Les réactions de désulfuration sont légèrement endothermiques ; les catalyseurs les plus utilisés sont à base
d’oxydes de cobalt et de molybdène sur support d’alumine. Ils se sulfurent dans le réacteur, mais leur activité n’en est que meilleure. La durée de vie des catalyseurs est de quelques années, compte tenu des régénérations, qui s’effectuent par combustion des dépôts de coke : on utilise à cet effet de l’air dilué à la vapeur, la température de régénération ne devant pas dépasser 550 °C.
Unités d’hydrodésulfuration
Une raffinerie moderne comprend gé-
néralement deux unités d’hydrodésulfuration. L’une traite globalement les distillats légers provenant du pétrole brut (gaz liquéfiés, essence directe destinée aux carburants, essence lourde servant de matière première pour le reformage ou le vapocraquage, kéro-sène), puis les sépare par redistillation.
La seconde unité sert à l’hydrodé-
sulfuration du kérosène et des gasoils, lesquels contiennent, lorsqu’ils sont obtenus à partir des bruts du golfe Persique, environ 1,1 p. 100 de soufre, ce qui exige pour enlever les neuf dixièmes de ce dernier des températures de traitement de l’ordre de 400 °C. Toutes les précautions doivent être prises pour éviter les fuites, en particulier à partir des compresseurs qui véhiculent de l’hydrogène sulfuré, gaz toxique. Dans les circuits en contact avec ce gaz, au-dessus de 250 °C, il est indispensable d’utiliser de l’acier inoxydable (18 chromes/8 nickel) stabilisé au titane. L’hydrodésulfuration downloadModeText.vue.download 13 sur 591
La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 7
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produit des gaz riches en hydrogène sulfuré qui sont lavés aux amines
(mono- ou diéthanolamine) : l’hydro-gène sulfuré récupéré sert à la fabrication de soufre.
Dans le cadre de la lutte contre
la pollution de l’air, on commence à voir apparaître, notamment au Japon, un troisième type d’unité d’hydrodé-
sulfuration pour la désulfuration des fuels, capable de réduire la teneur en soufre d’un résidu type Moyen-Orient
de 4 p. 100 à 1 p. 100. Néanmoins, ce procédé est beaucoup plus coûteux, car il exige une unité annexe de production d’hydrogène. De même, le procédé de désulfuration des fumées n’en est encore qu’à ses débuts.
A.-H. S.
F Four / Hydrogénation / Octane / Raffinage /
Soufre.
P. Wuithier, le Pétrole. Raffinage et génie chimique (Technip, 1965).
détente
Pour un gaz, opération inverse de
la compression : un gaz éprouve une détente lorsqu’on augmente le volume qui lui est offert et que de ce fait sa pression diminue.
La détente d’un gaz peut être effec-tuée de plusieurs façons différentes ; d’une part, les parois du récipient de volume variable qui contient le gaz peuvent être ou non perméables à la chaleur : la détente peut être isotherme si les parois sont très conductrices de la chaleur, elle est par contre adiabatique si les parois ne conduisent pas la chaleur ; d’autre part, le travail des forces de pression du gaz peut être, dans une mesure plus ou moins importante, recueilli à l’extérieur, en particulier, la détente du gaz peut être effectuée dans le vide, c’est-à-dire dans un espace séparé de l’extérieur par des parois rigides, mais initialement complètement vide : le travail des forces de pression du gaz est un travail interne, et il n’y a pas de travail échangé avec le milieu extérieur.
On peut aussi, comme pour toute
transformation thermodynamique,
classer les détentes suivant leur degré d’irréversibilité : la détente d’un gaz dans le vide, la détente à travers un tampon poreux (ou un robinet à pointeau) sont irréversibles ; en revanche, on s’approche de la réversibilité mé-
canique si le gaz, en se détendant, repousse lentement un piston bien
lubrifié qui lui oppose à chaque instant une résistance presque égale aux forces de pression exercées par le gaz.
