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C2H4 Éthylène

Par Gregory Morris

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L'éthylène est produit par vapocraquage d'hydrocarbures, liquides (naphta) ou gazeux (éthane, propane, butane). Le vapocraquage permet d'obtenir des fractions en C2-C4 (éthylène, propylène, butènes, butadiène) et les aromatiques BTX (benzène, toluène et xylènes).

Fin 2017, Total a finalisé la modernisation de son complexe de raffinage-pétrochimie à Anvers, en Belgique. La série de projets engagés a eu pour objectif une refonte profonde et une amélioration des flux de produits en amont afin de limiter le traitement de charges lourdes à faible valeur ajoutée pour se concentrer sur des produits plus légers et mieux valorisés. Du point de vue du secteur pétrochimique, d'importants changements ont été apportés aux deux vapocraqueurs, avec la flexibilisation du premier et la conversion du second pour le traitement d'éthane. Ils disposent désormais d'une capacité combinée de 1,1 Mt/an d'éthylène.

Total n'est pas le premier producteur européen d'éthylène à diversifier ses apports, mais le dernier en date à l'avoir fait. Les conversions pour la production d'éthylène en Europe se sont multipliées, ces dernières années. Les premiers producteurs européens d'oléfines à avoir construit des unités sur base éthane, en misant sur l'importation pour leurs apports, jusqu'à parfois constituer des flottes de navires, ou ceux reconfigurant leurs vapocraqueurs ont, au départ, été décrits soit comme brillants soit comme insensés. Total a suivi ce qui est décrit aujourd'hui comme une bonne et solide pratique.

Les producteurs européens d'éthylène sont tous en train de se tourner vers des charges moins lourdes, au moment même où la production de gaz naturel depuis la Mer du Nord est en train de faiblir, notamment pour les volumes néerlandais et britanniques. L'éthane, le propane et le butane sont appelés gaz naturels liquides, même si le butane et une partie du propane sont aussi des gaz résiduels du raffinage. Les États-Unis regorgent d'excédent d'éthane en raison de l'exploitation des gaz de schiste. Deux terminaux d'export d'éthane sont déjà en service, et un ou deux autres projets sont à l'étude.

L'effet le plus notable sur les marchés d'oléfines en Europe est que les producteurs d'oléfines se cantonnent à la production d'éthylène. Les vapocraqueurs sur base éthane permettent de produire 78 % d'éthylène, seulement 3 % de propylène, et 19 % d'autres fractions, notamment en C4 et quelques aromatiques. Les ratios changent rapidement. Sur base propane, on obtient 45 % d'éthylène, 15 % de propylène et 40 % de fractions plus lourdes. Sur base butane, la part de l'éthylène tombe à 37 %, celle du propylène atteint 17 %, et les fractions lourdes représentent 46 %. À partir du naphta, on obtient au mieux 35 % d'éthylène, avec parfois un taux de seulement 25 %. La part du propylène atteint 16 %, le reste consistant en un volume considérable d'essence de pyrolyse, de l'ordre de 20 % jusqu'à 30 %. Pire, avec le gazole, les volumes d'éthylène sont plus faibles de 10 % par rapport au craquage du naphta. Le taux est par contre similaire pour le propylène, puis viennent environ 20 % d'essence de craquage et de 25 % à 30 % de fuel.

Étant donné que les producteurs d'oléfines se concentrent davantage sur l'éthylène, la première répercussion sera la production moindre de propylène et de butadiène. En Amérique du Nord, la déshydrogénation du propane s'impose aujourd'hui comme la source la plus commune pour la production de propylène. États-Unis et Canada ont par ailleurs laissé tomber la simple production de butadiène dès les années 1950, préférant s'appuyer sur les importations depuis l'Europe. Ce qui désormais pourrait engendrer un effet ironique en permettant aux opérateurs européens de vapocraqueurs de préserver un intérêt économique à continuer de traiter du naphta. ?

CHIFFRES CLÉS

(sources : Petrochemicals Europe, Société Chimique de France, Chimie Pharma Hebdo) 23,05 Mt/an CAPACITÉS DE PRODUCTION D'ÉTHYLÈNE EN EUROPE (AVEC LA TURQUIE) EN 2016 20,83 Mt PRODUCTION D'ÉTHYLÈNE EN EUROPE (AVEC TURQUIE) EN 2016 15,06 Mt PRODUCTION DE PROPYLÈNE EN EUROPE (AVEC TURQUIE) EN 2016 2,23 Mt PRODUCTION DE BUTADIÈNE EN EUROPE EN 2016

LES DÉBOUCHÉS

L'éthylène est l'une des bases principales pour l'industrie chimique. Outre les dérivés aboutissant à de nombreux monomères et à des matières plastiques, certains grands produits comme le chlorure de vinyle, l'éthylbenzène, l'oxyde d'éthylène ou encore l'éthanol sont issus de l'éthylène.

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