DEUXIÈME PARTIE PETROLE

Définilion. — Propriétés des divers pétroles. — Pétroles d*Amérique. — Distillation des pétroles d'Amérique. -- Pétroles du Caucase. — Pétroles roumains. — Pétroles divers. — Mazouts. — Essais et analyse des pétroles. — Essai industriel. — Analyse. — Pouvoir caloriGque. — Méthodes de Sainte-Claire Deviile. — Méthode, de M. Clavenad. — Expériences de M. Mahler. — Traitement industriel du pétrole.

Définition. — On donne le nom générique de pétroles à des hydrocarbures liquides naturels que Ton trouve dans l'Amérique du Nord, au Caucase, en Roumanie et dans quelques autres régions.

Le pétrole brut est d'ordinaire une huile de couleur brun foncé, qui, à la lumière réfléchie, parait verdâtre ; sa consistance est souvent celle de la mélasse claire ; sa densité varie suivant son origine, mais elle est généralement comprise entre 0,78 et 0,92.

Par distillation, on obtient, entre 4o^ et 70^, les produits les plus légers très inflammables, formant facilement avec Tair des mélanges explosifs dangereux. Ces produits, recueillis, constituent Véther du pétrole dont la densité est à peu près 0,65.

On recueille, entre 75® et 120*», des produits inflammables à la température ordinaire, et connus sous le nom de naphte ou essence de pétrole^ ou essence minérale. Leur densité moyenne varie de 0,702 à 0,740.

On élève ensuite peu à peu la température à ibO°, puis progressivement jusqu'à 280**, et Ton recueille pendant toute cette période rhuile d'éclairage, appelée kérosène ou photogène^ qui aura besoin

de subîr le raffinage pour être employée. Sa densité varie de 0,780 à 0,810.

Après le départ de Thuile d'éclairage, on élève encore la température progressivement jusqu'à près de 400®, et l'on recueille des huiles lourdes, généralement employées pour lubrifier les machines, et que Ton peut utiliser pour le chauffage ; leur densité varie de 0,830 à 0,900.

C'est pendant cette dernière phase que la paraffine distille. La paraffine, encore fluide, est dirigée dans de vastes caves, disposées en glacières souterraines, où elle se coagule en toute saison. Une fois qu'elle est figée, on la comprime sous la presse hydraulique. Le liquide qui s'écoule de la paraffine pendant celte opération est encore une matière lubrifiante. Enfin le résidu de distillation est un coke plus dense que le coke de la houille et qui brûle bien sur les grilles.

Propriétés des divers pétroles. — Les divers pélroles ne possèdent pas tous les mêmes propriétés. Les pétroles du Caucase contiennent notamment beaucoup moins de paraffine que la plupart des pétroles américains et offrent une densité plus forte. La distillation du pétrole russe donne la moitié de la proportion d'huile lampante que fournissent les pétroles d'Amérique.

Pétroles d'Amérique. — Ou rencontre le pétrole dans l'Amérique du Nord, parallèlement aux monts Alleghanys, depuis le lac Ontario jusqu'en Virginie. Les principaux centres d'exploitation en Pennsylvanie sont Titusville et Oil City. On trouve également des gisements au Canada, à Gaspe, sur les bords du fleuve Saint- Laurent, dans le comté de Lambton; enfin, il existe des gisements de pétrole en Californie dans le Texas et au Wyoming.

Le pétrole de Pennsylvanie est un liquide plus ou moins fluide, odorant, dont la couleur varie du vert au brun verdâtre. Exceptionnellement quelques puits donnent du pétrole clair et limpide, que l'on peut employer sans épuration.

Le pétrole du Canada, de couleur foncée et plus visqueux que le pétrole de Pennsylvanie, répand une odeur très désagréable.

L'huile du Texas est excellente pour le chauffage, à l'état brut, après désulfuration ; elle est beaucoup moins chère que les autres pétroles américains de la Pennsylvanie, de la Virginie ou de TOhio. Mais le pétrole du Texas ne peut être traité pour l'extraction des produits lampants : il est dense, visqueux, riche en produits asphaltiques, opaque et de couleur brun foncé. La densité est de 0,963

pour Saratoga Sud, de 0,955 pour Nacogdoche et de 0,830 pour Corsicana.

