Etude de la liquéfaction directe du bois : Solvolyse et hydrotraitement

par Salah Ammar

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de Maurice Gelus.

Soutenue en 1990

à Compiègne .


  • Résumé

    La liquéfaction directe du bois a été traitée par plusieurs équipes et les procédés étudiés se sont révélés peu économiques dans le contexte actuel. L'objet du mémoire est l'exploration d'une voie originale de liquéfaction du bois en deux étapes. La première étape consiste à dissoudre la matière ligno-cellulosique dans un solvant en vue d'obtenir une huile. La seconde étape est un hydrotraitement de cette huile en présence de catalyseurs pour réduire la viscosité et obtenir une fraction légère en quantité plus importante. Cette dernière est utilisable en tant que carburant. Après une revue critique et complète de la littérature qui justifie l'emploi d'un procédé à deux étapes, le mémoire traite de la première étape de solvolyse des constituants du bois (glucose, cellulose, lignine) dans un milieu phénolique en présence d'acide sulfurique à 250°C. L'intérêt réside dans la mise en évidence des réactions mises en jeu lors de la dépolymérisation des constituants à partir des produits obtenus. L'étape suivante est une étude cinétique de la solvolyse de la sciure et des morceaux de bois. L'étude cinétique de la solvolyse de la sciure du bois a permis de déterminer la constante cinétique ainsi que l'énergie d'activation. D'autre part, la taille pour laquelle un morceau pouvant être dissous sans broyage a été définie. Au-delà de cette taille, les mécanismes sont gouvernés par la diffusion du solvant. La modélisation proposée de la cinétique de solvolyse des morceaux du bois simule correctement les courbes expérimentales, bien qu'elle ne prend pas en compte la géométrie des pores ni leur répartition. La dernière partie porte sur l'hydrotraitement de l'huile de solvolyse brute à moyenne pression en présence de différents catalyseurs. Cette étude a permis d'optimiser les conditions opératoires qui donnent le meilleur rendement en fraction légère.

  • Titre traduit

    Study of direct liquefaction of wood : Solvolysis and hydrotreatment


  • Résumé

    The direct liquefaction of wood has been treated by many researchers, but the process developed are not economical feasible in the present. The objective of this thesis is the investigation of an original method of liquefaction in two steps, the first is to dissolve the ligno-cellulosic material in an organic solvent to obtain ain liquid. The second is the catalytic hydrotreatment of this liquid (oil) in presence of different catalysts to reduce its viscosity and to obtain light fraction in a considerable quantity, which can be used as fuel. After a complete literature survey that justify the application of a two steps process, the thesis treat the solvolysis of wood constituent (glucose, cellulose, lignin) in phenolic media and in presence of acid sulphuric at 250°C. The aim of this study is to follow up the depolymerisation reactions of wood constituents from produced oil. Then a kinetic study of the solvolysis of wood pieces and powder has been carried on the other hand the optimal size of wood piece that can be dissolved in the solvent without melling was determined. Beyond size the mechanism reactional is controlled by the phenomena of solvent diffusion. The proposed model of the solvolysis kinetic although it did not take in consideration the geometry of the particles and their distribution, but it fit perfectly the experimental results. The final part of the thesis is the hydrogenation of the crude solvolysis oil at median hydrogen pressure in the presence of different catalysts. The optimal reactions conditions that give a good yield of light fraction were determined.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (125 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 54 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : 1990 AMM 314
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