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Troisième Forum R&D La lutte en mer contre les pollutions par hydrocarbures lourds et visqueux – Session II Illustration 5: Chromatogrammes haute température du pétrole originel et du pétrole après biodégradation. 138
ALTERATION ET DISPERSION CHIMIQUE DES FUEL-OILS LOURDS EN EAUX FROIDES Merete Øverli Moldestad Per S. Daling Ivar Singsaas Chimie Appliquée SINTEF N-7465 Trondheim, Norvège RESUME Les propriétés d’altération et de dispersion chimique des différents fuel-oils lourds, dénommés ici fuel-oils résiduels et utilisés comme carburant de soute pour le trafic maritime le long des côtes norvégiennes, ont été étudiées en laboratoire avec simulation des conditions hivernales. Les fuel-oils résiduels, classés comme IFO-180 par les fournisseurs (soit une viscosité spécifique de 180 cSt à 50°C), proviennent de plusieurs raffineries et présentent de grandes variations au niveau des propriétés physiques et rhéologiques dans les conditions déterminées de température d’eau de mer. Le potentiel d’utilisation d’un dispersant a fortement varié selon les différents hydrocarbures IFO- 180. Les variations des propriétés physico-chimiques à basse température résultent à la fois du type de pétrole brut utilisé par la raffinerie (un brut cireux donnera un fuel-oil résiduel avec une grande teneur en cire et un point d’écoulement élevé) et des différences de traitement en raffinerie (distillation directe, craquage thermique, craquage catalytique, etc.). Les données expérimentales en matière d’altération à des températures déterminées pour les propriétés physico-chimiques et l’efficacité des dispersants, générées par les études d’altération faites en laboratoire et en bassin d’essai, ont utilisé le Modèle de Prévision d’Altération (MPA) des Hydrocarbures SINTEF pour prédire les propriétés d’altération et la "fenêtre d’opportunité" d’utilisation des dispersants. Les prédictions du modèle révèlent de grandes variations au niveau des propriétés d’altération et de comportement des différentes qualités de fuel-oils en mer, même s’ils sont classés dans le même grade IFO et cette variabilité doit être prise en compte dans la planification des mesures de lutte et lors de la prise de décision durant les opérations de lutte contre les déversements. Cet article présente la méthodologie appliquée lors de la caractérisation de l’altération, les résultats des études en laboratoire et des exemples de propriétés d’altération prévisibles par le MPA de SINTEF pour les différents fuel-oils lourds. DONNEES DE BASE Les fuel-oils lourds, ou fuel-oils résiduels, constituent un vaste groupe d’hydrocarbures très visqueux et de haute densité, à base de résidus de plusieurs procédés de raffinerie mélangés avec une fraction de distillat (souvent appelée "diluant" ou "flux") afin d’obtenir la viscosité requise. Les fueloils résiduels sont souvent classés selon le système IFO (Intermediate Fuel Oil), qui spécifie la viscosité à une température de 50°C comme indication de la pompabilité et des propriétés de manutention pendant le stockage. Un IFO-180 devrait par conséquent présenter une viscosité cinématique de 180 cSt (centi Stoke) à 50°C. La classification des fuel-oils résiduels est décrite en détails par Lewis, 2002. Les propriétés des résidus raffinés dépendent fortement des procédés de raffinerie (craquage thermique, craquage catalytique et hydrocraquage) et du type de pétrole brut utilisé (Lewis, 2002). Le type d’hydrocarbure utilisé pour alimenter le procédé de raffinerie est également important. Un pétrole brut cireux ou paraffineux donne un résidu raffiné présentant une teneur en cire et un point d’écoulement élevé. Un pétrole brut asphaltique donne un résidu raffiné présentant une teneur en asphaltène et une viscosité élevées. La quantité de diluant/distillat nécessaire pour obtenir la viscosité voulue à 50°C dépendra donc de la qualité du résidu de distillation. Le but de cette étude visait à caractériser et à prévoir l’altération, le comportement et la dispersion chimique en mer des fuel-oils résiduels utilisés comme carburants de soute pour le cabotage le long 139
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