La chimie du carburant diesel

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La chimie du carburant diesel

• Le carburant diesel est un carburant liquide qui est fabriqué à partir du sous-produit du pétrole. À l’origine, le carburant diesel devait être de la poussière de charbon, mais en 1895, Rudolf Diesel a découvert l’utilisation de sous-produits du pétrole comme carburant liquide dans les moteurs diesel. Les exemples les plus connus de moteurs diesel sont les bus scolaires, les engins de chantier et les bus publics. Il est également utilisé dans les camions, les trains, les bateaux, les véhicules militaires et même les générateurs. Les militaires aiment utiliser le diesel parce qu’il est moins inflammable et a moins tendance à caler, contrairement aux moteurs à essence. Les diesels sont également plus capables de produire des chiffres de couple plus élevés que les moteurs à essence.
• J’ai choisi d’étudier la chimie du carburant diesel parce que le diesel a un grand impact sur l’Amérique. Presque tous les véhicules de construction, militaires et de transport clé sont alimentés par le carburant diesel, en fait, environ 94% du fret repose sur le diesel. Ils sont plus économes en carburant et ont une fiabilité imbattable. J’ai également un fort intérêt pour les diesels aussi.
• Le carburant diesel est quelque chose qui est réellement impliqué dans ma vie quotidienne. Parce que c’est quelque chose pour lequel j’ai un intérêt profond, et je possède aussi personnellement un diesel, donc je conduis un véhicule alimenté par du carburant diesel tous les jours. J’aime aussi faire des recherches et en apprendre davantage sur le diesel et pouvoir travailler sur mon camion.

Composition de …

• Pétrole brut
  • Hydrocarbures(hydrogène et oxygène)
    • Paraffines (environ 75%)
      • Acteurs de carbone qui se lient, formant des molécules semblables à des chaînes.
        • N-paraffines
        • Isoparaffines
        • Couvrant de C10H22 à C20H42
    • Aromatiques (environ 25%)
      • Similaires aux naphtènes, une structure en anneau est créée, mais ils sont reliés par des liaisons aromatiques (doubles), au lieu de liaisons simples.
      • C10H8 – C20H34
• Soufre
• Azote

Principaux produits chimiques, composés, composants

• Paraffines
  • Il existe deux sortes de paraffines : Les paraffines N (normales) et les isoparaffines. Les N-paraffines ont des atomes de carbone qui vont former des molécules en chaîne. Les isoparaffines sont similaires aux N-paraffines sauf qu’elles ont des ramifications ou des branches de carbones de la chaîne. Produite commercialement pour la première fois en 1867, la paraffine est connue pour son aspect incolore ou blanc lorsqu’elle est solide ; cependant, lorsqu’elle est liquide, elle devient essentiellement translucide. Son point de fusion se situe entre 120 et 150° F. Cependant, il n’y a pas qu’un seul type de paraffine, les types courants de paraffines dans le carburant diesel sont : le décane, le n-pentadécane, le méthyltétradécane, l’eicosane et le méthylnonadécane. Parce que les paraffines ont une structure moléculaire droite, les paraffines sont la principale raison pour laquelle le carburant diesel commencera éventuellement à se transformer en un état solide, un processus connu sous le nom de gélification, un gros problème pour les moteurs diesel. À 32 °F, la paraffine contenue dans le carburant commencera à le rendre trouble, et à 15 à 10 °F, elle commencera à se « gélifier » et rendra un moteur diesel incapable de fonctionner. Le kérosène peut être ajouté au carburant au préalable, ce qui réduit la viscosité du carburant et le rend beaucoup moins sujet à la gélification.
• Aromatiques
  • Les aromatiques créent une structure en anneau avec certains de leurs atomes de carbone. Les cycles hydrocarbonés aromatiques sont créés avec 6 atomes de carbone. Ils alternent les liaisons simples et doubles tout au long de leur structure cyclique. Un autre type d’hydrocarbure aromatique est un aromatique polycyclique. Les aromatiques polycycliques sont simplement définis comme des composés aromatiques comportant deux cycles aromatiques ou plus. Le plus simple de tous les composés aromatiques est le benzène, dont la composition chimique est C6H6. Le nom vient du fait que les composés aromatiques ont un arôme très fort. Les composés aromatiques sont utilisés pour diluer les composés à base d’huile ou de graisse, ce qui explique pourquoi on peut ajouter du kérosène et d’autres composés au carburant diesel pour en modifier la viscosité, ce qui le rend moins susceptible de se gélifier. Les composés courants trouvés dans le carburant diesel sont : le naphtalène, la tétraline, l’anthracène et le tétradécylbenzène.