Ces huiles sont très sulfureuses, car leur teneur est d*environ 2,16 0/0 ; elles contiennent environ 1 0/0 de composés nitreux. Leur pouvoir calorifique est de 10.581 calories.

Sous une pression de 14 millimètres, l'état des fractionnements est le suivant :

Résidus 155 0/0 14« B.

Les huiles de Californie sont, comme celles du Texas, lourdes et noires, surtout dans le Sud : on les utilise principalement comme huiles de chauffage, leur distillation ne donnant presque pas de produits lampants. Aussi le chauffage des locomotives au pétrole a-t-il pris de Textension sur les lignes de F Atchison Topeka Santa-Fé R. R. et du Southern Pacific R. R., qui accusent une économie de 17 0/0.

Distillation des pétroles (T Amérique. — Le pétrole brut soumis au traitement industriel donne, d'après Hofer, les produits suivants :

QatDtilé 0/0. Densité en Point

degrés Btamé. d'éboliition.

Gymogène » 110 0,0

Rhinogène » iOO 19«,4à70«

Gazoline 1,5 85-90 129«

Naphto 10,0 71-76 152o

Kérosène ou pétrole raffiné. 55,0 46 170«

Huile paraffinée 19,5 30 »

Coke, pertes, etc 10,0 » »

On suit la distillation industrielle à Taide de Taréomètre Baume; une élévation de température de 5*^,5 correspond à une augmentation de densité de 1"^ B.

En général, iOO barils de pétrole brut (159 hectolitres environ) donnent : 70 à 80 barils de pétrole raffiné ; iO à 15 barils d'essence de pétrole; 3 à 10 barils de résidus et 5 barils sont perdus.

D'après Pelouze et Cahours, les pétroles d'Amérique sont presque exclusivement formés par des hydrocarbures de la série C''H*'»+*, depuis CH* jusqu'à C^'H^''. Au-dessus du point d'ébuUition de cet hydrogène carboné, situé vers 280°, la distillation donne de la paraffine fusible de 45*' à 65"*, qui, distillée en vase clos, se scinde enhydro-

carbures liquides, bouillant à une température moins élevée et appartenant aux séries C''H^'»+^ ou CH^".

Schorlemmer a ainsi complété les résultats trouvés par Pelouze et Cahours.

Densité. Point d'ébullition.

Pentane normal ) ^5312 \ — 37« à 39»

Diméthylpropane \ "'1 0,626 30»

Hexane normal C^H" .... 0,633 à 17* 71»,5

Heptane normal ) q^^iq ) 0,712 à 46» 98«

Diméthyldiéthylmélhane \ "■'/0,711à Oo 86%5

Octane normal C«H<« .... 0,703 à I70 424"

D'après Beilstein et Kourbatof, le pétrole d'Amérique contiendrait aussi de Thexahydrométaxylène ; il y aurait donc, à côté des carbures forméniques, une petite proportion de carbures C^H'", ayant la constitution des carbures aromatiques perhydro gênés.

Pétroles du Caucase. — La densité du pétrole de Bakou varie de 0,881 à 0,886 à la température de 15®. La distillation fractionnée du pétrole du Caucase permet d'en représenter graphiquement la composition, en prenant pour abscisses les proportions centésimales des produits qu'on en retire et pour ordonnées les densités.

Les divers produits du pétrole de Bakou, môme très voisins, ayant un coefficient de diffusion très, petit, les différentes espèces de pétrole ne se mêlent que très lentement, et les plus légères se superposent aux plus lourdes. Le coefficient de variation de la densité avec la température peut être considéré comme constant pour un hydrocarbure donné ; ce coefficient décroît à mesure que la densité augmente.

