Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

Matières premières

Le méthanol ou alcool méthylique est, dans le monde en 2021, synthétisé à 52 % à partir du gaz naturel, à 45 % à partir du charbon et à 3 % à partir de la biomasse. En Chine, en 2018, 82 % de la production provient du charbon, 10 % du gaz de cokerie et 8 % du gaz naturel. Les unités de production sont situées à proximité des gisements de gaz naturel, des gazoducs ou, en Chine, des mines de charbon.

Fabrication industrielle

Elle débute par la fabrication du gaz de synthèse suivie par celle du méthanol.

Obtention du gaz de synthèse à partir du gaz naturel :

Dans un premier temps, le gaz naturel subit un reformage catalytique en présence de vapeur d’eau. Le bilan des transformations est résumé par l’équilibre suivant qui donne le gaz de synthèse :

CH₄ + H₂O = CO + 3 H₂

Ce reformage étant la principale source de dihydrogène, il est approfondi dans le chapitre consacré à ce gaz.

Obtention du gaz de synthèse à partir du charbon :

Lorsque le gaz naturel est remplacé par le charbon, comme cela est principalement le cas en Chine, la gazéification du charbon permet d’obtenir du gaz de synthèse selon la réaction suivante :

C + H₂O = CO + H₂                              Δ_rH° = + 131 kJ/mol

Cette réaction qui permettait, avant le développement de l’utilisation du gaz naturel, d’obtenir le gaz de ville, appelé également gaz à l’eau ou gaz manufacturé, est ainsi de nouveau mise en œuvre à grande échelle, en particulier en Chine. Depuis 1983, aux États-Unis, Eastman produit ainsi du gaz de synthèse pour synthétiser du méthanol, à Kingsport dans le Tennessee avec une capacité de production, en 2020, de 195 000 t/an, destinée à la fabrication d’acide acétique.

Synthèse du méthanol :

Le gaz de synthèse, obtenu à partir du gaz naturel, vers 830°C, sous une pression de 18 bar, possède la composition suivante en volume : H₂ (72 %), CO (13 %), CO₂ (8 %), impuretés (eau, méthane). Il est alors refroidi et comprimé (15 à 100 bar), puis introduit dans le réacteur de synthèse. Les réactions ont lieu vers 250°C, en présence d’un catalyseur aux oxydes de cuivre et de zinc sur alumine (durée de vie de 3 ans) :

CO + 2 H₂ = CH₃OH                         Δ_rH° = – 108 kJ/mol
CO₂ + 3 H₂ = CH₃OH + H₂O                          Δ_rH° = – 68 kJ/mol

Les réactions étant exothermiques, il est nécessaire de refroidir le mélange réactionnel par une trempe (introduction de diazote froid dans le réacteur).

Le mélange final contient 75 % de méthanol et 25 % d’eau. Une distillation permet de séparer le méthanol des impuretés (eau, éthanol, diméthyléther, formiate de méthyle).

Les capacités de production des usines les plus modernes peuvent atteindre 5 400 t/jour.

Biométhanol :

Du bio-méthanol peut être produit à partir de diverses sources, par exemple le biogaz ou les liqueurs noires de l’industrie papetière mais la source la plus importante, exploitée commercialement, est actuellement la glycérine (C₃H₅(OH)₃). La société Bio MCN appartenant au groupe OCI depuis juin 2015, produit, à partir de glycérine brute, sous produit de la fabrication de biodiesel, du méthanol, à Delfzijl, aux Pays Bas. La glycérine brute est purifiée, puis craquée pour donner du gaz de synthèse qui est converti en méthanol.
En Islande, Carbon Recycling International (CRI) a construit une usine pilote de production de biométhanol avec 4 000 t/an, à Svartsengi près de Grindavik, à partir d’émissions géothermiques de dioxyde de carbone et de dihydrogène produit par électrolyse de l’eau. Ce procédé est intéressant lorsque l’électricité est produite à bas coût, comme cela est le cas en Islande grâce à la géothermie. Le procédé développé par CRI est utilisé, depuis 2021, par Henan Shuncheng Group pour produire 110 000 t/an de méthanol à Anyang dans la province du Henan, le dioxyde de carbone provenant d’une cokerie.
Au Canada, la société Enerkem, a construit, à Edmonton, en Alberta, une usine de fabrication de biométhanol à partir de déchets urbains, avec une capacité de production de 30 000 t/an. Une usine de démonstration est en fonctionnement, depuis 2009, à Westbury, au Québec, avec une capacité de production de 4 000 t/an.
En Suède, la société Chemrec, construit, à Pitea, une usine de gazéification des liqueurs noires sous-produites par l’industrie papetière, destinée à produire du méthanol transformé en diméthyléther, avec une capacité de production de 140 000 t/an de biométhanol.

Productions

Capacités annuelles de production de méthanol

En 2020, en milliers de t/an, sur un total mondial de 153 millions t/an. Source : Argusmedia

en milliers de t/an, en 2020

Chine	97 215		Venezuela	2 490
Iran	12 290		Oman	2 450
États-Unis, en 2021	9 500		Malaisie	2 400
Trinidad et Tobago	7 600		Nouvelle Zélande, en 2021	1 700
Arabie Saoudite	7 180		Allemagne	1 675
Russie	5 155		Chili	1 640

Source : Argusmedia

En 2021, la capacité mondiale de production est de 162,256 millions de t/an, celle de l’Union européenne (Allemagne, Pays Bas, Roumanie) est de 3,027 millions de t/an.

En 2021, la production mondiale est de 106,886 millions de t dont, en 2019, 69,9 millions de t en Chine, environ 10 millions de t, en 2020, en Iran, 6,319 millions de t, en 2014, en Arabie Saoudite, 5,73 millions de t, en 2019, aux États-Unis, 5,481 millions de t, en 2014, par Trinidad et Tobago, 4,42 millions de t, en 2020, en Russie, 1,992 million de t, en 2020, en Malaisie, 1,751 million de t, en 2014, en Oman, 1,672 million de t, en 2020, en Nouvelle Zélande.

En 2023, la production de l’Union européenne est de 900 000 t dont 1 089 413 t en Allemagne, en 2022, 7 516 t en France, 7 784 t en Belgique, en 2021, 3 019 t en Suède, en 2022, 1 008 t en Espagne.

Mi-2018, avec le démarrage de l’usine Natgasoline, détenue à 50 % par OCI et 50 % par Consolidated Energy Limited (CEL), à Beaumont, au Texas, la capacité de production des États-Unis a atteint 7,5 millions de t/an puis, en 2021, après celui de l’usine de Yuhuang et Koch située à St James Parish, en Louisianne, 9,5 millions de t/an.

En dehors de la Chine, les principaux pays producteurs sont les plus importants pays producteurs de gaz naturel (Arabie Saoudite, Iran, Russie…). Depuis le développement de la production de gaz de schiste aux États-Unis, on assiste à un retour de la production dans ce pays avec diverses usines en construction ou qui redémarrent.

En 2016, dans le monde, il y a 333 unités de production dont 241 en Chine, 11 en Russie, 8 aux États-Unis, 8 en Arabie Saoudite, 7 à Trinidad et Tobago, 6 en Inde, 5 en Allemagne, 5 en Iran…

Commerce international : il a porté, en 2021, sur 30,730 millions de t.
Principaux pays exportateurs, en 2023, en milliers de t :

en milliers de t

Trinidad et Tobago	5 111		Russie	1 351
États-Unis	2 795		Chili	901
Émirats Arabes Unis	2 266		Qatar	639
Pays Bas	1 583		Brunei	622
Malaisie	1 557		Belgique	570

Source : ITC

Les exportations de Trinidad et Tobago sont destinées à 28 % à la Chine, 12 % à la Corée du Sud, 10 % aux États-Unis, 10 % aux Pays Bas.

Principaux pays importateurs, en 2023, en milliers de t :

en milliers de t

Chine	14 553		Brésil	1 582
Inde	3 147		Japon	1 415
Pays Bas	2 734		États-Unis	1 386
Corée du Sud	1 885		Taipei chinois	1 207
Allemagne	1 616		Belgique	1 079

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent principalement à 25 % d’Oman, 15 % des Émirats Arabes Unis, 15 % d’Arabie Saoudite, 13 % de Trinidad et Tobago, 8 % de Nouvelle Zélande.

Principaux producteurs, en 2021 :

en milliers de t de capacités annuelles de production

Methanex (Canada)	9 300		Shandong Energy Group (Chine)	5 400
Proman/Helm	6 903		NIPC (Iran)	5 040
Sabic (Arabie Saoudite)	6 300		OCI	2 930
Zagros (Iran)	5 600		Petronas (Malaisie)	2 400

Sources : rapports des sociétés et Methanex

• A partir de gaz naturel, Methanex a produit, en 2021, 6,514 millions de t de méthanol, dans 11 usines situées sur 6 sites :
  • En Nouvelle Zélande, à Motunui et Waitara Valley, avec une capacité de production de 2,2 millions de t/an et une production de 1,348 million de t. L’usine de Waitara a été fermée début 2021.
  • A Trinidad et Tobago avec les sociétés Titan et à 63,1 % Atlas et des capacités respectives de production de 875 000 t/an et 1,125 million de t/an et une production de 1,161 million de t. L’unité Titan a été fermée en mars 2020.
  • En Égypte, à Damiette, avec 50 % de la société EMethanex et une capacité propre de production de 630 000 t/an et une production de 581 000 t.
  • Au Chili, à Punta Arenas, avec une capacité de production nominale de 1,70 million de t/an. Les unités de production fonctionnant à partir de gaz naturel argentin, les difficultés d’approvisionnement ont entraîné en partie leur migration aux États-Unis. La production, en 2021, est de 807 000 t.
  • Au Canada, dans la province d’Alberta, à Medecine Hat, avec une capacité de production de 640 000 t/an et une production de 628 000 t.
  • Aux États-Unis, à Geismar, en Louisiane, avec une capacité de production de 2,2 millions de t/an issue du redéploiement d’unités de production chiliennes. Les deux unités de production sont devenues opérationnelles en janvier et décembre 2015. En 2021, la production a été de 1,989 million de t. Une nouvelle usine est en cours de construction avec une capacité de production prévue, fin 2023, de 1,8 million de t/an.

Par ailleurs, Methanex commercialise également le méthanol produit par ses associé dans les joint venture soit 1,3 million de t/an et détient ainsi 13 % du marché mondial, avec, en 2021, des ventes de 11,2 millions de t.

• Proman qui a créé avec le groupe Helm une joint venture dans le méthanol possède des unités de production à Trinidad et Tobago, au travers de sa filiale Methanol Holdings (MHTM) qui possède 5 unités de production à Point Lisas, avec une capacité de production de 4,045 millions de t/an ainsi qu’à Oman, avec une participation dans Oman Methanol Company, qui possède à Sohar une capacité de production en propre de 1,05 million de t/an et aux États-Unis à Pampa, au Texas avec 65 000 t/an. Par ailleurs, a construit avec OCI, aux États-Unis, à Beaumont, au Texas, une usine, Natgasoline, d’une capacité en propre de 1,75 million de t/an qui est opérationnelle depuis mi-2018.
• Zagros (Iran), possède une capacité de production de 3,3 millions de t/an, à Assaluyed et depuis février 2019, de 2,3 millions de t/an à Kaveh.
• OCI, produit du méthanol, aux États-Unis, à Beaumont, au Texas, avec une capacité de 1,033 million de t/an. A acquis, en juin 2015, l’usine de biométhanol de la société Bio MCN située à Delfzijl, aux Pays Bas, avec une capacité de production de 991 000 t/an en partie à l’aide de glycérol et a construit, sur le site de Beaumont, au Texas, une nouvelle usine, détenue à parts égales avec Proman, Natgasoline, qui est opérationnelle depuis mi-2018, avec une capacité de production, pour OCI, de 0,904 million de t/an. En 2021, les ventes de méthanol ont été de 1,747 million de t.
• Petronas produit du méthanol en Malaisie, dans le Territoire de Labuan (Nord de Bornéo) ainsi qu’à Gurun dans l’État de Kedah. En 2020, la production a été de 1,992 million de t.
• Mitsubishi Gas Chemical participe à des joints venture à Brunei (50 %), avec 850 000 t/an de capacité totale, à Jubail, en Arabie Saoudite, dans Saudi Methanol Company (23,5 %), avec 4,85 millions de t/an de capacité totale et à Jose, au Venezuela, dans 23,75 % de Metor, avec 1,6 million de t/an de capacité totale. Une usine a démarré, en décembre 2020, en association avec Mitsubishi Corporation et d’autres partenaires, à Trinidad & Tobago, avec une capacité totale de 1 million de t/an de méthanol et une participation de 26,25 %.

Situation française

La production est de 7 516 t, en 2023.

Commerce extérieur : en 2024.

Les exportations étaient de 1 672 t avec comme principaux marchés à :

• 31 % la Belgique,
• 15 % l’Allemagne,
• 11 % les Pays Bas,
• 7 % l’Italie.

Les importations s’élevaient à 641 812 t en provenance principalement à :

• 35 % de Trinidad et Tobago,
• 34 % d’Égypte,
• 16 % de Belgique,
• 11 % des États-Unis,
• 2 % des Pays Bas.

