paraffine

La paraffine désigne un groupe d'hydrocarbures saturés, des alcanes de formule générale CnH(2n+2), allant du méthane gazeux aux cires et huiles lourdes. Dans l'extraction et le raffinage, le terme fait généralement référence aux alcanes à chaîne droite et ramifiée trouvés dans les fractions de pétrole brut entre le naphta et le bitume, bien qu'il englobe toute la famille à partir de C1. Ces molécules ne contiennent que des liaisons carbone-carbone simples et présentent la stabilité chimique qui les rend à la fois utiles et problématiques dans la pratique industrielle.

La fraction de paraffine du pétrole brut bout entre environ 200 et 350 degrés Celsius, occupant le milieu de la colonne de distillation fractionnée. C'est là que se trouvent le diesel, le mazout et le kérosène. La cire de paraffine, la forme solide extraite des distillats sous vide, se compose d'alcanes à chaîne plus longue (C20 à C40 et plus) et fond entre environ 47 et 65 degrés Celsius selon la qualité. Les raffineries les séparent par distillation, extraction par solvant et cristallisation, produisant des produits classés selon la viscosité, le point d'écoulement et le point de trouble.

Où la paraffine pose problème

La chimie simple cache un problème opérationnel persistant : les dépôts de cire de paraffine sur les parois des pipelines et les équipements dans des conditions froides. Lorsque le brut ou ses fractions refroidissent en dessous du point de trouble, des cristaux de cire précipitent et obstruent les pipelines, réduisent les débits et nécessitent des raclages périodiques ou un traitement chimique avec des abaisseurs de point d'écoulement. Ceci est particulièrement coûteux dans les opérations offshore et arctiques où les températures ambiantes restent basses. Le brut cireux de certains champs (comme ceux d'Asie du Sud-Est et d'Afrique de l'Ouest) exige un transport chauffé ou un mélange avec des fractions plus légères et déparaffinées.

Le nom « paraffine » lui-même vient du latin parum affinis, signifiant « peu d'affinité », une référence à la faible réactivité chimique de ces hydrocarbures saturés par rapport aux aromatiques et aux oléfines. Cette même inertie explique pourquoi la paraffine brûle si proprement dans les lampes et les moteurs, mais résiste à la transformation chimique dans une raffinerie sans conditions agressives, catalyseurs ou addition d'hydrogène.

Dans les raffineries modernes, les molécules de paraffine sont en concurrence pour les mêmes flux de processus que les autres fractions de brut. L'hydrocraquage et le craquage catalytique les convertissent en essence et en composés aromatiques plus légers et plus précieux. La production d'huiles lubrifiantes sélectionne les paraffines de poids moyen et les déparaffine pour atteindre des points d'écoulement adaptés à l'utilisation automobile et industrielle. Le compromis entre la stabilité (la force de la paraffine) et la polyvalence chimique (sa limitation) façonne chaque décision quant à la destination de la paraffine : carburant, produit de cire ou matière première chimique.