Rôle de la chimie

Aucun des composants du carburant diesel n’est fabriqué individuellement. Le carburant diesel pourrait être considéré comme quelque chose qui se produit naturellement lorsqu’il est extrait de la terre (pétrole), mais le produit final, le carburant diesel, est un produit fabriqué par l’homme. Le pétrole brut extrait de la terre est placé dans une tour de distillation, où il est chauffé à plus de 400 °C. C’est le début d’un processus appelé séparation. Commence alors un processus, appelé séparation, qui sépare les différents composants ayant des températures d’ébullition différentes. Plus on monte dans la tour de distillation, plus la température d’ébullition est basse et plus le processus de raffinage est fastidieux. Le carburant diesel est créé à l’extrémité inférieure de la tour, puis viennent le kérosène, l’essence, le butane et le propane. Ces composés sont ensuite recueillis par un plateau de distillation, qui les emporte et les stocke dans un réservoir. La chimie joue un rôle important dans ce processus, car les scientifiques doivent connaître la composition chimique de chaque mélange (par exemple, le nombre d’atomes d’hydrogène et de carbone dans chaque composé) qui est séparé à chaque point d’ébullition. Ils doivent savoir où placer les plaques de distillation dans la tour pour recueillir chaque composé de manière efficace et efficiente.

Recherche de fond

Les différences les plus évidentes du diesel sont ses propriétés physiques. Le carburant diesel est parfois appelé « gazole », en raison de son caractère huileux, il a une odeur différente, il est plus lourd et beaucoup plus huileux, il s’évapore beaucoup plus lentement que l’essence, et a un point de fusion plus élevé, allant de 200 à 380°C. Du point de vue chimique, le carburant diesel contient plus d’atomes de carbone que l’essence. L’essence étant généralement C9H20 et le diesel étant généralement C12H23.

• Comment est-il fabriqué ?
  • Le pétrole brut est placé dans une tour de distillation et le liquide est ensuite chauffé à plus de 400°C.
  • Une fois que le liquide commence à chauffer, différentes chaînes d’atomes d’hydrogène et de carbone (hydrocarbures) commencent à se séparer.
  • Le carburant diesel commence à émerger entre des températures de 200°C et 380°C. Qui est recueilli sur des plaques de distillation et siphonné vers un réservoir de stockage de diesel.
• Pourquoi le diesel ?
  • Le carburant diesel est moins cher à fabriquer, en raison de son processus de raffinage moins méticuleux lors de sa fabrication.
    • Cependant, le carburant diesel est actuellement plus cher en raison de la demande.
  • Le carburant diesel donne également une densité énergétique plus élevée que l’essence.
    • 14% d’énergie en plus que l’essence par volume.
  • Les moteurs diesel, en moyenne, sont 20 à 30% plus efficaces que les moteurs à essence.

Ressources

• https://www.dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
  • Un peu d’histoire derrière le diesel, les manières du processus de raffinage, les propriétés du diesel, et ce qu’est le carburant.
• http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
  • À quoi sert le diesel.
    • Camions
    • Véhicules militaires
    • Transports
    • Générateurs
• http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
  • Propriétés du diesel par rapport à l’essence.
    • Rendement
    • Propriétés physiques
    • Propriétés chimiques
• http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
  • Le processus de fabrication du diesel et de quoi il est fait.
    • Pétrole brut
    • Procédé de distillation
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
  • Propriétés chimiques et composition du carburant diesel.
• https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
  • Propriétés chimiques détaillées et composition du carburant diesel.(p36)
    • Aromatiques
    • Paraffines
• https://chembloggreen1.wordpress.com/page/2/
  • Volatilité, Viscosité, Efficacité du diesel
• https://www.britannica.com/science/paraffin-wax
  • Qu’est-ce que la paraffine, point d’ébullition, propriétés, comment elle est fabriquée.
• http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
  • La gélification du carburant diesel causes et solutions.
• http://study.com/academy/lesson/aromatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
  • Les aromatiques ce qu’ils sont, comment ils sont utilisés et ce qu’ils font.

A propos de l’auteur

Russell Schiller est un junior au lycée qui a une profonde passion pour les diesels. Il s’intéresse également à la chimie, au démontage des objets et à l’apprentissage des choses à l’intérieur et à l’extérieur. Il veut continuer à rouler dans le monde du diesel, mais il veut aller à Montana Tech pour une licence en ingénierie des matériaux ou métallurgique.