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P a g e | 1 Chimie Industrielle : 1er Partie :1erPartie: Généralité sur le plas

P a g e | 1 Chimie Industrielle : 1er Partie :1erPartie: Généralité sur le plastique Généralité sur le plastique Généralité sur le plastique -----------------------------------------------------------------------------7 La matière plastique 1-Introduction------------------------------------------------------------------------------------8 2-Composition générale------------------------------------------------------------------------9 3-Familles de matières plastiques.-------------------------------------10 POLYMERES 1-Définition --------------------------------------------------------------------------------------11 2-Macromolécules naturelles -----------------------------------------------------------------13 3-Synthèse des polymères ----------------------------------------------------------------------14 3.1- La polymérisation en chaîne ---------------------------------------------------------14 3.2- La polymérisation par addition ou condensation ---------------------------------14 4-Forme, structure et configuration moléculaire -----------------------------------------14 4.1- Forme moléculaire----------------------------------------------------------------------15 4.2- Structure moléculaire--------------------------------------------------------------------15 4.3- Configurations moléculaires -----------------------------------------------------------16 5-Les différents types de polymères-----------------------------------------------------------20 5.1- Les thermoplastiques---------------------------------------------------------------------22 5.2- Les thermodurcissables -----------------------------------------------------------------24 5.3- Les élastomères ---------------------------------------------------------------------------25 2éme Partie :2éme Partie: Exemple de fabrication de plastique Exemple de fabrication de plastique Exemple de fabrication de plastique Lepolychlorure de vinyle 1-Introduction -----------------------------------------------------------------------------------26 2-Définition ---------------------------------------------------------------------------------------27 3-La formule chimique-------------------------------------------------------------------------28 4-Procédé o fabrications de PVC--------------------------------------------------------------30 4-1-Unité MVC --------------------------------------------------------------------------------31 4-2-Unité PVC ---------------------------------------------------------------------------------32 4-3-Unité COMPOUND ----------------------------------------------------------------------32 5-Description de la station PVC ---------------------------------------------------------------33 5-1-Flowsheet de l’installation de récupération MVC -----------------------------------33 P a g e | 2 Le polyéthylène 1-introduction----------------------------------------------------------------------------------------34 2-Historique du polyéthylène----------------------------------------------------------------------35 2-1-1ère synthèse : Hans von Pechmann (Allemagne) – 1898------------------------------36 2-2-1ère synthèse industrielle du polyéthylène – 1933---------------------------------------36 2-3-1ère synthèse haute pression reproductible de polyéthylène – 1935------------------37 2-4-1ère production industrielle – 1939--------------------------------------------------------37 2-5-3ème type de système catalytique ----------------------------------------------------------39 3-Les caractéristiques du polyéthylène----------------------------------------------------------40 4-Fabrication industriel ---------------------------------------------------------------------------43 Conclusion P a g e | 3 CHIMIE INDUSTRIELLE: La chimie industrielle est l'activité économique qui produit des molécules et autres composés chimiques en grande quantité, dite industrielle, en exploitant les technologies du génie chimique. Les produits chimiques utilisés de manière massive proviennent soit de la commercialisation de matières premières brutes ou sommairement conditionnées, soit de traitements et autres procédés industriels exploitant ces matières premières. On aura par exemple des en grais pratiquement livrés tels qu'extraits ou au contraire plus ou moins substantiellement améliorés par la chimie industrielle pour en augmenter l'efficacité ou la valeur marchande. Au contraire, l'exploitation du pétrole suppose toujours le déploiement d'une technologie chimique spécifique au sein d'usines de raffinage. Depuis le milieu du 19ème siècle, la chimie appliquée puis la « chimie industrielle » est considérée comme une partie de l’ensemble des connaissances que représente la chimie en tant que science. Par opposition à d’autres grandes sous disciplines de la chimie, la chimie industrielle a un caractère essentiellement descriptif. Elle rassemble en effet toutes les données techniques mais aussi économiques énergétiques et environnementales, concernant les procédés de fabrication de très nombreux produits industriels, qu’ils soient strictement chimiques d’origine synthétique ou non (styrène, PET, molécules actives pharmaceutiques, gaz de l’air, soufre…) ou qu’ils soient dérivés de procédés apparentés à l’industrie chimique (plâtres, amidon, combustibles nucléaires, composants électroniques, peintures ou adhésifs formulés…..). La chimie industrielle est donc un ensemble de connaissances permettant à l’ingénieur chimiste et/ou au chercheur concerné à divers titres par les industries de procédés, de savoir quelles sont : P a g e | 4  Les voies d’obtention (qui sont le plus souvent des enchaînements de procédés ou d’opération unitaires),  Les matières premières,  Les sous produits et les performances économico environnementales qui permettent la fabrications des produits de l’industrie chimique. Tout au long du 19ème et du 20ème siècles, ont été publiés de nombreux traités de chimie industrielle. En France on peut citer quelques ouvrages récents : celui de Scharff et Perrin (Masson 1993), et « Procédés de Pétrochimie » de A.Chauvel et coll. (Technip 1985). En gros, la chimie industrielle traite de la production commerciale des produits