Le risque de projection chimique dans l’industrie pétrochimique

Dans la pétrochimie les principales causes d’accidents sont les projections chimiques qui peuvent se produire par exemple lors de l’éclatement de tuyauteries ou de cuves sous pression ou lors du démontage des canalisations et des vannes.

Tout commence avec le pétrole brut et le gaz naturel (mélanges d’hydrocarbures et de faibles quantités d’impuretés trouvés dans plusieurs secteurs géographiques mondiaux en quantités et compositions variables). Ils se sont formés il y a plusieurs millions d’années, résultant d’un processus lent et long de décomposition d’animaux et de plantes enterrés profondément dans la couche terrestre sous une pression énorme.

Le pétrole brut et le gaz naturel sont extraits à partir du sol, sur terre ou sous les océans, en y creusant un puits. Ils sont alors transportés vers les raffineries, par bateau et/ou par canalisation, une ligne équipée de pompes, valves et bien d’autres dispositifs de contrôle spécialement adaptés pour le déplacement de liquides et de gaz.

Le but du raffinage et ensuite de la pétrochimie est de convertir ces matières premières naturelles en produits de consommation de tous les jours ayant des applications allant des médicaments aux composants informatiques, les télécommunications, les textiles, les cosmétiques, le transport et la construction.

1ère phase / Raffinerie : production de modifications physiques et chimiques du pétrole brut et du gaz naturel à travers une série de procédés de fabrication extrêmement spécialisés.

Un de ces procédés est la distillation, c’est à dire la séparation du pétrole brut lourd en groupes plus légers d’hydrocarbures appelés >. Deux de ces fractions sont familières aux consommateurs. L’une d’elles, le fuel, est utilisée pour le chauffage ou pour le carburant diesel dans les applications automobiles. L’autre est le naphta, utilisé dans l’essence et aussi comme source première à partir de laquelle les produits pétrochimiques sont dérivés.

2nde phase / Pétrochimie : vise à convertir certaines des fractions de distillation (matières premières connues sous le nom de feedstocks >>) en produits pétroliers commercialisables. Elle se compose de trois différents types de processus > qui modifient la structure moléculaire des hydrocarbures :

• le cracking (en cassant les hydrocarbures en molécules plus petites),
• le reformage (en les joignant les uns aux autres pour former de plus grandes molécules),
• et le remodelage des fractions (en les remodelant en molécules de plus haute qualité).
  Opérations de support : elles ne sont pas directement impliquées dans la production des produits pétrochimiques mais établies dans un but de support (génération d’énergie, traitement des eaux usées, récupération du soufre, production d’additifs, traitement des gaz résiduels, manutention et stockage des produits).

Une fois ces opérations terminées, de nouveaux produits sont obtenus, les éléments de construction de l’industrie pétrochimique

• les oléfines (principalement l’éthylène, le propylène, les dérivés en C4)
• et les composés aromatiques (le benzène, le toluène, les xylènes).

Ces produits seront finalement transformés en d’autre produits plus spécialisés qui seront présents en fin de fabrication dans les plastiques, les savons, les détergents, les produits de soins et de santé, les fibres synthétiques, les caoutchoucs, les peintures…

Risque chimique

« Les principales causes d’accidents sont les projections chimiques qui peuvent se produire par exemple lors de l’éclatement de tuyauteries ou de cuves sous pression ou lors du démontage des canalisations et des vannes.»

Il serait impossible de détailler tous les procédés pétrochimiques et ainsi d’établir une liste complète des risques chimiques rencontrés dans cette industrie.

Cependant, certaines opérations (raffinerie / pétrochimie) bien connues impliquent l’utilisation de produits chimiques variés :

Alkylation : le but de l’alkylation est de produire un mélange de carburant moteur haute qualité. Le processus entraîne des conditions de réaction à basse température conduite en présence d’ acides forts. Dans l’unité d’alkylation, l’acide fluorhydrique (HF) (utilisation estimée à plus de 75% ici) ou l’acide sulfurique (H2SO4) (utilisation estimée à près de 20% ici) sont utilisés comme catalyseurs.

L’hydroxyde de potassium (KOH) est également employé pour d’autres traitements à la fin du processus d’alkylation par acide fluorhydrique.

Production de pétrole de base : les lubrifiants sont des mélanges de plusieurs catégories de pétroles de base et d’additifs spéciaux. Selon l’étape mise en jeu, le procédé de production du pétrole de base implique l’utilisation de divers solvants tels que le phénol, le toluène, la méthyle éthyle cétone (MEK), la méthyle isobutyle cétone (MIBK), les hydrocarbures chlorés

Refroidissement : dans une raffinerie, le refroidissement est nécessaire pour permettre aux opérations de procédé d’avoir lieu aux bonnes températures et de porter les produits à la température de stockage appropriée. Des systèmes de réfrigération sont utilisés dans certains cas spécifiques et nécessitent alors l’utilisation d’un réfrigérant, comme l’ammoniaque (cas d’un système de réfrigération directe).

Traitements des produits : des techniques d’extraction ou d’élimination peuvent être mises en place pour obtenir certaines caractéristiques produit. Les amines ou la soude caustique (NaOH) peuvent être mentionnées ici : le récurage par amine pour éliminer le sulfure d’hydrogène et le lavage caustique pour l’élimination des acides ou des mercaptans (dérivés soufrés).

Traitement des eaux usées : l’eau est employée massivement en tant qu’eau de procédé et eau de refroidissement. L’eau de procédé, après mise en contact avec les fluides d’ opérations, sera chargée non seulement en pétrole mais également en sulfure d’hydrogène (H2S), ammoniaque (NH3), phénols, benzène, cyanures et composés solides en suspension contenant des métaux et des composés inorganiques. L’eau de procédé est traitée lors de différentes étapes bien identifiées avant toute évacuation dans l’environnement.

Les risques chimiques liés à la présence et à l’utilisation des produits impliqués dans les procédés de raffinerie / pétrochimie doivent donc être contrôlés lors de quatre étapes principales : la production, le contrôle, le stockage et la maintenance.

Production : les accidents peuvent se produire lors de la manipulation ou l’ajout de réactifs chimiques.

Contrôle : les accidents qui se produisent alors sont souvent dus à des erreurs de manipulation lors du contrôle ou de l’analyse des produits (prélèvement, dosage) et de l’échantillonnage.

Stockage : le stockage comprend les opérations suivantes : le dépotage, le stockage, et le transfert des matières premières. La source principale d’accidents est avant tout liée au transfert de produits chimiques d’un conteneur ou d’une citerne à un(e) autre.

Maintenance : les risques industriels de détérioration ou de dysfonctionnement des équipements conduisent à procéder à de fréquentes opérations de maintenance des installations. Les accidents peuvent être observés lors des opérations de vidange, de nettoyage, d’assainissement, et de purge.

Les principales causes d’accidents sont les projections chimiques qui peuvent se produire par exemple lors de l’éclatement de tuyauteries ou de cuves sous pression ou lors du démontage des canalisations et des vannes.