En distillant avec précaution la moitié du pétrole, on obtient un volume de gaz inflammable qui surpasse plusieurs fois celui du pétrole employé. Cette décomposition a lieu, même quand on distille dans le vide; elle est surtout notable quand les hydrocarbures soumis à la distillation atteignent au moins une densité de 0,850. Elle est d'autant plus forte que la densité des huiles est plus élevée. On ne peut donc extraire les huiles lourdes qu'au moyen d'un courant de vapeur d'eau surchauffée. Quand on a distillé les trois quarts du pétrole, il reste un goudron qu'on ne peut distiller sans décomposition.

Le pétrole de Bakou contient beaucoup de vaseline, dont la densité surpasse celle de la vaseline d'Amérique, bien que les pro« priétés des deux corps soient les mêmes.

D'après Schutzenberger et Jonine, la majeure partie des pétroles du Caucase est formée par des carbures C^H'", isomériques avec les carbures éthyléniques, mais qui s'en distinguent par une absence marquée d'affinités chimiques, ce qui les rapproche des carbures forméniques C"H*'*+*.

On les considère comme des carbures perhydrogénés. Parmi ces carbures citons :

DaDBité.

Point d'ébullition.

L'hexahydrobenzine

L'hexahydrotoluène

L'hexahydro-isoxylène

Balstein et Kourbatof ont trouvé également rhexahydrométaxylène.

Markovnikof et Oglobine ont montré que la composition des fractions du pétrole du Caucase bouillant entre 150° et 300°, sous la pression ordinaire et aussi celles des fractions passant de 210° à 330° sous la pression de 20 millimètres sont très voisines de C^'^H^'*, après qu'on a éliminé les produits oxygénés. On effectue cette séparation, en faisant agir pendant un certain temps de l'iode sur les hydrocarbures à leur température d'ébuUition.

Dans la partie bouillant à 180° ou 200°, on a trouvé, outre une petite quantité de l'hydrocarbure C^^H^*, les hydrocarbures de la série C*H''* et, comme produit principal, les cymènes isomériques, la métaméthylpropylbenzine et la tétraméthylbenzine.

La fraction bouillant à 240° et 250° contient l'une des propylnaphtalines isomériques C**H**, les hydrocarbures C^ 'H'* (série styrolène) etC*»H»^

Au rouge vif, les carbures C'H^'», contenus dans le pétrole du Caucase, se transforment en carbures benzéniques. En fractionnant les produits obtenus au rouge sombre, on a trouvé du butylène et du crotonylène dans le mélange des hydrocarbures bouillant entre 15« et 35°,

Pétroles roumains. — Les pétroles roumains se composent presque exclusivement de carbone et d'hydrogène avec de légères traces d'hydrogène, de soufre et d'azote.

On trouve de 86,17 (Campeni) à 87,57 (Ocnitza) de carbone, 11,37 d'hydrogène et 1 0/0 d'oxygène.

Leur couleur varie du jaune clair transparent (Campeni Parjol) ou du rouge clair transparent (Plaïoul Teleajen) au brun et au noir opaque. Leur caractère spécial est leur fluorescence verdâtre.

f.a densité varie de 0,7833 (Campeni Parjol) à 0,905 (Sarata Tohani). Ils répandent une odeur en générai éthérée, quelquefois alliacée, et sentent rarement Tacide sulfhydrique.

Leur viscosité varie à 20^ de 1,04 (Campeni Parjol) à 4,80 (Sarata Tohani) ; la moyenne est de 2 à 2,80.

L'ébuUition a lieu de 25*» à 62*.

La distillation donne les résultats suivants :

Essences légères, entre 0* et 150^, de 0,1 0/0 (Sarata Tohani) à 49 0/0 (Slobozia Vrajitoarea) ;

Huiles lampantes, 150<' à 300^ de 28 0/0 (Slobozia Vrajitoarea} à 47 0/0 (Campeni);

Résidus au-dessus de 300^, 13 0/0 (Campeni i^arjol) à 58 0/0 (Sarata Tohani).