Le travail produit par le gaz depuis le
début jusqu’à la fin de la détente est alors : Si la détente est
isotherme, et si le gaz obéit à la loi de Mariotte, on a pv = p1v1 = p2v2, et Si la détente est adiabatique et si le gaz obéit à l’équation de Laplace, on a : Pour une même masse de gaz, si les conditions initiales (p1, v1, T1) sont les mêmes, et si la pression p2 en fin de détente est la même, le travail produit par le gaz dans la détente adiabatique est inférieur à celui de la détente isotherme ; dans la détente adiabatique, en effet, le gaz se refroidit en se détendant, ce qui accroît la diminution de pression, donc diminue aussi le travail produit. Cet abaissement de température est facilement calculable pour un gaz parfait, pour lequel on a :
On voit que, pour un gaz diatomique (γ = 7/5) subissant un rapport de dé-
tente p1/p2 = 20, on a, si
T1 = 273 °K,
T2 = 273 . (1/20)2/ 7 = 116 °K,
soit un abaissement de 157 °K ; il serait moindre dans la réalité, mais cependant intéressant pour la liquéfaction d’un gaz.
La question s’est posée de savoir si la détente d’un gaz dans le vide, c’est-
à-dire sans travail extérieur, entraîne un changement de température du gaz, supposé thermiquement isolé (détente à énergie interne constante) ; L. J. Gay-Lussac* puis J. P. Joule* avaient conclu par la négative, mais leurs expériences étaient peu précises ; G. A. Hirn (1865) mit en évidence un léger refroidissement. Ce refroidissement est lié au fait que, pour un gaz réel, l’énergie interne est, à température constante, une fonction croissante du volume, en raison des attractions intermoléculaires.
La détente dite « de Joule-Thom-
son » à travers un tampon poreux s’effectue à enthalpie* constante, du moins si le gaz est thermiquement isolé ; l’expérience montre pour tous les gaz un refroidissement par détente, si température et pression initiales ne sont pas trop élevées ; sinon, il y aurait ré-
chauffement ; l’hydrogène et l’hélium paraissent faire exception, car pour eux la détente à partir des températures ordinaires amène un réchauffement ; en fait, pour ces gaz difficilement liqué-
fiables, le domaine du refroidissement par détente de Joule-Thomson se situe aux très basses températures ; pour l’hydrogène, la détente à partir d’une pression faible n’amène un refroidissement que si la température initiale du gaz est inférieure à – 80 °C environ, qui est sa température d’inversion.
Industriellement, on utilise la dé-
tente des gaz :
1o pour abaisser leur température, en vue de leur liquéfaction ; la détente avec travail extérieur (procédé Claude de liquéfaction de l’air) est plus efficace, mais difficile à réaliser aux très basses températures, auxquelles on emploie encore volontiers la détente à travers un robinet à pointeau ;
2o pour produire de l’énergie mécanique à partir d’énergie thermique a) dans les moteurs à piston, à vapeur ou à gaz (machine à vapeur, moteur à combustion interne ou à air comprimé), sur le piston desquels on recueille le travail de la pression du gaz ; b) dans les turbines à gaz, où l’énergie potentielle du gaz comprimé et chaud est, par détente progressive, transformée en énergie cinétique, elle-même absorbée au contact des aubes de la turbine en rotation.
R. D.
détention
Fait, imposé à un homme, d’être privé de sa liberté de déplacement.
La détention, qui se présente soit comme mesure nécessaire à l’instruction, soit comme sanction d’un comportement antisocial, a vu non seulement accroître son domaine mais se développer une science : la pénologie.
On distingue quatre phases pos-
sibles de la détention : l’arrestation, préliminaire d’une mesure privative de liberté ; la garde à vue policière, internement au cours d’une enquête ; la
détention provisoire, état d’un individu prévenu d’un crime ou d’un délit et en attente de jugement ou de complé-