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Auteur(s)
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Bernard LEVRESSE : Responsable des procédés haute pressionEnichem Polymères France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Mise à jour du texte de Pierre GLORIOD (CdF Chimie) paru en 1985 dans ce traité.
Le polyéthylène est la polyoléfine (thermoplastique) la plus anciennement préparée industriellement.
Il était admis avant 1933 que l’éthylène n’était pas polymérisable ; néanmoins les chimistes d’IG Farben avaient pu obtenir des oligomères (huile, cire) et, bien plus tôt, en 1890, Bamberger et Tschirner du polyéthylène linéaire
à partir du diazométhane dissous dans de l’éther.
L’ensemble des travaux de base se situe dans les années 1932 à 1935 : la société ICI, qui cherchait à faire réagir l’éthylène sur le benzaldéhyde à 170 oC et 1 400 bar, fabrique accidentellement en 1933 puis volontairement en 1935 les premiers grains de polyéthylène.
Ensuite commence la période du développement industriel :
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en 1937, la première unité pilote est mise en service et l’on démarre des études sur les procédés en autoclave et tubulaire ;
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en 1939, ICI met en service une usine de 100 t /an de capacité ;
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en 1944, le procédé d’ICI est l’objet d’une variante : la polymérisation est réalisée par BASF dans un réacteur tubulaire à des pressions atteignant 4 000 bar ;
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en 1946, 24 usines fonctionnent déjà aux États-Unis et en Grande-Bretagne ;
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en 1954, les premières unités industrielles sont démarrées en France par Éthylène Plastique (actuellement Enichem) sous licence ICI (procédé en autoclave) ;
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en 1964, la première unité industrielle en France est mise en route selon le procédé tubulaire par Aquitaine Organico (actuellement Elf Atochem) ;
De 1970 à 1980, les deux procédés haute pression ont été développés. La capacité mondiale a triplé pour atteindre 15 millions de tonnes en 1980.
La même décennie a vu le développement des procédés par catalyse organométallique pour la production de polyéthylène haute densité (PE-HD) et de polyéthylènes basse densité linéaires (PE-BDL), respectivement homopolymère de l’éthylène et copolymères éthylène - oléfine (Dupont of Canada, Union Carbide, Enichem).
En 1978, Union Carbide a lancé le polyéthylène linéaire par un procédé en lit fluidisé. En quinze ans, la capacité mondiale a atteint 10 millions de tonnes stoppant le développement de nouvelles capacités utilisant le procédé haute pression.
De 1980 à 1992, la capacité mondiale en PE-BD ramifié a peu évolué. En 1992, elle approchait les 17 millions de tonnes.
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Fiche produit3. Aspects économiques
3.1 Investissement
En France, en 1992, pour une unité de 100 000 t /an capable de fabriquer toute la gamme des polyéthylènes basse densité, l’investissement en limite d’unité pouvait être estimé à 320 MF (hors études et licence).
L’entretien annuel est de l’ordre de 2,5 % de l’investissement.
HAUT DE PAGE3.2 Installations en service
Si la capacité des premières installations industrielles était limitée à quelques milliers de tonnes par an, la taille des unités a rapidement augmenté à 100 000 puis 180 000 t /an au cours des années soixante-dix à quatre-vingt-dix, comme l’indique le tableau 1.
Les crises pétrolières et l’apparition du PE-BDL (article Polyéthylènes linéaires Polyéthylènes linéaires) sont venues contrarier une évolution ultérieure vers des unités de PE-BD plus importantes. Pour la même raison, peu d’unités nouvelles ont été construites. Il en résulte qu’actuellement plus de 50 % des réacteurs en service ont entre 15 et 25 ans.
Les tableaux 2 et 3 présentent les capacités mondiales de production des procédés haute pression et leur répartition géographique.
HAUT DE PAGE3.3 Principaux producteurs en Europe
Ils sont donnés dans les tableaux 4 et 5 avec leurs capacités de production.
HAUT DE PAGE3.4 Autres procédés
La croissance de la production de polyéthylène basse densité a été fortement...
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