Mécanismes d'isomérisation des xylènes zur zéolithes et solides mésoporeux

par Stéphane Morin

Thèse de doctorat en Chimie appliquée

Sous la direction de Ngi Suor Gnep.

Soutenue en 1997

à Poitiers .


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  • Résumé

    L'objectif est de preciser le mecanisme d'isomerisation des xylenes par catalyse acide. Pour cela nous avons reuni plusieurs series de catalyseurs zeolithiques (fau et emt de rapport si/al compris entre 4 et 100) et mesoporeux (silice alumine, mcm-41). Les principales conclusions tirees de la caracterisation de ces solides sont : - les mcm-41 et la silice alumine presentent des sites de bronsted de faible acidite et une grande quantite de sites acides de lewis. Les sites acides des zeolithes sont majoritairement des sites de bronsted, leur force depend beaucoup du rapport si/al de la charpente. - l'evolution de l'activite des zeolithes avec si/al n'est pas celle attendue. Ceci s'explique par l'existence de sites acides tres forts sur les zeolithes moyennement desaluminees, resultant de l'interaction entre les sites protoniques du reseau et des especes aluminium extrareseau. - l'acidite des zeolithes emt est plus forte que celle des zeolithes fau ce qui est du a leur echange protonique plus facile. Nous avons confirme l'existence d'une isomerisation bimoleculaire des xylenes sur les zeolithes fau. Cette isomerisation fait intervenir successivement la dismutation du m-xylene et une ou plusieurs reactions de transalkylation entre les trimethylbenzenes formes et le m-xylene. Un modele simple nous a permis d'estimer la selectivite para/ortho de l'isomerisation bimoleculaire (0,275). Celle de l'isomerisation monomoleculaire est beaucoup plus grande (1,18). L'importance des deux modes d'isomerisation peut donc etre deduite de la valeur para/ortho. Si les sites acides sont tres forts, l'isomerisation bimoleculaire n'apparait pas car les intermediaires diphenylmethanes de la dismutation et de la transalkylation conduisent rapidement au coke. La taille des pores joue egalement un role important. Des pores de taille suffisamment faible pour favoriser les reactions bimoleculaires par concentration des reactifs et suffisamment grande pour eviter toute contrainte sterique favorisent l'isomerisation bimoleculaire. Les mcm-41 presentent des proprietes ideales pour l'isomerisation bimoleculaire des xylenes : sites protoniques d'acidite faible, canaux mesoporeux monodimensionnels, tres longs et de diametre adequat.

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Informations

  • Détails : [8], 183 p
  • Annexes : 200 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 97/POIT/2304
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