1ère Partie : Valorisation de la sciure de bois de peuplier par autohydrolyse, hydrolyse acide et hydrogénolyse sur des catalyseurs à base de ruthénium imprégné sur charbon actif : 2ème Partie : Étude d'un réacteur triphasé d'hydrogénolyse du type Verlimob à base d'un venturi à émulsion : application du réacteur à l'hydrogénolyse de solutions aqueuses de glucose

par Achmad Roesyadi

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de André Zoulalian.


  • Résumé

    La valorisation de la sciure de bois de peuplier est envisagée par hydrogénolyse sur catalyseurs solides à base de ruthénium imprégné sur charbon actif. Les hémicelluloses et la cellulose obtenues respectivement par auto hydrolyse et délignification du résidu issu de l'auto hydrolyse, sont hydrogénolysables soit directement (hémicelluloses) soit après une hydrolyse acide (hémicelluloses et cellulose). A 200 °C et sous une pression totale de 50 bars, les hydrolysats neutralisés sont transformés en polyols, diols et mono alcools. Pour les hémicelluloses, la coupure C-C ne se fait pas uniquement en bout de chaîne ; aussi les productions de glycérol et d'éthylène glycol ne sont pas négligeables devant celle de méthanol. Dans le cadre de la valorisation chimique et énergétique du déchet cellulosique, un réacteur triphasé du type Verlimob a été développé où le contact entre la phase gazeuse et la phase liquide a lieu dans un venturi à émulsion. Le débit de gaz auto aspiré est donné par la relation : O-G (1/h) (TPN) = 5,82 P t 0,61 O-L 0,547 et la puissance mécanique dégradé évaluée entre le col du venturi et la surface libre dans la cuve de séparation est proportionnelle à la pression totale et augmente avec le débit liquide de recirculation. L'estimation du coefficient du transfert K L S et la surface d'échange S effectuée par une réaction d'oxydation du sulfite de sodium en l'absence et en présence du sulfate de cobalt, montre que KLS augmente avec la pression partielle d'oxygène et le débit liquide de recirculation et la surface d'échange S dépend uniquement du débit liquide de recirculation. Ensuite le coefficient de transfert KL peut évaluer à 20% par la relation : KL (m/s) = 19,13 (OG/QL) -1,694 ((Ql-QG)-1,796. La réaction d'hydrogénolyse du glucose sur Ru/C a été réalisée à 200°C. Les paramètres modifiés sont Pt et OL. Le glucose est complètement transformé au bout de 4 heures en polyols, diols et mono alcools. La production en méthanol atteint 54 % de la masse initiale du glucose pour les conditions opératoires à 80 bars, 200°C et 1500 l/h de O-L. Le fonctionnement du catalyseur au Ru/C est en régime chimique mais la solution n'étant pas saturée en hydrogène, donc les performances du réacteur dépendent uniquement du transfert gaz-liquide. L'augmentation de la pression de fonctionnement permet d'accroître la concentration d'hydrogène dans la solution et par suite les performances du réacteur.

  • Titre traduit

    I. Valorisation of poplar flour by autohydrolysis, acid hydrolysis and hydrogenolysis on ruthenium catalyst deposited on active carbon. II. Study of a triphase reactor Verlimob type based on the emulsing venturi : application of the reactor for hydrolysis of aqueous solution of glucose


  • Résumé

    Valorisation of poplar flour is studied by hydrogenolosys on ruthenium catalyst deposited on active carbon. Hemicelluloses and cellulose obtained by auto hydrolysis and delignification of auto hydrolysis residue are hydrogenolysed directly (hemicellulose) or after an acid hydrolysis (hemicelluloses and cellulose). At 200°C and 50 bar total pressure, hydrolysis solutions after neutralisation are converted into polyalcohols, and monoalcohols. For the hemicelluloses solution, the cleavage of C-C bonds on all carbon atoms is possible ; also, among the products, ethylene glycol and glycerol are not negligible comparatively with methanol. In the case of the valorisation of residual cellulosic, a triphase reactor Verlimob type had been developed, where the gaseous phase and liquid phase contact in the emulsing venture. The rate of the auto-aspirated gas flow is given by the relation : O-G (l/h) (TPN) =5,82 PtO,61 O-L 0,547 and the energy dissipation in the liquid phase is proportional to the total pressure and increase with the flow of circulating liquid. The estimation of the coefficient of the gas-liquid transfer KLS and the surface exchange S, affected by the oxidation reaction of sodium sulphite in the absence and the presence of cobalt sulphate, showed that KLS increases with Pt and O-L and S depends only on the flow of the recirculating liquid. Then the transfer coefficient KL can be evaluated at +- 20 % by the relation : kL (m/s) =19,13 10-3 (O-G/O-L)-1,694 (O-L-O-G)-0,796. The reaction of the hydrogenolysys of glucose on ruthenium catalyst deposited on active carbon, had been carried out at 200 °C and the operational parameters O-L and Pt were modified. The glucose is completely converted during 4 hours into polyalcohols, diols and monoalcohols. The production of methanol reached 54 % of the initial amount of glucose at Pt=80bars, and O-L=1000 l/h.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 87 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1987 ROE 89
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