Utilisations

Consommations

Dans le monde, en 2021 : 106,930 millions de tonnes :

Répartition de la consommation, en 2020 :

Chine	40 %		Amérique du Nord	5 %
Asie (hors Chine)	46 %		Amérique latine	1 %
Europe	5 %		Reste du monde	3 %

Source : MMSA

Évolution de la demande entre 2000 et 2020 :

	2000		2020
Chine	12 %		40 %
Amérique du Nord	33 %		5 %
Europe de l’Ouest	22 %		5 %

Source : IHS Markit

Secteurs d’utilisation du méthanol

En 2021, dans le monde. Source MMSA

Source d’oléfines	31,5 %		Diméthyléther	3,0 %
Formaldéhyde	23,4 %		Biodiesel	2,8 %
Additif ou substitut à l’essence	10,9 %		Dichlorométhane	2,3 %
MTBE	10,5 %		Méthacrylate de méthyle	1,7 %
Acide acétique	7,4 %		Méthylamines	1,6 %

Source : MMSA

Autres : Méthyl mercaptan, diméthyl terephthalate…

Le méthanal (formaldéhyde) qui était le principal débouché du méthanol, a été supplanté, en 2020, par la production d’oléfines, particulièrement du fait de son développement en Chine. Par ailleurs, en 2021, 27 % de la consommation mondiale de méthanol a concerné un emploi comme carburant. En Chine, en 2019, la consommation dans les carburants a été de 695 000 t, à 73 % sous forme de méthanol à 100 % (M100) ou à 85 % (M85) et à 27 % sous forme de M25 ou M15. Par ailleurs, on assiste au développement de l’utilisation du méthanol en remplacement du fuel lourd employé dans le transport maritime afin de diminuer les émissions d’oxydes de soufre et d’azote.

La production d’alcènes ou oléfines (éthylène, propylène…) à partir de méthanol se développe en Chine, ce pays, riche en charbon mais relativement pauvre en ressources pétrolières produit ainsi des oléfines à partir de charbon en passant par la production de méthanol. La production d’une tonne d’oléfines demande 3 tonnes de méthanol. Le procédé MTO (Methanol-To-Olefins) développé par Honeywell UOP et Ineos permet à partir de méthanol de produire des oléfines à l’aide d’un catalyseur silico-alumino-phosphate (SAPHO-34). Le rendement en éthylène (C2) et propylène (C3) peut être augmenté jusqu’à 89 % à l’aide du procédé OCP (Olefin Cracking Process), développé par TotalEnergies et UOP, de craquage des oléfines plus lourdes (de C4 à C6) en C2 et C3. Une unité de démonstration a été construite par Total, en 2008, à Feluy en Belgique, permettant à partir du méthanol d’obtenir du polyéthylène et du polypropylène en passant par l’éthylène et le propylène. En 2020, 13 usines sont en fonctionnement en Chine.

Le formaldéhyde, est principalement commercialisé sous forme de formol, solution aqueuse à 37 % de formaldéhyde. C’est un constituant des colles urée-formaldéhyde et phénol-formaldéhyde destinées à la fabrication du contre-plaqué, des panneaux de particules…

L’acide acétique (CH₃COOH) est principalement formé par carbonylation du méthanol, en trois étape, en passant par la formation d’iodométhane. La carbonylation est catalysée par des catalyseurs au rhodium, dans le procédé Monsanto ou à l’iridium plus récemment.

CH₃OH + HI = CH₃I + H₂O
CH₃I + CO = CH₃COI
CH₃COI + H₂O = CH₃COOH + HI

Il est utilisé pour synthétiser l’acétate de vinyle, l’anhydride acétique, l’acide téréphtalique et le téréphtalate de diméthyle destiné à fabriquer le polyéthylènetéréphtalate (PET)…

Le diméthyléther (CH₃OCH₃) peut entrer, jusqu’à 20 %, dans le gaz de pétrole liquéfié (butane et propane). Il est produit par déshydratation du méthanol selon la réaction :

2 CH₃OH = CH₃OCH₃ + H₂O

Autres débouchés : on peut citer la fabrication du formiate de méthyle, de méthylamines, du méthyl mercaptan, du biodiesel par transestérification qui par ailleurs produit de la glycérine qui peut être transformée à son tour en biométhanol…

Le méthanol est utilisé dans des piles à combustible. En 2021, la consommation mondiale dans ce secteur est de 14 000 t. Il existe deux types de piles :

• Les piles RMFC (Reformed Methanol Fuel Cell) où le méthanol est reformé pour produire le dihydrogène qui alimentera la pile.
• Les piles DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) où le méthanol est directement oxydé dans le cœur de la pile et ne nécessite pas d’être reformé.

Contrairement au dihydrogène, le méthanol, liquide à température ambiante, constitue un moyen simple et efficace de stockage de l’énergie.

Le méthanol est utilisé pour aider à la dénitrification des eaux usées avant leur rejet dans l’environnement. Il accélère l’activité des bactéries anaérobies des stations d’épuration qui transforment les ions nitrate en diazote.

L’alcool à brûler contient, outre environ 90 % d’éthanol, de 5 à 10 % de méthanol, destiné à le dénaturer.

Toxicité

Le méthanol est un composé classé toxique (pictogramme T) : la dose létale (DL₅₀) est comprise entre 6 et 14 g/kg de divers animaux (rat, chat, chien…) par voie orale et de 16 g/kg de lapin par voie cutanée. Une absorption de 100 à 250 mL peut-être mortelle pour l’homme, bien que des cas de mort soient survenus pour moins de 30 mL. Une absorption moindre peut causer la cécité.

Le méthanol étant volatil, il faut se protéger de ses vapeurs dont la concentration létale (CL₅₀) est de 65 000 ppm (sur le rat). La valeur moyenne limite d’exposition (VME) est de 200 ppm et la valeur limite d’exposition (VLE) est de 1 000 ppm, valeurs inférieures au seuil de détection olfactif qui est d’environ 2 000 ppm.

En France, le méthanol est généralement dénaturé avec 3,5 % d’un mélange complexe (obtenu par carbonisation du bois et contenant 65 % de méthanol, des cétones et diverses impuretés) et 1 % de 2-propanol qui donnent un goût et une odeur désagréables.

Bibliographie

Archives

Méthanol 2023

Méthanol 2022

Méthanol 2019

Méthanol 2014

Méthanol 2012

Méthanol 2006

Méthanol 1996

 

Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

Le formaldéhyde ou méthanal ou aldéhyde formique est gazeux sous une atmosphère et à la température ambiante. Sa solution aqueuse est appelée formol.

Il est présent naturellement dans l’atmosphère car il est, en partie, produit lors de la combustion incomplète de composés contenant du carbone par exemple, lors de feux de forêts. Il est également présent dans les gaz d’échappement des automobiles, dans la fumée de cigarettes… Les émissions mondiales sont de 10 millions de t/an, provenant à 64 % de la végétation, 26 % des feux de forêts, 10 % des transports.
Il est aussi, produit lors du métabolisme d’organismes vivants et, en particulier, humains. La teneur normale du sang est de 2 à 3 mg/L.

Matières premières

Industriellement, le formaldéhyde est synthétisé à partir du méthanol. En 2021, sa production a consommé 23,4 % des 106,930 millions de t de la production mondiale de méthanol.

Fabrication industrielle

Il est produit principalement par oxydation catalytique partielle, à la pression atmosphérique, du méthanol, avec de l’air, selon la réaction suivante :

2 CH₃OH + O₂ = 2 CH₂O + 2 H₂O                             Δ_rH°₂₉₈ = -159 kJ/mole

Les limites d’explosivité du formaldéhyde dans l’air étant comprises entre 7 et 73 %, en volume, les deux procédés utilisés emploient du dioxygène en défaut pour l’un et en excès pour l’autre. A chaque procédé correspond un type de catalyseur :

Avec un défaut en air, un catalyseur d’argent est employé, à une température comprise entre 580 et 650°C. A cette température, il se produit également une pyrolyse du méthanol avec formation de formaldéhyde selon la réaction :

CH₃OH = CH₂O + H₂                              Δ_rH°₂₉₈ = +84 kJ/mole

Dans ce procédé, l’oxydation du méthanol représente de 50 à 60 % de la production et le taux de conversion du méthanol est de 87 % avant son recyclage. La durée de vie du catalyseur est de 3 à 4 mois avant sa régénération.

Dans le procédé « Formox », un catalyseur de molybdate ou de vanadate de fer est employé, avec un excès d’air, à une température comprise entre 250 et 400°C. A cette température, seule intervient l’oxydation partielle du méthanol. Le taux de conversion du méthanol est de 99 % et la durée de vie du catalyseur de 12 à 18 mois.

Dans les deux cas, le temps de contact est bref, inférieur à 0,01 s.

Formes de commercialisation :

Le plus souvent, le formaldéhyde est commercialisé sous forme de solution aqueuse, appelée formol, renfermant, en général, 37 % en poids de formaldéhyde et pouvant atteindre 50 %. Cette solution contient de 10 à 15 % de méthanol afin d’éviter sa polymérisation, en paraformaldéhyde. Toujours pour éviter sa polymérisation, le formol ne doit pas être conservé au froid. Par ailleurs, il doit être conservé à l’abri de l’air pour éviter son oxydation en acide formique selon la réaction :

2 CH₂O + O₂ = 2 H-COOH

Les problèmes de stabilité du formol, ont pour conséquence, que son utilisation est souvent réalisée dans des installations proches de celles de sa production et que son commerce international est limité.

Le formaldéhyde peut également être commercialisé sous forme de son polymère, solide, le paraformaldéhyde qui renferme de 8 à 100 unités de formaldéhyde. Un simple chauffage au-dessus de 80°C libère le formaldéhyde ou, en solution aqueuse, la dépolymérisation est réalisée vers 60-70°C, en milieu basique.

Productions

Capacités annuelles de production, en 2016. Monde : 19,202 millions de t/an, Union européenne : 4,115 millions de t/an.

en milliers de t/an de formaldéhyde à 100 %

Chine	5 974		Japon	546
États-Unis	2 038		Italie	527
Allemagne	1 486		Corée du Sud	519
Russie	1 077		Espagne	430
Inde	853		Indonésie	424

En 2014, la production mondiale est de 16,846 millions de t dont 6,012 millions de t en Chine, 2,143 millions de t aux États-Unis, 918 606 t en Allemagne, 710 000 t en Russie, 664 000 t en Inde, 543 000 t au Japon, 424 000 t en Corée du Sud, 337 000 t en Malaisie, 313 000 t à Taipei chinois.

En 2023, la production de l’Union européenne est de 2,140 millions de t dont 640 024 t en Allemagne, en 2022, 401 187 t en Pologne, 183 480 t aux Pays Bas, 187 073 t en Espagne, 20 887 t en Italie, 126 521 t en Hongrie, en 2022, 117 901 t en Belgique, 106 897 t en Suède, en 2022, 38 390 t en Lituanie, 28 842 t en Roumanie, 24 470 t en Slovaquie, 23 404 t en Finlande. Les productions françaises et portugaises sont confidentielles. Dans l’Union européenne, en 2023, la production de paraformaldéhyde est de 95 997 t.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total de 417 425 t.

en tonnes

Pays Bas	127 007		Inde	23 520
Belgique	51 000		Turquie	15 255
Allemagne	46 372		États-Unis	13 119
Italie	35 373		Canada	13 012
Pologne	24 671		Finlande	9 018

Source : ITC

Les exportations des Pays Bas sont destinées à 79 % à l’Allemagne, 17 % à la Belgique, 2 % à la France.

Principaux pays importateurs :

en tonnes

Allemagne	105 733		Suisse	18 589
Pays Bas	38 777		Népal	18 194
Belgique	21 615		Lettonie	13 585
Pologne	21 528		Canada	13 264
France	20 177		États-Unis	12 413

Source : ITC

Les importations allemandes proviennent à 91 % des Pays Bas, 5 % d’Autriche, 2 % de France.

Principaux producteurs : les capacités de production sont exprimées en t/an de formaldéhyde à 100 %.

