La baisse de la qualité des pétroles bruts combinée au durcissement des normes environnementales conduit les raffineurs à modifier leurs procédés pour répondre à la demande croissante en coupes légères et distillats moyens. Ils se doivent aussi de respecter des critères d’éco-efficience et tout ceci nécessite une caractérisation chimique détaillée de ces différentes coupes.
Les produits pétroliers contiennent des centaines de milliers de composés, dont des hétéroatomes de type azote, oxygène ou soufre. Leur caractérisation nécessite des méthodes analytiques de pointe, sensibles et robustes, sur lesquelles la recherche à IFPEN s’est intensifiée, sur la base de la spectrométrie de masse très haute-résolution (FT-ICR/MSa).
Cette technique d’analyse a été déployée, via trois modes d’ionisation différents, sur plusieurs gazoles et distillats sous vide (VGO) issus de différents procédés de raffinage(1). Elle a permis de mettre en évidence des différences de composition entre les échantillons issus de ces diverses origines et de suivre l’évolution des espèces azotées(2) et soufrées(3) au cours des étapes d’hydrotraitement. Les analyses FT-ICR/MS générant des masses de données importantes et complexes, leur exploration a été conduite par des approches chimiométriques, ce qui a rendu possible le classement des échantillons à partir de l’identification des différences des espèces chimiques.
Une fusion des données a également été réalisée par le biais de l’analyse PARAFACb, permettant d’évaluer l’impact combiné des composés azotés et soufrés sur différents procédés de raffinage(1).
Cette approche originale (figure) permet ainsi d’accéder à des descripteurs moléculaires indispensables à la modélisation et à l’optimisation des procédés de conversion.
a - Spectrométrie de masse à résonance cyclotronique ionique et transformée de Fourier
b - Analyse parallèle des facteurs
(1) L. Pereira de Oliveira, M. Lacoue-Nègre, J.-F. Joly, L. Duponchel. Analytical Chemistry, vol. 92, n° 3, (2020).
DOI : 10.1021/acs.analchem.9b05263
(2) J. Guillemant, F. Albrieux, L. Pereira de Oliveira, M. Lacoue-Nègre, L. Duponchel, J.-F. Joly. Analytical Chemistry, vol. 91, n° 20, (2019).
DOI : 10.1021/acs.analchem.9b01702
(3) J. Guillemant, F. Albrieux, M. Lacoue-Nègre, L. Pereira de Oliveira, J.-F. Joly, L. Duponchel. Analytical Chemistry, vol. 91, n° 18, (2019).
DOI : 10.1021/acs.analchem.9b02409
Contact scientifique : alexandra.berlioz-barbier@ifpen.fr