone.

Plus important encore, l’industrie pétrochimique a contribué à accroître les opportunités d’emploi à travers le pays.

Les produits pétrochimiques sont utilisés pour créer la plupart des articles que nous utilisons quotidiennement. Des véhicules à une variété d’appareils électroniques, presque tous les objets que nous utilisons aujourd’hui sont alimentés ou fabriqués à partir de produits pétrochimiques. La demande croissante de produits a conduit à la création d’un plus grand nombre de raffineries et d’usines et donc de la création de davantage d’emplois.

En fait, selon l’API, « l’industrie pétrolière et gazière constitue l’épine dorsale de l’économie américaine ». L'industrie crée et soutient plus de 9 millions d'emplois aux États-Unis.

En outre, l’industrie pétrochimique devrait devenir la principale industrie créatrice d’emplois. On prévoit que cela créera environ 700 000 emplois d'ici 2030. De plus, des opportunités offshore supplémentaires pourraient entraîner la création de 100 000 nouveaux emplois en Floride d'ici la fin de l'année.

Toutes ces nouvelles opportunités d’emploi entraîneront une augmentation des revenus du gouvernement. On prévoit que l’industrie pétrochimique pourrait ajouter jusqu’à 171 milliards de dollars aux revenus des États-Unis d’ici 2030.