• Hexion (Momentive Specialty Chemicals Inc., États-Unis), possède une capacité de production totale de 1,3 million de t/an avec 16 usines aux États-Unis et 785 000 t/an, 4 usines au Canada et 200 000 t/an, des usines en Australie, Malaisie, Nouvelle Zélande, Pays Bas, Royaume Uni, Espagne, Italie, Allemagne, à Leuna après l’achat, en 2007, des activités d’Arkema dans le formaldéhyde avec 135 000 t/an.
• Dynea (Norvège), possède une capacité de production de 700 000 t/an, avec des usines en Norvège, à Lillestrom et Saetre, au Royaume Uni à Aycliffe, aux Pays Bas à Delfzjil, en Finlande à Hamina, en Autriche à Krems an der Domau et Vienne, au Danemark à Arhus et en Hongrie à Kazincbarcika.
• Perstorp (Suède), possède une capacité de production de 660 000 t/an, en Allemagne à Troisdorf et Arnsberg, en Italie à Castellanza, à Malte, en Espagne à Lantaron, en Autriche à Krems an der Donau, en Finlande à Kitee, en Suède à Perstorp, au Brésil à Sao Bernardo, au Chili à Punta Arenas, au Venezuela à Valencia, en Australie à W. Footscray, en Inde à Vadodara, au Pakistan à Karachi, aux États-Unis à Toledo dans l’Ohio.
• BASF (Allemagne), possède une capacité de production de 530 000 t/an, en Allemagne à Ludwigshafen et Leverkusen et en Belgique à Anvers.
• Celanese (États-Unis), possède une capacité de production de 385 000 t/an, aux États-Unis à Bishop au Texas, au Canada à Edmonton dans l’Alberta, en Allemagne à Hambourg. La production de formaldéhyde est destinée, en particulier, à fabriquer du polyoxyméthylène.
• Georgia Pacific (filiale du groupe Koch Industries, États-Unis), possède une capacité de production de 330 000 t/an, avec 10 usines aux États-Unis et une usine en Argentine à Concordia.
• Ercros (Espagne), possède une capacité de production de 300 000 t/an, en Espagne à Almussafes et Tortosa. Par ailleurs, est n°1 mondial de la production de paraformaldéhyde, avec une capacité de production de 115 000 t/an et 18 % du marché.
• Arclin (États-Unis), possède une capacité de production de 292 000 t/an, avec 6 usines aux États-Unis, 3 usines au Canada et une au Mexique.

Situation française

Production : confidentielle.

Usine de production :

• Foresa, filiale du groupe espagnol Finsa possède une usine à Ambarès et Lagrave (33) avec une capacité de production de 58 000 t/an.

Commerce extérieur : en 2024.
Formaldéhyde :

• Exportations : 390 t vers la Belgique à 29 %, l’Espagne à 18 %, la Slovénie à 15 %, l’Italie à 13 %.
• Importations : 21 676 t à 30 % d’Allemagne, 28 % d’Espagne, 20 % des Pays Bas, 14 % de Belgique, .

Paraformaldéhyde :

• Exportations : 86 t vers la Roumanie à 58 %, l’Allemagne à 13 %, l’Espagne à 7 %, l’Italie à 6 %.
• Importations : 2 128 t à 82 % d’Espagne, 8 % d’Allemagne, 8 % du Royaume Uni.

Utilisations

Consommation : dans le monde, en 2014 : 16,846 millions de tonnes.

Secteurs d’utilisation : en 2014

Résines urée-formol	38 %		1,4-butane-diol	4,6 %
Résines phénol-formol	16,5 %		Paraformaldéhyde	3,8 %
Polyoxyméthylène	8,0 %		Méthénamine	2,6 %
Pentaérythritol	5,7 %		TMP, TME, NPG	2,5 %
4,4′-diisocyanate de diphénylméthylène	5,0 %		Résines mélamine-formol	2,3 %

• La principale, et de très loin, utilisation du formaldéhyde est dans l’industrie du bois pour la fabrication de panneaux de particules, de contreplaqués, de bois lamellé-collé, de bois de charpente…, sous forme de résines urée-formol, phénol-formol, mélamine-formol. En effet, par exemple, les panneaux de particules sont constitués de 95 % de résidus de bois et 5 % de résines assurant la liaison entre les particules. En France, l’utilisation de ces résines est de 500 000 t/an.
• Le polyoxyméthylène est un polymère possédant de bonnes propriétés mécaniques et de résistance aux produits chimiques. Il est utilisé, par exemple, dans des fixations de skis.
• Le pentaérythritol est en particulier utilisé pour produire du tétranitrate de pentaérythritol, explosif entrant dans la fabrication du Semtex.
• Le 4,4′-diisocyanate de diphénylméthylène (MDI) est utilisé pour produire du polyuréthane. La production d’une tonne de polyuréthane nécessite environ 0,6 tonne de 4,4′-MDI.
• Le 1,4-butane-diol est utilisé comme solvant et dans l’industrie des matières plastiques.
• La méthénamine ou hexamine, est employée comme antibiotique, comme composant pour la production d’explosifs (C-4), dans des pastilles de combustible pour campeurs ou militaires, dans la préparation de résines phénoliques…
• Les triméthylolpropane (TMP), triméthyloléthane (TME) et néopentylglycol (NPG) sont employés dans la fabrication de résines polyester et alkydes, dans celle d’huiles de lubrification…

Utilisations particulières :

Le formaldéhyde possédant des propriétés biocides, il est employé comme désinfectant et conservateur dans divers secteurs :

• L’industrie du sucre l’emploie en cas d’infections bactériennes lors du traitement des betteraves sucrières.
• En anatomie et cytologie pathologique comme fixateur de tissus.
• Dans les soins de conservation sur les morts pratiqués par les thanatopracteurs.

Toxicité

L’emploi du formaldéhyde présente les risques suivants :

• Susceptible de provoquer un cancer.
• Toxique par inhalation, contact cutané et ingestion.
• Provoque des brûlures de la peau et des lésions oculaires graves.
• Peut provoquer des allergies cutanées.

En France, les valeurs moyennes d’exposition professionnelles (VME) sont de 0,5 ppm ou 0,61 mg/m³ et les valeurs limites à court terme sont de 1 ppm ou 1,23 mg/m³. L’ANSES, recommande de porter la VME à 0,25 mg/m³.

La principale voie d’introduction dans l’organisme est par inhalation, le formaldéhyde étant rapidement métabolisé, par oxydation, en formiate et dioxyde de carbone. De 35 à 39 % du formaldéhyde inhalé reste dans les tissus.

L’odeur du formaldéhyde est perceptible dès 0,1 à 1 ppm selon les individus. L’irritation des muqueuses nasales est ressentie dès 1 à 3 ppm. Lorsque la concentration atteint 10 à 20 ppm, des signes d’irritation sévère des muqueuses oculaires et des voies respiratoires apparaissent.
Une exposition, même brève, à des teneurs de plus de 50 ppm peut être responsable d’un broncospasme sévère et de lésions graves de l’appareil respiratoire, avec œdème pulmonaire aigu, ulcération de la trachée et des bronches.

Lors de l’ouverture des conteneurs maritimes transportant des panneaux de particules il est recommandé de ventiler le conteneur pendant 30 minutes avant de pénétrer à l’intérieur.

Bibliographie

Archives

Formaldéhyde 2023

Formaldéhyde 2022

Formaldéhyde 2019

Formaldéhyde 2014

Données physico-chimiques

Données atomiques

Formule	Géométrie	Masse molaire
C2H4		28,05 g.mol-1

Données physiques

Masse volumique	Température de fusion	Température d’ébullition	Température critique	Pression critique	Température d’auto-inflammation	Limites d’explosivité dans l’air	Solubilité dans l’eau
gazeux, 15°C, 101,3 kPa : 1,178.10-3 g.cm-3	-169,2°C	-103,9°C	9,19°C	5 060 kPa	490°C	entre 2,7 et 36 % en volume	à 17°C : 3,5 mg/100 g eau

Données industrielles

L’éthylène ou éthène est produit naturellement, par biosynthèse à partir de la méthionine, par divers fruits, légumes et fleurs. Exprimée en µL/kg/heure la production est :

• Très faible (0,01 à 0,1) pour la pomme de terre, la fraise, l’artichaut, le raisin…
• Faible (0,1 à 1,0) pour l’ananas, la framboise, le kiwi, le concombre…
• Moyenne (1,0 à 10) pour la banane, la mangue, le melon, la tomate, la figue, la laitue, l’orange, la prune, l’œillet…
• Élevée (10 à 100) pour la pomme, l’abricot, l’avocat, la nectarine, la poire, la papaye, la pêche…
• Très élevée (> 100) pour le fruit de la passion.

De l’éthylène est également produit lors de diverses combustions et est présent dans les gaz d’échappement de moteurs diesels et à essence, dans la fumée de cigarettes, la fumée d’encens…

La production industrielle est principalement, à 98 %, réalisée à partir d’hydrocarbures.

Matières premières

Principalement le pétrole, en Europe mais aussi le gaz naturel, aux États-Unis et au Moyen-Orient.

Fabrication industrielle

L’éthylène est principalement produit, à 98 %, par vapocraquage des hydrocarbures, eux-mêmes obtenus par distillation du pétrole (voir le chapitre vapocraquage des hydrocarbures) ou extraits du gaz naturel (éthane, butane, propane). La formation d’éthylène à partir des hydrocarbures saturés est favorisée par des températures élevées. En particulier, à partir de l’éthane, il faut que la température de craquage soit supérieure à 800°C. En 2020, dans le monde, la production d’éthylène a été obtenue à 38 % à partir de naphta, 41 % d’éthane, 9 % de propane et 13 % à partir d’autres sources (gazole, butane, charbon…). En Europe de l’ouest le naphta représente, en 2020, 58 % des charges vapocraquées, l’éthane, 16 %, le propane, 11 %, les autres sources, 15 %. En Amérique du Nord, en 2020, la production est principalement obtenue à partir d’éthane, à 84 %, avec 3 % pour le naphta et 8 % pour le propane. En 2020, au Moyen-Orient, la production est à 71 % à partir d’éthane, 12 % de propane, 12 % de naphta.

Le méthanol obtenu à partir du charbon peut donner des oléfines (éthylène, propylène…) sans employer un vapocraqueur. Des pays riches en charbon et pauvres en hydrocarbures (Afrique du Sud, Chine) ont développé cette voie mais cette production reste limitée à 2 % de la production mondiale. Voir les chapitres charbon et méthanol.

De l’éthylène « vert » peut être produit par déshydratation de l’éthanol, obtenu par exemple à partir de canne à sucre, selon la réaction suivante, sur zéolithe comme catalyseur :

Le groupe brésilien Braskem a construit, à Triunfo, dans l’État du Rio Grande du Sud, au Brésil, une usine d’une capacité de production de 200 000 t/an qui doit être portée, fin 2022, à 260 000 t/an et une production, en 2020, de 169 632 t. Un hectare cultivé donne 77 t de canne à sucre puis 6 700 litres d’éthanol et 3 t d’éthylène transformé en 3 t de polyéthylène.

Principaux complexes pétrochimiques de production d’éthylène : en 2015.

en milliers de t de capacités annuelles de production

Ruwais (Abu Dhabi)	Borouge	3 550	Sweeny (Texas, États-Unis)	Chevron Phillips	1 950
Mailiao (Taipei chinois)	Formosa Plastics	2 935	Jurong Island (Singapour)	ExxonMobil	1 900
Joffre, (Alberta, Canada)	Nova Chemicals	2 812	Terneuzen (Pays Bas)	Dow	1 825
Jubail (Arabie Saoudite)	Sabic	2 250	Chocolate Bayou (Texas, États-Unis)	Ineos	1 752
Baytown (Texas, États-Unis)	ExxonMobil	3 900	Channel View (Texas, États-Unis)	LyondellBasell	1 750

Sources : APIC et Oil & Gas Journal, 6 juillet 2015

Productions

En 2018, capacités de production et ( ) nombre de vapocraqueurs, en 2015. Monde, en 2021 : 216,35 millions de t/an (264), Europe de l’ouest, en 2019 : 23,468 millions de t/an (45).

en milliers de tonnes de capacités annuelles de production, en 2020

États-Unis	40 000 (34)		Corée du Sud, en 2018	9 140 (11)
Chine	32 200 (27)		Iran, en 2017	7 300 (7)
Arabie Saoudite, en 2018	17 600 (14)		Inde, en 2020-21	7 477

En 2020, 24 % des capacités mondiales de production sont situées en Asie du Nord-Est, 22 % en Amérique du Nord, 20 % au Moyen-Orient, 14 % en Europe, 11 % dans le reste de l’Asie et le Pacifique, 9 % ailleurs.

En 2017, la production mondiale a été de 152,8 millions de t. En 2018, la production des États-Unis est de 29 millions de t, celle de la Chine, en 2020, de 21,6 millions de t, celle de l’Arabie Saoudite, en 2016, de 17 millions de t, la production de la Corée du Sud, en 2018, est de 8,687 millions de t, celle de l’Inde, en 2020-21, de 6,987 millions de t,  celle du Japon, en 2020, de 5,94 millions de t, celle de la Thaïlande, en 2018, de 4,812 millions de t, celle de Taipei chinois, en 2018, de 4,218 millions de t.

Productions, en 2023, de l’Union européenne : 10,695 millions de t dont en Allemagne : 4,320 millions de t, en 2022, aux Pays Bas : 1,857 million de t, en France : 1,628 million de t, en Belgique : 1,200 million de t, en 2021, en Hongrie : 455 917 t, en 2022, en Pologne : 486 940 t, en 2020, au Portugal : 359 654 t, en 2021, en Slovaquie : 190 008 t. Les productions d’Espagne et d’Italie sont confidentielles.

La production des États-Unis est située à 95 % au Texas et en Louisiane.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs, sur un total de 6,443 millions de t :

en milliers de t

Corée du Sud	1 115		Malaisie	386
États-Unis	1 094		Singapour	367
Pays Bas	1 010		Belgique	273
Japon	629		Allemagne	174
Royaume Uni	398		Chine	159

Source : ITC

Les exportations coréennes sont destinées à 83 % à la Chine, 12 % à Taipei chinois, 4 % au Japon.