Ils contiennent de la paraffine en quantité variable : Slobozia Vrajitoarea, 3,8 0/0; Campeni Parjol, 29 0/0; Plaïoul Teleajen, 19 0/0.

Leur pouvoir calorifique est de 11.640 calories.

Pétroles divers. — Le pétrole de Kouban possède des propriétés analogues à celles du pétrole américain ; il est riche en kérosène ; sa densité, 0,80, est inférieure à celle du pétrole de Bakou.

Le pétrole d'Egypte a une densité élevée, 0,935. Il ne renferme ni éther, ni essence de pétrole, ni paraffine.

Les pétroles de Tocéan Indien sont remarquables par la présence d'une assez forte proportion de produits sulfurés qui leur donnent une odeur très désagréable.

Enfin, on exploite aujourd'hui d'importants gisements de pétrole à Bornéo, à Java, à Sumatra, dans la Nouvelle-Zélande, en Tasmanie, dans la Nouvelle-Galles du Sud, à Formose, à Rangoon, au Japon. On a signalé en Chine d'immenses terrains pétrolifères dans la province du Setchouen.

La composition des pétroles japonais est assez différente suivant les gisements. Le poids spécifique varie de 0,8245 à 0,8952, la quantité de Soufre, de 0,23 à 0,61 ; d'azote, de 0,35 à 0,75; l'iode absorbe de 0 à 7,66.

Le pétrole du territoire d'Amoze contient d'assez grandes proportions de parties volatiles. Les températures, où la distillation est la plus abondante, sont 68% 98^ 149% 135% 162% 196*» et 216\ Les parties à point d'ébullition élevé se solidifient en se refroidissant.

Mazouts. — Au point de vue de l'emploi du pétrole comme combustible, les produits les plus intéressants sont lesmazouts elles astakù.

Les mazouts sont les résidus naturels qui se forment dans les cornues de distillation pendant l'élimination des kérosènes. Les mazouts du Caucase contiennent :

Carbone . . 87,1

Hydrogène H, 7

Oxygène i ,2

Ils forment à peu près la moitié du pétrole brut dont on a retiré les

essences et le kérosène qui sert à Téclairage. La densité du mazout, substance noire et épaisse, varie de 0,900 à 0,920 pour celui de Bakou et de 0,934 à 0,935 pour celui de Kouban. La densité du mazout est plus forte en hiver qu'en été, saison pendant laquelle le naphte perd plus facilement son eau. On peut en extraire des huiles de graissage par des distillations successives qui laissent finalement des goudrons. Ces goudrons ont Taspect un peu plus fluide et plus verdâtre que la mélasse ordinaire.

Le mazout possède un pouvoir calorifique supérieur à celui des meilleures houilles; en outre, il ne laisse pas de cendres et on peut en régler très facilement la combustion. On admet, en général, qu'un kilogramme de mazout équivaut à 1^*^,500 ou 1^«^,7dO de bonne houille.

Vastakij comme le mazout, est une huile lourde, peu inflammable, ce qui permet de l'employer en toute sécurité ; il est inodore, ne s'avarie pas en restant emmagasiné dans les réservoirs exposés à l'air et ne détériore pas les récipients qui le contiennent. Sa densité est de 0,928 à 0^. L'analyse chimique montre qu'il se compose, en moyenne, de 87,1 0/0 de carbone, 11,7 0/0 d'hydrogène et 1,2 0/0 d'oxygène.

Sa puissance théorique de vaporisation est de 16^^,2 d'eau à 8 atmosphères; en pratique, la production est de 11 à 12 kilogrammes de vapeur par kilogramme de combustible.

Le point d'inflammation des astakis est beaucoup plus élevé que celui du pétrole lampant ; d'ailleurs on ne peut rien fixer à cet égard, car la température d'émission de vapeurs inflammables varie pour les astakis dans de larges limites, c'est-à-dire entre 85^ et 175^ environ.

Nous donnons ici les résultats d'essais faits en Angleterre sur divers combustibles liquides.

Composition chimique ] H

Pouvoir calorifique

Poids spécifique

IGILE LOUUE nussi

MAZOUT