chimiques et produits connexes provenant de matières premières naturelles et de leurs dérivés. Ceci permet à l’humanité d’éprouver les avantages de la chimie quand on l’applique à l’exploitation des matériaux et de l’énergie. Quand on applique la chimie à la transformation des matériaux et de l’énergie pour fabriquer des produits utilisables, ceci résulte en la croissance et en l’amélioration dans des domaines tels que la production alimentaire, la santé et l’hygiène, l’habitation et le vestimentaire. La croissance économique des pays industrialisés repose sur l’industrie manufacturière de produits finis. Le but d’étudier la chimie industrielle à l’université est d’essayer de combler le fossé entre la chimie classique et la chimie appliquée à l’industrie. L’industrie chimique est fortement globalisée et fabrique des milliers de produits chimiques à partir d’une large variété de matières premières par le biais de technologies variées pour des utilisations finales diverses. Il est donc important de baser l’étude de la chimie industrielle sur la compréhension de l’organisation de l’industrie et sur les unités d’opérations et de procédés qui constituent les processus chimiques. Sur la base des sources de matières premières naturelles et de la chimie impliquée, on trouve qu’il est plus facile d’étudier la chimie industrielle inorganique et organique séparément. À travers l’électrolyse de la saumure, on obtient à la fois du chlore et de l’hydroxyde de sodium lesquels sont d’important réactifs pour la synthèse organique de produits chimiques tels que, respectivement, ceux provenant de la pétrochimie ou les détergents. En fixant l’azote, on obtient de l’ammoniac à partir duquel on peut fabriquer des engrais. À partir du soufre, on obtient de l’acide sulfurique, lequel est utilisé dans la fabrication d’engrais au phosphate. Les minerais minéraux, bien qu’étant la matière première pour les produits chimiques de base, sont la source des métaux purs qui sont aussi utilisés dans l’industrie du bâtiment et de la construction, dans la fabrication d’équipements, de machines et de bijoux. Au sujet de P a g e | 5 l’industrie de la chimie organique, on utilise le pétrole comme source pour les produits de pétrochimie et les polymères synthétiques. La fermentation nous permet de convertir de la matière organique naturelle en produits chimiques, dont certains comme les pénicillines sont des ingrédients pharmaceutiques. À partir des huiles et graisses naturelles, on obtient des surfactants et des détergents. P a g e | 6 1er Partie :1erPartie: Généralité sur le plastiqueGénéralité sur le plastique Généralité sur le plastique P a g e | 7 Les matières plastiques sont des matériaux récents, inventés dans la première partie du XX è siècle. Essentiellement fabriqués à partir du pétrole, ce sont des produits de synthèse issus de la pétrochimie qui consomment aujourd’hui quatre pour cent environ des productions pétrolières et gazières dans le monde. Les premiers plastiques, les celluloïds, étaient extraits de la cellulose du bois mais les plastiques modernes sont des produits obtenus par un enchaînement de réactions chimiques sur les hydrocarbures : des processus de raffinage permettent d’extraire des pétroles bruts, les bases constituant des matières plastiques. Ces éléments, les monomères, sont ensuite assemblés en chaîne au cours de réactions de polymérisation. Les macromolécules obtenues, appelés polymères, formeront les résines plastiques. Selon la nature chimique des polymères, on obtient différentes résines de synthèse. Des adjuvants et des additifs sont incorporés à ces résines pour produire une très grande diversité de matières plastiques destinées à de nombreux usages. Les caoutchoucs de synthèse sont aussi regroupés sous l’appellation générique de plastiques. LA CHIMIE DES PLASTIQUES Pour obtenir des produits finis en matière plastique, il faut faire subir aux matières premières une succession de transformations chimiques et physiques. Les principales étapes de fabrication sont les suivantes : Transformation Chimique Produit Transformation Physique Matières premières : HYDROCARBURES ( pétrole brut par exemple) Première transformation : DISTILLATION Produits de distillation : NAPHTA (pour les plastiques) Deuxième transformation : VAPO-CRAQUAGE MONOMERES Troisième transformation : POLYMERISATION POLYMERES Quatrième transformation : ADJUVANTS/ ADDITIFS MATIERES PLASTIQUES (thermoplastiques ou thermodurcissables) MOULAGE/ EXTRUSION/ INJECTION/ THERMOFORMAGE PIECES PLASTIQUES P a g e | 8 La matière plastique I. Introduction Les matières plastiques sont des matériaux organiques de synthèse fondés sur l'emploi des macromolécules (polymères). On peut considérer que les caoutchoucs sont à regrouper sous cette appellation, mais il est encore largement convenu que ce matériau, compte tenu, notamment, d'une mise en œuvre spécifique (la vulcanisation), n'en fait pas partie. Matière plastique = résine de base + adjuvants + additifs La matière de base (la résine) est un mélange de molécules en longues chaînes appelées polymères.  Le polyéthylène (PE) : de formule chimique ( CH2-CH2 )n. Dans les procédés de fabrication industrielle il est synthétisé à partir du gaz éthylène. A une température de 300°C, on augmente la pression pour que l’éthylène soit sous forme liquide. Ce polymère linéaire va former des couches qui vont pouvoir s’organiser et former un réseau cristallin dans lequel on va aussi trouver des zones amorphes. Il est utilisé pour la fabrication de films de protection, boites alimentaires, isolants…  Le polypropylène (PP) : de formule chimique (CH2-CH-CH3)n. Il est produit en films ou en pièces. On en trouve beaucoup de polypropylène dans les équipements automobiles ( pare-chocs, tableau de bord, salon de jardin…) et il est aussi très fréquent dans les emballages alimentaires pour sa transparence et son aspect brillant en film plastique. P a g e | 9  Le polystyrène :de formule chimique (CH2-CH- C6H5)n se fabrique à partir du styrène, sa synthèse se fait en émulsion ou en solution. C’est un thermoplastique transparent semi-rigide, c’est à dire qu’on peut le mouler à chaud et qui garde sa forme. Il est très utilisé car c’est un très bon un isolant électrique et uploads/Industriel/ rapport-d-expose-chimie-industrielle-plastique.pdf