Principaux pays importateurs :

en milliers de t

Chine	2 127		Pays Bas	219
Belgique	1 527		Corée du Sud	162
Indonésie	880		France	123
Allemagne	561		Suède	107
Taipei chinois	437		Portugal	105

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent à 45 % de Corée du Sud, 22 % des États-Unis, 20 % du Japon, 4 % d’Oman.

Producteurs : en 2021.

en milliers de t/an de capacités de production

Saudi Aramco/Sabic	16 500		Mubadala (Abu Dhabi)	7 673
Dow	14 788		National Petrochemical (Iran), en 2018	7 000
ExxonMobil	11 900		PetroChina, production	6 713
Sinopec	10 300		Shell	6 589
LyondellBasell	8 650		Ineos	5 112
Chevron Phillips	7 710		Braskem	5 002

• Saudi Aramco a acquis, en 2020, 70 % de Sabic (Saudi Basic Industries Corporation) qui produit de l’éthylène en Arabie Saoudite en propre et dans diverses joint venture, à Al Jubail et Yanbu, aux Pays Bas, à Geleen avec 1,480 million de t/an, au Royaume Uni à Wilton avec 865 000 t/an, en Chine, en joint venture avec Sinopec, à Tianjin avec 600 000 t/an.
• Dow produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas, à Freeport avec 3,18 millions de t/an, Orange avec 680 000 t/an et Taft avec 1 million de t/an, en Louisiane à Plaquemine avec 1,225 million de t/an, au Canada à Fort Saskatchewan, dans l’Alberta avec 1,285 million de t/an, en Argentine à Bahia Blanca avec 765 000 t/an, en Allemagne à Bohlen avec 560 000 t/an, aux Pays Bas à Terneuzen avec 1,8 million de t/an et en Espagne à Tarragone avec 580 000 t/an.
  Par ailleurs, participe à des joint venture, au Koweit avec 42,5 % d’Equate qui possède une capacité de production de 1,77 million de t/an, en Thaïlande avec 24,5 % de Map Ta Phut Olefins et une capacité de 2,1 millions de t/an, en Arabie Saoudite avec 35 % de Sadara et une capacité de 1,5 million de t/an.
• ExxonMobil produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas, à Baytown avec 4,0 millions de t/an, à Beaumont avec 900 000 t/an, à Corpus Christi avec 900 000 t/an et en Louisiane à Baton Rouge avec 1,1 million de t/an, au Canada, à Sarnia avec 300 000 t/an, à Singapour avec 1,9 million de t/an, en France, à Notre Dame de Gravenchon (76) avec 400 000 t/an, au Royaume Uni en joint venture 50/50 avec Shell à Fife avec 451 000 t/an, en Arabie Saoudite dans des joint venture 50/50 avec Sabic, à Al Jubail avec 700 000 t/an et Yanbu avec 1 million de t/an et en Chine, à Fujian avec 300 000 t/an. En 2021, la production a été de 10,086 millions de t.
• LyondellBasell produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas, à Channelview avec 1,86 million de t/an, à La Porte avec 1,152 million de t/an et à Corpus Christi avec 1,134 million de t/an, en Louisiane, à Lake Charles, avec 50 % d’une joint venture avec Sasol et une part de 775 000 t/an, dans l’Iowa à Clinton avec 475 000 t/an et dans l’Illinois à Morris avec 550 000 t/an, en France à Berre avec 470 000 t/an, en Allemagne, à Munchsmunster avec 400 000 t/an et Wesseling avec 1,040 million de t/an, en Chine, à Panjin avec 50 % d’une joint venture avec Liaoning Bora et en propre 550 000 t/an et en Arabie Saoudite avec 25 % de SEPC à Al Jubail et en propre 250 000 t/an.
• Chevron Phillips, est une co-entreprise 50/50 entre Chevron et Phillips 66. Produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas, à Cedar Bayou avec 2,560 millions de t/an, à Port Arthur avec 855 000 t/an et Sweeny avec 1,995 million de t/an, en Arabie Saoudite, à Al Jubail en joint venture 50/50 avec 105 000 t/an et en joint venture à 35 % avec 425 000 t/an et au Qatar, à Messaied, en joint venture à 49 % avec 255 000 t/an et à Ras Laffan en joint venture à 26 % avec 340 000 t/an.
• Mubadala (Mubadala Investment Company) possède la société Nova Chemicals qui produit de l’éthylène au Canada, en Alberta, à Joffre avec 2,165 millions de t/an et dans l’Ontario à Corunna avec 816 000 t/an, aux États-Unis, avec 88,46 % de la production de Geismar en Louisiane et 771 000 t/an et détient 25 % de Borealis et 24,9 % de OMV qui elle même détient 75 % de Borealis, qui produit de l’éthylène en Autriche à Schwechat avec 600 000 t/an, en Allemagne à Burghausen avec 475 000 t/an, en Finlande à Porvoo avec 420 000 t/an, en Suède à Stenungsund avec 626 000 t/an et aux États-Unis, à Port Arthur, avec une participation de 50 % dans la joint venture Baystar avec TotalEnergies et une part de 500 000 t/an. Par ailleurs détient 36 % de Borouge, à Ruwais, à Abu Dhabi aux Émirats Arabes Unis, avec une part de 1,3 million de t/an.
• En 2021, la production de PetroChina est de 6,713 millions de t.
• Shell produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas à Deer Park avec 889 000 t/an et en Louisiane à Norco avec 1,432 million de t/an, en Chine à Nanhai avec 1,1 million de t/an dans une joint venture 50/50 avec CNOOC, à Singapour, à Jurong Island avec 281 000 t/an et à Pulau Bukom avec 1,161 million de t/an, en Allemagne à Rheinland avec 340 000 t/an, aux Pays Bas à Moerdijk avec 971 000 t/an, au Royaume Uni à Massmorran avec 415 000 t/an dans une joint venture 50/50 avec ExxonMobil.
• Ineos produit de l’éthylène aux États-Unis, au Texas, à Chocolate Bayou avec 1,814 million de t/an, en Norvège, à Rafnes avec 645 000 t/an, au Royaume Uni, à Grangemouth avec 700 000 t/an, en Allemagne, à Köln avec 1,165 million de t/an, en France à Lavéra (13), en association 50/50 avec TotalEnergies, avec 370 000 t/an et à Feyzin (69), en association avec TotalEnergies (57,5 %), avec 106 000 t/an.
• Braskem produit de l’éthylène au Brésil, à Camaçari dans l’État de Bahia, avec 1,280 million de t/an, à Triunfo dans l’État de Rio Grande de Sul, avec 1,452 million de t/an, à Mauá dans l’État de São Paulo, avec 700 000 t/an, à Duque de Caxias dans l’État de Rio de Janeiro, avec 520 000 t/an et au Mexique, à Nanchital, avec 1,050 million de t/an. En 2021, la production d’éthylène est de 3,722 millions de t.
• TotalEnergies produit de l’éthylène aux États-Unis, à Port Arthur, en association avec BASF (40 % Total, 60 % BASF), avec 400 000 t/an. Le vapocraqueur prévu initialement pour fonctionner avec du naphta a été modifié pour utiliser à la place de l’éthane, du butane et du propane provenant de l’exploitation de gaz de schiste. 40 % de l’éthylène produit provient d’éthane et 40 % de butane et propane. Produit également de l’éthylène, en France, à Gonfreville (76) avec 425 000 t/an, à Lavéra (13), en association 50/50 avec Ineos, avec 370 000 t/an et à Feysin avec une participation de 57,5 % et 144 000 t/an, en Belgique, à Anvers, avec 1,150 million de t/an, en Corée du Sud, à Daesan, en association 50/50 avec Hanwha, avec 700 000 t/an, au Qatar, à Ras Laffan, avec une participation de 22,5 % et 293 000 t/an à partir d’éthane et à Messaied dans la société Qapco, avec une participation de 20 % et 144 000 t/an à partir d’éthane.

Situation française

Production : 1 628 486 t, en 2023.

Commerce extérieur : en 2024.

Les exportations étaient de 167 198 t avec comme principaux marchés à :

• 43 % l’Italie,
• 27 % la Belgique,
• 15 % la Suède,
• 11 % l’Allemagne,
• 2 % le Portugal.

Les importations s’élevaient à 71 145 t en provenance principalement à :

• 28 % des États-Unis,
• 26 % de Belgique,
• 14 % du Royaume Uni,
• 12 % de Norvège,
• 9 % des Pays Bas,

Producteurs et sites de production :

en milliers de tonnes de capacités annuelles de production

Vapocraqueurs	Opérateurs	Capacités
Lavéra (13)	Naphtachimie1	740
Gonfreville (76)	TotalEnergies	525
Aubette (Berre) (13)	LyondellBasell	470
Notre Dame de Gravenchon (76)	ExxonMobil	425
Dunkerque (59)	Versalis (ENI)	380
Feysin (69)	A.P. Feyzin2	250

¹ Naphtachimie : 50 % Ineos- 50 % TotalEnergies
² A.P. Feyzin : 57,5 % TotalEnergies – 42,5 % Ineos

Le transport de l’éthylène sous forme liquéfiée, sous pression, est délicat (t_critique : 9,6 °C). Aussi, la route et le rail sont-ils des moyens peu utilisés. En Europe 56 % de la production est transportée à l’état gazeux par éthylénoducs (t_éb : -103,72°C), alors qu’aux États-Unis ce pourcentage atteint 91 %. Le complément à 100 % est transformé sur les lieux de production.

L’Europe possède cinq réseaux indépendants de pipelines : au Royaume-Uni, en France entre Fos et Carling, avec 1034 km, dans la zone Anvers-Rotterdam-Amsterdam, en Italie et en Europe de l’Est. Toutefois, ces réseaux ne sont pas interconnectés (voir ci-dessous et dans le chapitre vapocraquage des hydrocarbures). Le groupe Total possède un site de stockage, dans des cavités salines à Viriat (01).

Carte des vapocraqueurs et du réseau d’éthylénoducs, en France : depuis la confection de cette carte, le vapocraqueur de Carling a été arrêté.

 

Utilisations

Consommations : en 2018, la consommation mondiale est de 161 millions de t dont 19,336 millions de t en Europe de l’Ouest (Union européenne à 15, plus Norvège et Turquie).

En 2018, la consommation de la Corée du Sud a été de 7,987 millions de t, celle de l’Inde, en 2020-21, de 6,925 millions de t, du Japon, en 2018 de 4,905 millions de t, de la Thaïlande de 4,714 millions de t, de Taipei chinois de 4,414 millions de t.

Utilisations directes de l’éthylène : elles sont marginales.

• L’éthylène est utilisé comme agent de maturation des fruits (bananes, tomates…).
• Anesthésiant peu puissant, il est utilisé aux États-Unis.
• Il est narcotique et asphyxiant à haute concentration.
• Il est utilisé comme fluide frigorigène.

Utilisations principales : après transformation en divers produits, la principale transformation étant sa polymérisation sous forme de polyéthylène (voir ce chapitre).

Secteurs d’utilisation de l’éthylène

En 2018, dans le monde. Source : ICIS

Répartition de la consommation d’éthylène : dans le monde, en 2018 et en Europe de l’Ouest, en 2020 :

• Polyéthylène : voir ce chapitre.
• Dichloroéthylène : destiné à la fabrication du PVC, voir ce chapitre.
• L’oxyde d’éthylène est obtenu par oxydation à l’aide de dioxygène, en présence d’un catalyseur à l’argent, à température élevée. L’hydrolyse de l’oxyde d’éthylène fournit le monoéthylèneglycol (MEG) qui réagit sur l’époxyde pour donner le diéthylèneglycol (DEG) et le triéthylèneglycol (TEG), voir ce chapitre.
• Éthylbenzène voir ce chapitre.

Bibliographie

Archives

Ethylène 2023

Ethylène 2022

Ethylène 2019

Ethylène 2015

Ethylène 2012

Ethylène 2007

Ethylène 1996

Ethylène 1993

 

 

Données physico-chimiques

Ethylbenzène

Données atomiques

Données physiques

Styrène

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

L’éthylbenzène et le styrène sont deux composés aromatiques. L’éthylbenzène est présent dans les essences de reformage aux côtés des xylènes (voir le chapitre « benzène, toluène, xylènes« ) mais son extraction n’est pas toujours rentable. On préfère, en général, le synthétiser à partir du benzène et de l’éthylène, cette synthèse représentant 99 % de la production. Son débouché, à 98 %, est le styrène, qui n’existe pas à l’état naturel.

Fabrication industrielle

Synthèse de l’éthylbenzène :
La synthèse a lieu par alkylation du benzène par l’éthylène :

Cette réaction exothermique (Δ_rH° = – 113,3 kJ/mol à 25°C) nécessite une catalyse par un acide de Lewis. Les procédés les plus anciens utilisent le trichlorure d’aluminium AlCl₃, la réaction ayant lieu en phase liquide, à 180°C, sous une pression de 9 bar. Le taux de conversion est de l’ordre de 40 à 45 %, l’éthylène et le benzène sont recyclés après séparation et les dérivés polyalkylés (diéthylbenzène (15 %)…) subissent une reconversion (par transalkylation avec le benzène).

Des procédés plus récents (Mobil Badger…) utilisent des zéolithes pour catalyser la réaction en phase gazeuse. La réaction a lieu entre 400 et 450°C sous 20 à 30 bar. Le catalyseur doit être régénéré toutes les 6 à 8 semaines, en brûlant le coke formé. Pour cette raison, deux réacteurs fonctionnent en parallèle. Alternativement l’un produit de l’éthylbenzène pendant que dans l’autre le catalyseur est régénéré, cette opération durant 36 h. En 2012, environ 1/3 des unités de production utilisent ce procédé.

Synthèse du styrène :
Près de 80 % de la production de styrène provient de la déshydrogénation de l’éthylbenzène :

Cette réaction endothermique (Δ_rH° = 123,5 kJ/mol à 625°C) est accompagnée de diverses réactions parasites (formation de benzène, toluène, pyrènes, phénylacétylène…). La déshydrogénation étant favorisée par des températures élevées et des faibles pressions, on travaille vers 650°C en présence de vapeur d’eau pour abaisser les pressions partielles. L’éthylbenzène est préchauffé vers 500°C, puis mélangé à de la vapeur d’eau à 700 ou 750°C dans un rapport de 1 pour 1,2 à 2,2. Le mélange obtenu est dirigé sur le premier lit catalytique : la plupart des procédés utilisent des catalyseurs à base d’oxyde de fer III, avec des teneurs de 10 % en K₂O. Après réchauffage, le mélange est dirigé vers un second lit catalytique : on obtient alors 60 à 70 % en masse de styrène que l’on sépare, puis purifie à 99,7 % et auquel on ajoute des inhibiteurs de polymérisation (dérivés nitrés ou nitrosés du phénol) pour le stockage (tertiobutylcatéchol à 10  ppm). Les principales impuretés sont l’éthylbenzène (0,05 %) et le méthylstyrène (0,04 %). La consommation est, par tonne de styrène, de 0,79 t de benzène et 0,29 t d’éthylène.

Le styrène peut aussi être obtenu par coproduction lors de la synthèse de l’oxyde de propylène. Celle-ci est effectuée à partir du propylène et de l’hydroperoxyde de 1-phényléthyle et amène à la formation d’alcool alpha-méthylbenzylique qui, par déshydratation, donne du styrène. L’hydroperoxyde de 1-phényléthyle étant lui même formé, par oxydation de l’éthylbenzène. LyondellBasell, Repsol et Shell produisent ainsi du styrène. En 2013, ce mode de fabrication représente 20,4 % des capacités mondiales de production.

Capacités de production, en 2013, selon les deux modes de fabrication.

en milliers de t/an de capacités de production

	À partir de l’éthylbenzène	À partir de l’oxyde de propylène	Total
Amérique du Nord	4 697	1 270	5 967
Amérique du Sud	540	0	540
Europe	3 355	2 100	5 455
Moyen Orient et Afrique	2 975	0	2 975
Asie du Nord-Est	13 008	2 145	15 153
Asie du Sud-Est	1 400	1 150	2 550
Total	25 975	6 665	32 640

En 2018, les capacités de production mondiales sont de 36,7 millions de t/an dont 9,9 millions de t/an en Chine.

Productions

Éthylbenzène :

La production mondiale est, en 2018, de 32,1 millions de t, celle de l’Union européenne, en 2023, de 2,466 millions de t dont 858 968 t aux Pays Bas.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total de 464 025 t.

en tonnes

Belgique	216 795		Allemagne	37 566
République tchèque	123 743		France	21 657
Royaume Uni	54 019		Pays Bas	6 739

Source : ITC

Les exportations belges sont destinées quasi totalement aux Pays Bas.

Principaux pays importateurs sur un total mondial de 421 291 t.

en tonnes

Pays Bas	264 628		États-Unis	6 150
Pologne	123 705		Italie	5 257
Belgique	14 524		Allemagne	2 075

Source : ITC

Les importations des Pays Bas proviennent à 76 % de Belgique, 15 % du royaume Uni, 12 % d’Allemagne.

Les principaux producteurs, en 2017, sont Ineos Styrolution avec 7,1 % de part de marché, Shell avec 6,7 %, Sinopec avec 6,2 %.

Styrène : productions, en 2018. Monde : 31 millions de t, Union européenne, en 2023 : 3,166 millions de t.

en milliers de t

Chine	7 680		Pays Bas, en 2023	1 551
États-Unis	4 210		Taipei chinois	2 111
Corée du Sud	3 117		Japon	2 008

En 2014, la production de l’Allemagne était de de 709 447 t.

En 2018, les capacités mondiales de production sont de 36,7 millions de t/an. Les capacités de production de l’Amérique du Nord sont de 5,925 millions de t/an, celles de l’Europe de 6,2 millions de t/an, celles de la Chine de 9,9 millions de t/an, celles de la Corée du Sud de 3 millions de t/an, celles de Taipei chinois de 2,030 millions de t/an, celles du Japon de 1,949 million de t/an, celles de Singapour de 1,570 million de t/an.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total mondial de 8,450 millions de t.

en milliers de t

États-Unis	1 687		Belgique	406
Arabie Saoudite	1 422		Canada	402
Pays Bas	1 254		Chine	366
Singapour	600		Japon	340
Koweït	494		Espagne	336

Source : ITC

Les exportations des États-Unis sont destinée à 36 % au Mexique, 23 % aux Pays Bas, 14 % au Brésil, 7 % à la Colombie.

Principaux pays importateurs sur un total mondial de 8,282 millions de t, en 2022.

en milliers de t

Inde	1 070		Turquie	619
Chine	790		Allemagne	537
Corée du Sud	775		États-Unis	403
Belgique	764		Mexique	346
Pays Bas	670		Brésil	216

Source : ITC

Les importations indiennes proviennent à 32 % du Koweït, 29 % de Singapour, 23 % d’Arabie Saoudite, 11 % de Corée du Sud.

• Les unités de production de Ineos Styrolution sont situées aux États-Unis, au Texas, à Bayport (Pasadena) avec 779 000 t/an de styrène et 870 000 t/an d’éthylbenzène et Texas City avec 450 000 t/an de styrène, en Belgique, à Anvers avec 500 000 t/an de styrène et au Canada, dans l’Ontario, à Sarnia avec 455 000 t/an de styrène.
• Les capacités de production de LyondellBasell sont situées sur 3 sites dans des joints venture. Avec Mubadala Investment (Abu Dhabi) et BASF à Channelview, au Texas, États-Unis, avec 740 000 t/an en propre, Covestro (ex-Bayer) 50/50 à Maasvlakte, près de Rotterdam, aux Pays-Bas avec 340 000 t/an en propre et avec 27 % d’une joint venture avec ZRCC (Sinopec) à Ningbo, en Chine avec 350 000 t/an en propre. Une nouvelle unité de production, prévue pour 2022, est en construction à Ningbo dans le cadre d’une joint venture 50/50 avec Sinopec avec une capacité de production de 300 000 t/an d’oxyde de propylène et 600 000 t/an de styrène.
  LyondellBasell présente la particularité de coproduire du styrène avec l’oxyde de propylène.
• TotalEnergies produit du styrène, en France, à Gonfreville (76), avec 680 000 t/an, en Corée du Sud à Daesan, en association 50/50 avec Hanwha avec 503 000 t/an en propre, aux États-Unis, à Carville, en Louisiane, en joint venture 50/50 avec Sabic, avec 595 000 t/an en propre.
• Shell, produit du styrène, à Scotford, dans l’Alberta, au Canada, avec 475 000 t/an, à Singapour avec 1,069 million de t/an, en joint venture 50/50 avec BASF dans Ellba, à Moerdijk, aux Pays Bas avec 815 000 t/an en propre et en joint venture 50/50 avec CNOOC, à Huizhou, province de Guangdong, en Chine avec 650 000 t/an en propre.
• Trinseo (ex-Dow Chemical) produit du styrène en Europe, en Allemagne à Boehlen, avec 300 000 t/an et aux Pays Bas, à Terneuzen, avec 500 000 t/an et aux États-Unis au travers d’une joint-venture 50/50, Americas Styrenics LLC, avec Chevron Phillips Chemicals qui exploite une usine à St James, en Louisiane, d’une capacité totale de 950 000 t/an de styrène.

Situation française

Production : les capacités de TotalEnergies, à Gonfreville (76) sont de 680 000 t/an de styrène.

Exportations : en 2024

• Éthylbenzène : 23 835 t vers les Pays Bas à 87 %, la Belgique à 12 %.
• Styrène : 229 417 t vers les Pays Bas à 26 %, la Finlande à 26 %, l’Allemagne à 22 %, la Belgique à 21 %, la Turquie à 2 %.

Importations : en 2024.

• Éthylbenzène : 24 t à 92 % de Belgique, 8 % des États-Unis.
• Styrène : 194 133 t des Pays Bas à 65 %, de Belgique à 23 %, d’Allemagne à 4 %, des États-Unis à 4 %.

Utilisations

Consommation d’éthylbenzène : 32,1 millions de t, en 2019.

Consommation de styrène : en 2019, dans le monde, elle a été de 31 millions de t. En 2018, la consommation chinoise a été de 10,869 millions de t, en 2018, celle de la Corée du Sud de 2,534 millions de t, celle de Taipei chinois de 1,880 million de t, celle du Japon de 1,481 million de t, celle d’Inde de 885 000 t totalement importées. En 2017, la consommation des États-Unis a été de 3,3 millions de t.

Répartition de la consommation de styrène, en 2019.

Chine	34 %	Europe	16 %
Autres pays d’Asie	29 %	Amériques	16 %

Source : IHS Markit

Secteurs d’utilisation de l’éthylbenzène

En 2019, il est utilisé à plus de 98 % pour produire du styrène. Moins de 2 % de la production est utilisée principalement comme solvant de peintures mais aussi dans la production diéthylbenzène, acétophénone, éthylanthraquinone.

Secteurs d’utilisation du styrène

En 2019, dans la monde (source : IHS Markit)

Polystyrène cristal et choc	34 %		Résines de polyesters insaturés	6 %
Polystyrène expansé	22 %		Copolymères styrène-butadiène	5 %
Résines ABS et SAN	18 %		Caoutchoucs SBR	4 %

Bibliographie

Archives

Ethylbenzène, styrène 2023

Ethylbenzène, styrène 2022

Ethylbenzène, styrène 2019

Ethylbenzène, styrène 2016

Ethylbenzène, styrène 2012

Ethylbenzène, styrène 2007

Ethylbenzène, styrène 1994

 

 

Données physico-chimiques

Cumène

Données atomiques

Données physiques

Phénol

Données atomiques

Données physiques

 

Acétone

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

Le cumène (ou isopropylbenzène) est un dérivé du benzène. C’est un intermédiaire qui sert presque exclusivement (à 98 %) à fabriquer du phénol et de l’acétone. Possédant un indice d’octane élevé, il peut être employé comme adjuvant au carburant pour l’aviation afin de remplacer le benzène. Il peut également servir comme diluant de peintures.

Le phénol (ou hydroxybenzène) et l’acétone (2-propanone ou diméthyl cétone) sont des composés de grande importance. Bien que le phénol puisse être extrait des goudrons ou des eaux résiduaires des unités de craquage, ils sont produits en majeure partie par synthèse et le procédé utilisant le cumène comme intermédiaire est utilisé à plus de 98 %. Il fût découvert en 1944 par Hock et Lang et il est exploité depuis les années 50. Le procédé au cumène représente 90,6 % des capacités de production de l’acétone, la déshydrogénation de l’isopropanol, 1,2 %, d’autres procédés comptant pour 8,2 %.

Fabrication industrielle

Synthèse du cumène :

Le procédé UOP (Union Oil Products) est le plus utilisé pour synthétiser le cumène à partir du benzène et du propylène (ou propène). La réaction de synthèse est représentée ci-dessous :

Les conditions opératoires sont les suivantes : 34 bar de pression et une température de 190°C à l’entrée du réacteur (la réaction étant exothermique (Δ_rH° = – 113 kJ/mol) le mélange sort à 250°C). La réaction a lieu en phase liquide en présence, principalement, de zéolithe comme catalyseur. On sépare le cumène des sous-produits par distillation. Parmi les sous-produits, les diisopropylbenzènes (C₃H₇-C₆H₄-C₃H₇), le nonène (C₉H₁₈) et l’hexène (C₆H₁₂) sont séparés pour être valorisés, le propane et les produits lourds sont incinérés. Le rendement est de 90 % par rapport au propène et de 97 % par rapport au benzène.
Les zéolithes représentent, en 2013, environ 80 % des catalyseurs employés, l’acide phosphorique 15 % et le chlorure d’aluminium 5 %.
La synthèse du cumène représente 20 % de la consommation du benzène et 4 % de celle du propylène.

Synthèse du phénol et de l’acétone :

On ne décrira que le procédé au cumène pour lequel 1 tonne de cumène donne au plus 0,78 tonne de phénol. Cette synthèse, dont le rendement est de 90 %, a lieu en deux étapes indépendantes :

La première consiste à oxyder le cumène par de l’air, à une température comprise entre 90°C et 130°C, sous une pression de 5 à 10 bar en phase liquide et à un pH d’environ 9,5 pour éviter que la réaction de cission ait lieu dans le même réacteur. La réaction est exothermique (Δ_rH° = – 117 kJ/mol). Elle aboutit à la formation d’hydroperoxyde de cumyle :

Par distillation et entraînement à la vapeur, on obtient l’hydroperoxyde de cumyle à 80 %. Le taux de conversion est de 40 %.

La seconde est la cission de l’hydroperoxyde de cumyle en phénol et acétone suivant la réaction exothermique (Δ_rH° = – 252 kJ/mol) suivante :

Cette réaction a lieu à 50°C en présence d’acide sulfurique (0,1 à 2 %), puis le mélange est ensuite neutralisé par du phénolate de sodium et distillé (procédé Phenol Chemie). On peut également travailler à 60°C sous pression en présence d’acide sulfurique en solution dans le phénol (procédé Rhône-Poulenc) ou dans l’acétone (procédé Hercule). On obtient des sous-produits valorisables, en particulier de l’acétophénone et de l’alpha-méthylstyrène ; dus à des réactions secondaires, mais surtout 0,6 tonne d’acétone par tonne de phénol.

Bilan matière :

0,872 t de benzène et 0,470 t de propylène donnent 1,310 t de cumène qui donne à son tour 1 t de phénol et 0,612 t d’acétone.

Productions

Cumène : les capacités mondiales de production, en 2018, sont de 17,59 millions de t/an.

En 2015, la capacité de l’Europe de l’Ouest y compris Norvège et Turquie est de 3,580 millions de t/an.

En 2023, la production de l’Union européenne est de 1,398 million de t dont 743 407 t en Allemagne, en 2022.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total de 1,166 million de t, en 2022.

en milliers de t

Singapour	298		Allemagne	37
Japon	258		États-Unis	23
Corée du Sud	57		Arabie Saoudite, en 2022	20

Source : ITC

Les exportations de Singapour sont destinées à 76 % à la Chine, 21 % à la Malaisie.

Principaux pays importateurs sur un total de 1,682 million de t, en 2021.

en milliers de t

Chine	490		Pays Bas	22
États-Unis	47		Italie	14
Allemagne	37		Corée du Sud	10

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent à 53 % de Singapour, 39 % du Japon, 8 % de Corée du Sud.

Phénol : les capacités mondiales de production, en 2018, sont de 13,850 millions de t/an.

En 2016, la capacité de production chinoise est de 2,51 millions de t/an, en 2018, la capacité de production de la Corée du Sud est de 1,28 million de t/an, celle de Taipei chinois de 1,08 million de t/an, celle de la Thaïlande de 470 000 t/an.

En 2015, la production mondiale a été de 11,4 millions de t.

En 2023, la production de l’Union européenne est de 1,506 million de t dont 620 025 t en Allemagne, en 2022, 250 084 t en Espagne, 53 583 t en Pologne, en 2022. En 2018, la production de la Corée du Sud est de 1,338 million de t, celle de Taipei chinois de 1,034 million de t, celle du Japon de 587 400 t, celle de la Thaïlande de 552 000 t.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total de 2,387 millions de t en 2021.

en milliers de t

Arabie Saoudite, en 2022	282		Singapour	132
Belgique	243		Finlande	130
Thaïlande	178		Taipei chinois	105
États-Unis	174		Corée du Sud	65

Source ITC

Les exportations belges sont destinées à 48 % aux Pays Bas, 26 % à l’Allemagne, 6 % à la Pologne.

Principaux pays importateurs.

en milliers de t

Belgique	387		Allemagne	133
Chine	367		Pologne	86
Pays Bas	248		Corée du Sud	72
Inde	240		Canada	60

Source ITC

Les importations belges proviennent à 40 % d’Allemagne, 35 % d’Espagne, 17 % de Finlande, 6 % d’Arabie Saoudite.

Acétone : les capacités mondiales de production, en 2018, sont de 9,0 millions de t/an. Répartition, en 2017 :

Asie-Pacifique	46 %		Amérique du Nord	21 %
Europe	26 %

Source : BerOe

En 2016, la capacité de production chinoise est de 1,52 million de t/an.

En 2015, la production mondiale a été de 7,8 millions de t.

En 2023, la production de l’Union européenne est de 939 669 t dont 433 501 t en Allemagne, en 2019, 154 296 t en Espagne, 46 609 t en Italie, 28 029 t en Pologne, en 2022.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs sur un total de 1,561 million de t.

en milliers de t

Arabie Saoudite	211		Singapour	133
Allemagne	186		Belgique	126
Taipei chinois	161		Pays Bas	124
Thaïlande	154		Corée du Sud	109

Source : ITC

Les exportations d’Arabie Saoudite, en 2022, sont destinées à 82 % à la Chine, 6 % à la Belgique, 5 % à la Turquie.

Principaux pays importateurs sur un total mondial de 2,057 millions de t, en 2022.

en milliers de t

Chine	421		Allemagne	98
Belgique	196		Mexique	61
Pays Bas	163		États-Unis	57
Inde	111		Suisse	56

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent à 34 % d’Arabie Saoudite, 27 % de Thaïlande, 20 % de Taipei chinois, 14 % de Corée du Sud.

Principaux producteurs : d’après leurs capacités annuelles de production de phénol, en 2018.

en milliers de t/an

Ineos Phenol (Royaume Uni)	1 870		LG Chem (Corée du Sud)	600
Mitsui (Japon)	815		Sinopec (Chine)	550
CEPSA (Espagne)	790		Kumho P&B (Corée du Sud)	550
FCFC (Taipei chinois)	700		AdvanSix (États-Unis)	500
Sabic (Arabie Saoudite)	640		PTT (Thaïlande)	470
Chang Chun Plastics (Taipei chinois)	600		Shell (États-Unis)	360

Sources : rapports des sociétés et Nexant

• La société Ineos (Royaume Uni) a fait l’acquisition de Phenol Chemie (groupe Degussa) en 2001 pour devenir Ineos Phenol, premier producteur mondial de phénol et d’acétone. Par ailleurs, a acquis, en octobre 2015, la branche aromatiques de Axiall avec une capacité de production de 907 000 t/an de cumène à Pasadena, au Texas. Ineos Phenol possède 5 sites de production : Mobile (Alabama, États-Unis) avec 540 000 t/an de phénol et 280 000 t/an d’acétone, Pasadena (Texas, États-Unis) avec 907 000 t/an de cumène, Gladbeck (Allemagne) avec 650 000 t/an de phénol et 400 000 t/an d’acétone, Marl (Allemagne) avec 260 000 t/an de cumène et Anvers (Belgique) avec 680 000 t/an de phénol et 480 000 t/an d’acétone. La capacité totale de production de cumène est de 1,167 million de t/an et celle d’acétone de 1,160 million de t/an. La capacité de production à Mobile doit être portée à 850 000 t/an de phénol et celle de Marl à 750 000 t/an de cumène pour 2021.
• Mitsui (Japon), possède deux usines au Japon, une dans la province d’Osaka avec 200 000 t/an de phénol et 120 000 t/an d’acétone et une dans la province de Chiba avec 190 000 t/an de phénol et 114 000 t/an d’acétone, une usine à Singapour, avec 300 000 t/an de phénol et 180 000 t/an d’acétone et une usine, en Chine, à Shanghai, en joint venture avec Sinopec, d’une capacité de 250 000 t/an de phénol et 150 000 t/an d’acétone. La capacité totale de production de cumène est de 1,18 million de t/an.
• CEPSA, détenu par le groupe d’Abu Dhabi Mubadala Invesment Company, possède à Palos de la Frontera, dans la province de Huelva, en Espagne, des capacités de production de 1 million de t/an de cumène, 600 000 t/an de phénol et 370 000 t/an d’acétone. A Shanghai, en Chine, possède à 75 % avec 25 % à Sumitomo, des capacités de production de 360 000 t/an de cumène, 250 000 t/an de phénol et 150 000 t/an d’acétone.
• FCFC (Formosa Chemicals & Fibre Corp., Taipei chinois), exploite, à Taipei chinois, une usine à Mailiao, avec des capacités de 540 000 t/an de cumène, 400 000 t/an de phénol et 246 000 t/an d’acétone et à Ningbo, en Chine, une capacité de production de 450 000 t/an de cumène, 300 000 t/an de phénol et 180 000 t/an d’acétone.
• Sabic exploite, aux États-Unis, une usine à Mount Vernon dans l’Indiana, avec 350 000 t/an de phénol et 208 000 t/an d’acétone, une usine à Jubail, en Arabie Saoudite, avec 290 000 t/an de cumène, 220 000 t/an de phénol et 135 000 t/an d’acétone, une usine, en joint venture 50/50 avec Sinopec, à Binhai, province de Tianjin, en Chine, avec 220 000 t/an de phénol et 130 000 t/an d’acétone.
• LG Chem produit, Corée du Sud, à Yeosu et Daesan, 805 000 t/an de cumène, 600 000 t/an de phénol et 355 000 t/an d’acétone.
• Sinopec, produit, en Chine au travers de diverses joint-ventures avec Mitsui, à Shanghai, avec CEPSA, à Shanghai, avec Sabic à Binhai, province de Tianjin, avec FCFC à Ningbo ainsi qu’en propre, à Caojing avec 135 000 t/an de phénol et 85 000 t/an d’acétone.
• Kumho P&B, joint venture entre Kumho Petrochemical à 78,2 % et Nippon Steel Chemical, possède une capacité de production, à Yeosu, en Corée du Sud, de 900 000 t/an de cumène, 680 000 t/an de phénol et 420 000 t/an d’acétone.
• AdvanSix société issue de Honeywell, exploite, aux États-Unis, une usine à Frankford, en Pennsylvanie, avec une capacité de production de 500 000 t/an de phénol et 308 000 t/an d’acétone. Le phénol produit est destiné, à 80 %, à produire du caprolactame.
• PTT produit en Thaïlande 492 000 t/an de phénol et 304 000 t/an d’acétone.
• Altivia (Etats-Unis), a acquis, en novembre 2015, aux États-Unis, l’usine de Haverhill, dans l’Ohio, à la société Haverhill Chemicals, avec une capacité de production de 300 000 t/an de phénol et 173 000 t/an d’acétone.
• Shell qui exploitait une usine, aux États-Unis, à Deer Park, au Texas, avec une capacité de production de 725 000 t/an de cumène, de 600 000 t/an de phénol et 366 000 t/an d’acétone a fermé, en 2018, l’une de ses 3 lignes de production soit une capacité de 240 000 t/an.
• Versalis (ENI, Italie), produit du cumène à Priolo, en Italie, avec 320 000 t/an et de l’acétone et du phénol, à Mantoue, avec 300 000 t/an de phénol et 185 000 t/an d’acétone.
• Olin a acquis, en octobre 2015, les activités de Dow Chemical dans la chlorochimie et les résines époxy avec aux Pays Bas, à Terneuzen, une usine de production de cumène de 700 000 t/an et aux États-Unis, une usine à Freeport, au Texas, de 295 000 t/an de phénol et 180 000 t/an d’acétone.

Situation française

Seqens (ex Novacap) a repris les activités du groupe Rhodia dans ce domaine et est le seul producteur français dans son usine de Roussillon (38) avec une capacité de production de 260 000 t/an de cumène, 185 000 t/an de phénol et 114 000 t/an d’acétone.

Cumène : en 2024.

• Exportations : confidentielles.
• Importations : 1 249 t à 75 % d’Allemagne, 25 % d’Autriche.

Phénol : en 2024.

• Exportations : confidentielles.
• Importations : 18 321 t à 55 % d’Espagne, 23 % d’Allemagne, 8 % de Finlande, 4 % d’Arabie Saoudite.

Acétone : en 2024.

• Exportations : 19 907 t à 34 % vers l’Italie, 24 % l’Allemagne, 18 % la Suisse, 13 % l’Espagne, 4 % la Belgique.
• Importations : 37 504 t à 33 % d’Espagne, 20 % de Belgique, 11 % d’Allemagne, 9 % de Singapour, 9 % des Pays Bas.

Utilisations

Consommations

Cumène : 15,4 millions de t, en 2019, dans le monde. Répartition :

Asie du Nord-Est (Chine, Japon, Taipei chinois et Corée du Sud)	46 %		Europe	19 %
Amérique du Nord	19 %

Source : IHS Markit

Phénol : 11 millions de t, en 2019, dans le monde. Répartition :

en milliers de t

Chine	24 %		Europe	20 %
Autres pays d’Asie	33 %		Moyen Orient	2 %
Amériques	21 %

Source : IHS Markit

En 2014, la consommation chinoise est de 1,573 million de t.

Acétone : 7 millions de t, en 2020, dans le monde. Répartition, en 2015 :

Chine	23 %		Europe de l’Ouest	20 %
États-Unis	21 %

Source : IHS Markit

Secteurs d’utilisation

Cumène : à 98 % pour produire du phénol et de l’acétone.

Phénol : dans le monde, en 2015.

Bisphénol A	49 %		Caprolactame	7 %
Résines phénoliques	30 %		Acide adipique	2 %
Alkyl phénol	8 %

Source : ICIS

Le bisphénol A est produit par réaction entre deux moles de phénol et une mole d’acétone.

Il est utilisé comme monomère pour obtenir le polycarbonate et comme agent durcisseur des résines époxydes utilisées comme revêtements de boîtes de conserve, de canettes… Depuis le 1^er janvier 2015, cet usage comme revêtement de boîtes est suspendu en France. La consommation de polycarbonate, en 2018, est de 4,4 millions de t, celle de résines époxydes de 2,6 millions de t.

Les résines phénoliques sont élaborées par réaction entre le phénol et le formaldéhyde. Elles sont utilisées, par exemple, dans la fabrication du contre-plaqué. La Bakélite est une résine phénolique qui fut la première résine synthétique commercialisée.

Le caprolactame ((CH₂)₅C(O)NH) est un intermédiaire de la synthèse du nylon 6. Il est obtenu à partir de la cyclohexanone ((CH₂)₅CO) provenant elle-même, en partie, de l’hydrogénation partielle du phénol :

C₆H₅OH + 2 H₂ = (CH₂)₅CO

L’utilisation en chimie fine regroupe de nombreux produits, qui ne sont pas synthétisés en grande quantité, mais sont d’une grande importance : acide salicylique pour la synthèse de l’aspirine, acétylparaaminophénol pour le paracétamol, chlorophénols pour les herbicides, hydroquinone et ses dérivés pour l’alimentation.

Acétone : dans le monde, en 2019.

Secteurs d’utilisation de l’acétone

En 2019, dans le monde (Source : Merchant Research & Consulting)

Solvant	33 %	Méthylisobutylcétone	7 %
Bisphénol A	28 %	Isopropanol	6 %
Méthacrylate de méthyle	25 %	Autres	1 %

Source : Merchant Research & Consulting

Le méthacrylate de méthyle (MMA, CH₂=C(CH₃)CO₂CH₃) est le monomère du polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Il est obtenu à partir d’acétone et de cyanure d’hydrogène en passant par la cyanohydrine d’acétone.

La méthylisobutylcétone (MIBK) est principalement utilisée dans la dilution des résines époxydes, vinyliques et acryliques.

L’alcool isopropylique (ou isopropanol) peut être préparé à partir d’acétone, le procédé classique étant à partir du propylène. Novapex a ainsi construit, en France, une unité de production à Roussillon (38), à partir d’acétone, d’une capacité de 40 000 t/an, selon un procédé développé par Mitsui.

Toxicité

Phénol :

Le phénol est rapidement absorbé lors de son introduction dans l’organisme. L’absorption est estimée à 70 à 80 % en 6 heures pour une exposition à des vapeurs de phénol à des concentrations comprises entre 1,6 à 5,2  ppm. Le phénol est ensuite rapidement distribué dans tous les tissus, les organes cibles sont le cerveau et les reins.
Les effets locaux rapportés sont des érythèmes ou des dépigmentations cutanées et, dans les cas les plus sévères, des corrosions pouvant même atteindre le stade de nécrose.
Le phénol est classé par l’Union Européenne comme mutagène catégorie 3 : substance préoccupante pour l’homme en raison d’effets mutagènes.
En France, le ministère du travail a fixé à 5 ppm, soit 19 mg/m³, la valeur limite moyenne d’exposition (VME).

Bisphénol A :

Le bisphénol A est un perturbateur endocrinien qui a des effets sur la reproduction, le métabolisme et des pathologies cardiovasculaires. Il est classé reprotoxique de catégorie 3. Ces effets sont avérés sur l’animal et suspectés chez l’homme. Sa principale voie d’introduction dans l’organisme est la voie alimentaire, à partir d’aliments contenus dans des matériaux en polycarbonate ou revêtus de résines époxydes. Ces effets pourraient être observés même à de faibles niveaux d’exposition, au cours des phases sensibles du développement de l’individu (femmes enceintes, nourrissons, jeunes enfants).
Pour cette raison, il est interdit dans les biberons, en France, depuis le 23 juin 2010.
En France, la loi du 24 décembre 2012, a suspendu, a compter du 1^er janvier 2013, l’utilisation du bisphénol A dans tous les conditionnements, contenants et ustensiles destinés à entrer en contact direct avec des denrées alimentaires pour les nourrissons et enfants en bas âge.
Cette suspension a pris effet le 1^er janvier 2015 pour tout autre conditionnement, contenant ou ustensile comportant du bisphénol A et destiné à entrer en contact direct avec des denrées alimentaires.

Bibliographie

Archives

Cumène, phénol, acétone 2023

Cumène, phénol, acétone 2022

Cumène, phénol, acétone 2019

Cumène, phénol, acétone 2014

Cumène, phénol, acétone 2012

Cumène, phénol, acétone 2005

Cumène, phénol, acétone 1994

Cumène, phénol, acétone 1992

 

 

Données physico-chimiques

Benzène

Données atomiques

Données physiques

Toluène

Données atomiques

Données physiques

 

Paraxylène

Données atomiques

Données physiques

Données industrielles

Hydrocarbures aromatiques :

Le benzène, le toluène et les xylènes, en abréviation BTX, sont de précieux intermédiaires de première génération. Ils font tous partie des hydrocarbures aromatiques, dont les plus importants en chimie organique industrielle sont le benzène, le toluène, l’éthylbenzène, le styrène, l’orthoxylène, le métaxylène et le paraxylène.

Pour l’éthylbenzène et le styrène, voir le chapitre consacré à ces produits.

Obtention

Le pétrole contient des composés aromatiques, qui se retrouvent essentiellement, après distillation, dans le naphta (dont ils représentent jusqu’à 20 % de la masse). Une simple séparation de ces composés ne suffit pas aux besoins du marché, il faut en synthétiser à partir des autres hydrocarbures. Pour cela on effectue soit un reformage catalytique du naphta, soit un vapocraquage des coupes plus lourdes (gazoles). Certains composés aromatiques moins utilisés (toluène ou métaxylène) peuvent être convertis en benzène, paraxylène ou orthoxylène.

Par ailleurs, lors de la pyrolyse de la houille afin de fabriquer le coke destiné essentiellement à la sidérurgie, il y a formation de goudrons qui par distillation donnent du benzol, mélange de benzène, toluène et xylènes. Le benzol forme la fraction la plus légère des goudrons. Une tonne de charbon peut donner environ 11 kg de benzol.

Reformage catalytique : cette opération consiste, dans des raffineries, à synthétiser des composés aromatiques par :

• Déshydrogénation des cyclohexanes :

• Déshydrocyclisation des alcanes :

• Déshydroisomérisation des cyclopentanes :

On utilise comme charge du naphta qui contient en général des molécules ayant 5 à 10 atomes de carbone dont 10 à 70 % de cycloalcanes, jusqu’à 60 % d’alcanes et moins de 20 % d’aromatiques. La réaction est catalysée par un composé multifonctionnel accélérant la déshydrogénation, la cyclisation et l’isomérisation. On utilise pour cela un catalyseur à base de platine (0,2 à 0,8 % de la masse) sur un support d’alumine activée par des chlorures ou des fluorures et contenant éventuellement un second métal (Rh, Ir, Ag, Au, Ge…). Ce catalyseur sensible aux poisons métalliques (plomb, mercure), aux composés soufrés et à l’eau, impose un prétraitement de la charge. On obtient un produit riche en aromatiques (de 35 à 70 % en masse suivant le procédé et la charge) et du dihydrogène.

Vapocraquage : voir le chapitre « vapocraquage des hydrocarbures« . Pour obtenir une plus grande proportion de composés aromatiques, il est préférable de partir de charges moyennes ou lourdes (naphta ou gazole) qui contiennent déjà des hydrocarbures à 6, 7 ou 8 atomes de carbone. Le développement de la production de gaz de schiste aux États-Unis s’est traduit par une utilisation plus importante d’éthane au détriment du naphta pour alimenter les vapocraqueurs de production d’éthylène. Le gaz de schiste contient, en moyenne 75 % de méthane, 16 % d’éthane, 5 % de propane et 1 % de butane, pentane, hexane… L’emploi d’éthane dans un vapocraqueur donne, en moyenne, 0,9 % de benzène et 0,1 % de toluène, alors qu’une charge de naphta produit, en moyenne, 6,7 % de benzène et 3,4 % de toluène. En conséquence, aux États-Unis, la production de benzène, toluène et xylènes issue des vapocraqueurs a fortement diminué.

Séparation des aromatiques : elle suit le reformage catalytique, le vapocraquage ou l’obtention du benzol et a pour but de séparer les aromatiques du mélange, puis d’isoler chaque composé aromatique.

La première étape a lieu par extraction liquide-liquide grâce à un solvant suffisamment polaire pour que les alcanes ne soient pas solubles et qui permet de solubiliser les aromatiques. On utilise les solvants suivants : diéthylèneglycol, dioxyde de tétrathiofène, N-méthylpyrrolidone, diméthylsulfoxyde, N-formylmorpholine…

Ensuite une distillation permet de séparer le benzène (t_eb = 80,1°C), le toluène (t_eb = 110,6°C), une coupe aromatique contenant des produits ayant au moins 9 atomes de carbone (C9+) et une coupe aromatique à huit atomes de carbones (C8) qui contient de l’éthylbenzène et les trois xylènes. Une distillation à superfractionnements permet de séparer l’orthoxylène (t_eb = 144,4°C) et l’éthylbenzène (t_eb = 136,2°C) du mélange, alors que le paraxylène (t_eb = 138,3°C) et le métaxylène (t_eb = 139,1°C) ne sont pas séparés lors de cette distillation. Il faut opérer par cristallisation, l’isomère para (t_fus = 13,3°C) cristallise avant l’isomère méta (t_fus = – 47,9°C) avec un rendement de 63 % ou par adsorption sur zéolithes avec un rendement supérieur à 90 %.

Isomérisation des aromatiques à huit atomes de carbone : lors du reformage, les isomères ortho, méta et para du xylène et l’éthylbenzène sont obtenus dans les proportions thermodynamiques qui sont à 400°C : métaxylène : 47,5 %, paraxylène : 23 %, orthoxylène : 22,5 %, éthylbenzène : 7 %.

Malheureusement, le métaxylène majoritaire est moins utile : il peut servir de solvant, mais n’est pas un intermédiaire en chimie organique industrielle. Il est donc intéressant de l’isomériser après l’avoir séparé de ses isomères. Cette réaction est possible, à des températures inférieures à 150°C avec des catalyseurs de Friedel et Craft, à partir de 250°C avec des zéolithes ou à partir de 380°C avec des aluminosilicates amorphes ou des alumines halogénées. Deux types de procédés existent :

• en phase vapeur entre 400°C et 500°C, à basse pression entre 1 et 2 bar,
• en phase liquide à des températures inférieures à 345°C grâce à l’un des deux premiers types de catalyseurs décrits.

Pour l’éthylbenzène, le cas est différent puisqu’il peut être transformé en styrène (voir le chapitre éthylbenzène, styrène). Sa récupération dans les huiles de reformage n’est cependant pas toujours rentable ; on peut alors l’isomériser en xylène. Cette réaction, plus difficile que la précédente, demande un catalyseur bifonctionnel acide de Lewis / hydrogénation. On utilise généralement du platine (0,35 à 0,6 % de la masse) dispersé sur un matériau acide (aluminosilicate ou alumine halogénée). Des catalyseurs plus récents sont à base de zéolithes.

Conversion du toluène : le toluène, moins intéressant que le benzène, l’ortho ou le paraxylène, peut être transformé de deux façons différentes :

• L’hydrodésalkylation le transforme en benzène et en méthane, à 650°C, sous une pression de 50 à 60 bar, en présence de dihydrogène.
• La disproportion est une réaction catalytique de dismutation du toluène en benzène et xylènes. Elle a lieu en phase vapeur (500°C, 2 bar ou 450°C, 30 à 40 bar en présence de dihydrogène) ou en phase liquide (300°C, 45 bar, catalyseur zéolithe).

Parts des différents procédés :

Benzène : en 2017, dans le monde, il est obtenu à 37 % par vapocraquage, 33 % par reformage catalytique, 20 % par disproportion ou hydrodésalkylation du toluène et 10 % à partir du charbon. En Europe de l’ouest (UE à 15 + Norvège), en 2018, le vapocraquage compte pour 56 %, le reformage pour 30 % et la conversion du toluène et le charbon pour 14 %.

Toluène : il est obtenu, à 77 % par reformage catalytique.

Xylènes : ils sont obtenus à 87 % par reformage catalytique et à 7 % par disproportion du toluène.

Productions

Benzène : productions, en 2018. Monde, en 2016 : 44,900 millions de t, Union Européenne, en 2023 : 4,646 millions de t.

En 2017, les capacités mondiales de production sont de 61 millions de t/an. En 2018, la capacité de production chinoise est de 21 millions de t/an, à 62,8 % à partir de pétrole, 37,2 % de charbon.

Productions, dans l’Union européenne, en 2023, sur un total de 4,646 millions de t.

en tonnes

Allemagne, en 2022	1 422 518		Pologne, en 2021	193 176
Pays Bas	919 973		Slovaquie	45 532
France	299 778		Portugal, en 2020	38 572
Belgique	519 838		Roumanie, en 2021	31 278
Hongrie	219 437		Croatie	16 384

Les productions d’Italie (où les capacités de production de Versalis à Priolo sont de 360 000 t/an), Espagne (où les capacités de production de Repsol sont de 290 000 t/an, à Tarragone et Puertollano et celles de Cepsa , filiale de Mubadala Investment d’Abu Dhabi, de 645 000 t/an à Palos de la Frontera et Gibraltar-San Roque), Finlande (où les capacités de production de Borealis, à Porvoo, sont de 150 000 t/an) et République tchèque sont confidentielles.

Au Royaume Uni, les capacités de production de Sabic, à Teesside, sont de 500 000 t/an, celles d’Ineos, à Grangemouth de 290 000 t/an, celles de Essar, à Stanlow, de 240 000 t/an, celles de ConocoPhillips, à Immingham, de 200 000 t/an.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs :

en milliers de t

Corée du Sud	2 920		Brunei	451
inde	1 456		Allemagne	436
Pays Bas	906		Royaume Uni	342
Japon	609		Malaisie	340
Thaïlande	496		Belgique	289

Source : ITC

Les exportations de la Corée du Sud sont destinées à 53 % à la Chine, 32 % aux États-Unis, 15 % à Taipei chinois.

Principaux pays importateurs :

en milliers de t

Chine	3 364		Pays Bas	372
États-Unis	1 599		Allemagne	366
Arabie Saoudite	900		France	228
Taipei chinois	825		Italie	191
Belgique	656		Singapour	144

Source : ITC

Les importations chinoises proviennent à 46 % de Corée du Sud, 13 % de Brunei, 12 % de Thaïlande, 7 % du Japon.

Toluène :

En 2018, la capacité mondiale de production est de 30 millions de t/an.

En 2015, la production chinoise est de 6,626 millions de t, en 2018, celle des États-Unis, de 2,785 millions de t, celle du Japon est de 2,069 millions de t, celle de la Corée du Sud de 1,626 million de t, celle de la Thaïlande de 1,040 million de t, celle de Taipei chinois de 320 000 t, celle de l’Inde, en 2020-21, de 120 000 t.

Les productions des autres principaux pays de l’Union européenne sont confidentielles.

Commerce international : en 2023.

Principaux pays exportateurs :

en milliers de t

Corée du Sud	819		Thaïlande	163
Chine	508		Belgique	145
Japon	375		États-Unis	122
Taipei chinois	294		Singapour	73
Allemagne	185		Israël	66

Source : ITC

Les exportations coréennes sont destinées à 38 % à l’Inde, 30 % aux États-Unis, 11 % à Singapour, 5 % à la Chine.

Principaux pays importateurs :

en milliers de tonnes

États-Unis	597		Belgique	103
Inde	574		Pays Bas	87
Corée du Sud	425		Turquie	86
Singapour	236		Mexique	60
Indonésie	122		Taipei chinois	56

Source : ITC

Les importations des États-Unis proviennent à 56 % de Corée du Sud, 26 % de Taipei chinois, 8 % du Brésil.

Orthoxylène : la production, en 2023, de l’Union Européenne est de 159 443 t, dont 139 852 t, en 2019, en Allemagne.

Principaux producteurs mondiaux :

• ExxonMobil produit des BTX aux États-Unis, au Texas, à Baytown et Beaumont et en Louisiane, à Baton Rouge, aux Pays-Bas, à Botlek, en Belgique, à Anvers, à Singapour, en Chine, à Fujian, avec une participation de 25 %, en Thaïlande, à Sriracha, avec une participation de 66 %.
  Les capacités de production de benzène sont de 580 000 t/an à Bayton, 330 000 t/an à Baton Rouge, 825 000 t/an à Botlek, 1,3 million de t/an à Singapour.
  Les capacités de production de toluène sont de 822 000 t/an à Singapour.
  Les capacités de production d’orthoxylène sont de 130 000 t/an à Botlek et de 406 000 t/an à Singapour.
  Les capacités de production de paraxylène sont, au total de 4,1 millions de t/an avec 600 000 t/an à Bayton, 300 000 t/an à Beaumont, 700 000 t/an à Botlek, 1,8 million de t/an à Singapour, 200 000 t/an à Fujian, 500 000 t/an à Sriracha. En 2021, la production de paraxylène a été de 2,336 millions de t.
  En 2017, a pris le contrôle du complexe pétrochimique de Jurong à Singapour, avec une capacité de production de 400 000 t/an de benzène, 200 000 t/an de toluène et 800 000 t/an de paraxylène.
• Shell produit des BTX, aux États-Unis, à Deer Park, au Texas, au Canada, à Scotford, dans l’Alberta et Sarnia, dans l’Ontario, aux Pays Bas, à Moerdijk avec 500 000 t/an de benzène, en Allemagne, à Godorf avec 510 000 t/an de benzène, 130 000 t/an de toluène, 280 000 t/an de xylènes, à Singapour avec 230 000 t/an de benzène et 60 000 t/an de xylènes, à Nanhai, en Chine, à Showa, au Japon. Les 50 % de parts d’ExxonMobil dans Sadaf, à Al Jubail, en Arabie Saoudite, ont été vendues, en 2017, à son partenaire Sabic.
• TotalEnergies produit des BTX, en Corée du Sud, à Daesan, en joint venture 50/50 avec Hanwha avec des capacités de production de 1,267 million de t/an de benzène et 2 millions de t/an de paraxylène. Total produit également des BTX en Belgique à Anvers, avec 460 000 t/an de benzène, en France, à Gonfreville (76) avec des capacités de production de 200 000 t/an de benzène, 120 000 t/an de paraxylène, 115 000 t/an d’orthoxylène, à Feysin (69), associé à Ineos, avec 110 000 t/an de benzène, 50 000 t/an de toluène et avec Gexaro, société commune 50/50 avec Ineos, produit 240 000 t/an de benzène à Lavera (13). Total est associé à Saudi Aramco (Saudi Aramco : 62,5 %, Total : 37,5 %) dans la société Satorp qui produit, depuis 2014, 140 000 t/an de benzène et 700 000 t/an de paraxylène.
• Petrochina a produit, en 2016, 1,918 million de t de benzène.
• Mitsubishi Gas Chemical produit des xylènes, à Mizushima, au Japon, avec 350 000 t/an de paraxylène, 30 000 t/an d’orthoxylène et 220 000 t/an de métaxylène.
• BP produit du paraxylène aux États-Unis, à Texas City avec 1,3 million de t/an et Decatur, dans l’Alabama, avec 1,1 million de t/an et en Belgique, à Geel avec 700 000 t/an et du métaxylène, à Texas City, aux États-Unis.
• BASF produit du benzène, aux États-Unis, à Port Arthur, au Texas, en association avec TotalEnergies (60 % BASF, 40 % TotalEnergies) avec 110 000 t/an, en Allemagne, à Ludwigshafen avec 300 000 t/an, en Belgique, à Anvers avec 280 000 t/an, en Chine, à Nanjing, en association 50/50 avec Sinopec avec 130 000 t/an.
• Ineos, produit des BTX, en France, à Lavera et Feyzin, en association avec TotalEnergies (voir le détail ci-dessous), au Royaume Uni, à Grangemouth, en Allemagne, à Cologne, avec un total, en Europe de 600 000 t/an de benzène et aux États-Unis, à Chocolate Bayou, au Texas. La capacité globale de production de paraxylène est de 1,595 million de t/an.
• Eneos (ex-JX Nippon Oil) produit du paraxylène, avec une capacité de production, en 2019, de 3,620 millions de t/an dont 1 million de t/an à Ulsan en Corée du Sud.
• S-Oil, produit des BTX, en Corée du Sud, à Onsan avec 600 000 t/an de benzène, 350 000 t/an de toluène et 1,85 million de t/an de paraxylène.
• S-K Corp. produit des BTX en Corée du Sud, à Ulsan avec 800 000 t/an de benzène, du toluène et 1,35 million de t/an de paraxylène.
• GS Caltex produit des BTX en Corée du Sud à Incheon avec 930 000 t/an de benzène et 1,35 million de t/an de paraxylène.
• PTT Global Chemical, possède, en Thaïlande, à Map Ta Phut et Rayong, des capacités de production de 697 000 t/an de benzène, 50 000 t/an de toluène, 76 000 t/an de mélange de xylènes, 86 000 t/an d’orthoxylène et 1,310 million de t/an de paraxylène. En 2019, les ventes ont été de 851 000 t de benzène et 1,382 million de t de paraxylène.
• Reliance Industries (RIL), produit des BTX en Inde, avec 1,4 million de t/an de benzène et 100 000 t/an de toluène, dans l’état de Gujarat, à Jamnagar, Hazira et Vadodara, 450 000 t/an d’orthoxylène à Jamnagar et 4,8 millions de t/an de paraxylène, n°1 mondial, à Jamnagar et Patalganga dans l’état de Maharashtra. En 2021-22, les ventes de paraxylène ont été de 2,9 millions de t.

Situation française

Utilisations

Benzène : en 2021, la consommation est de 50,5 millions de t dans le monde :

Répartition de la consommation, pour la synthèse des principaux produits dérivés, avec entre parenthèses leur utilisation principale :

En tant qu’additif à l’essence, le benzène permet d’augmenter l’indice d’octane, agissant donc comme anti-détonant. La concentration maximale autorisée dans l’essence sans plomb et le gazole a été réduite de 5 % à 1 % en volume, en 2000, en Europe.

Éthylbenzène et cumène, voir ces chapitres.

Le nitrobenzène est destiné principalement à produire de l’aniline elle même destinée principalement à produire du 4,4′-diisocyanate de diphénylméthylène pour élaborer du polyuréthane.

Le cyclohexane est destiné principalement à produire, par oxydation, un mélange de cyclohexanol et de cyclohexanone puis de l’acide adipique ou du caprolactame pour fabriquer du nylon.

Toluène : la consommation mondiale, en 2015 est de 18,248 millions de t dont 7,371 millions de t en Chine.

Répartition de la consommation, en 2019.

Chine	24 %	Moyen Orient et Afrique	8 %
Autres pays d’Asie	34 %	Europe	7 %
Amériques	24 %

Source : IHS Markit

Secteurs d’utilisation, dans le monde, en 2012.

Solvant et autres	35 %		Synthèse des xylènes	28 %
Synthèse du benzène	30 %		Diisocyanate de toluène (TDI)	7 %

Le diisocyanate de toluène est l’un des composant à la base de la fabrication du polyuréthane.

Parmi les autres utilisations, on peut citer l’ajout à l’essence pour accroître son indice d’octane et la fabrication du 1,3,5-trinitrotoluène ou TNT par nitration du toluène.

Xylène : le mélange issu du reformage, souvent enrichi en métaxylène, est appelé xylène. Il sert de solvant.

La consommation mondiale, en 2015, est de 48,540 millions de t. Répartition des utilisations, en 2011 :

Paraxylène	79 %		Métaxylène	1 %
Orthoxylène	7 %		Solvant et autres	13 %

Paraxylène : consommation mondiale, en 2014. Monde : 37,7 millions de t, Union Européenne, en 2012 : 3,2 millions de t.

Orthoxylène : son principal débouché, pour 94 % des utilisations, est la fabrication de l’anhydride phtalique utilisé pour la fabrication de plastifiants pour PVC ainsi que pour la fabrication de résines polyester insaturées employées dans des composites (domaine maritime et construction) et de résines alkydes servant de revêtement de surface. Il remplace, pour la fabrication de l’anhydride phtalique, de plus en plus, le naphtalène. Il est également employé dans la fabrication de médicaments et de colorants.

Métaxylène : il est employé, quasi exclusivement, dans la production d’acide isophtalique destiné à la synthèse de résines polyester insaturées, de résines alkydes et de comonomère dans la production de résines polyéthylènetéréphtalate.

Toxicité

Le benzène est un produit toxique pouvant induire des intoxications par voies respiratoires ou cutanées. Les intoxications aiguës se traduisent par un effet narcotique sur le système nerveux qui peut entraîner un arrêt respiratoire. Par ailleurs, le benzène est cancérogène et peut causer des altérations génétiques héréditaires. La valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) sous forme de vapeur dans l’air pour une exposition quotidienne de 8 heures par jour est de 1 ppm soit 3,25 mg/m³ ; elle est inférieure au seuil de détection olfactif qui est d’environ 5 ppm.

Le benzène et les préparations en renfermant plus de 0,1 % ne doivent pas être mis à la disposition du public, les carburants échappant à cette limitation. En particulier, dans l’enseignement secondaire, le seul produit strictement interdit est le benzène.

Le toluène est irritant ; sa valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) pour une exposition quotidienne de 8 heures par jour est de 100 ppm soit 375 mg/m³.

Les xylènes peuvent provoquer des irritations cutanées ou respiratoires, leur valeur limite moyenne d’exposition est de 100 ppm soit 435 mg/m³.

Bibliographie

Archives

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