Alkylation isobutane-butènes en présence de zircone sulfatée et d'hétéropolyacides en phase liquide et supercritique

par Pierre-Yves Gayraud

Thèse de doctorat en Sciences. Cinétique et catalyse

Sous la direction de Jacques C. Védrine.

Soutenue en 2000

à Lyon 1 , en partenariat avec École Doctorale de Chimie (Lyon) (autre partenaire) .

Le jury était composé de Jacques C. Védrine.


  • Résumé

    Notre étude concerne la réaction d'alkylation de l'isobutane par les butènes en phase liquide. Nous avons utilisé deux types de catalyseurs solides acides, des sels alcalins d'hétéropolyacide de type Keggin, (H3PW12O40) et une zircone sulfatée. Nous montrons que la sélectivité de la réaction est étroitement liée à la température de prétraitement du catalyseur. La caractérisation de l'acidité au moyen d'une réaction test (isomérisation du n-C4), par RNM du proton et par absorption de molécules sondes suivies par IR, montre que l'augmentation de la température de prétraitement ne modifie pas la nature des sites acides mais augmentent leur force. La présence de sites acides forts oriente la sélectivité vers la formation des triméthylpentanes et des produits de craquage. En présence de sites plus faibles, la dimérisation de l'oléfine, réaction secondaire, est prépondérante. Par ailleurs, l'optimisation des conditions opératoires montre que l'hétéropolyacide est plus sélectif que la zircone sulfatée en triméthylpentanes, ce que nous attribuons à une densité plus faible de sites acides et à sa microporosité. L'optimisation de la composition de l'hétéropolyacide a révélé le rôle majeur de la densité des sites acides. La stabilité du catalyseur est sensiblement accrue en présence d'une faible densité de sites acides forts, contribuant à limiter la dimérisation du butène, responsable de la désactivation du catalyseur. Par ailleurs, un hétéropolyacide de composition "optimale" a été testé, en autoclave, en présence des réactifs en phase supercritique. Alors qu'au voisinage du point critique la composition de l'alkylat est très proche de celle obtenue en phase liquide à haute température, nous observons une amélioration de la qualité de l'alkylat lorsque la densité du fluide supercritique est augmentée dans des conditions isothermes. Cependant cette augmentation ne compense pas l'effet négatif de l'utilisation de hautes températures nécessaires pour atteindre l'état supercritique.


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  • Détails : 1 vol. (128 p.)
  • Annexes : Bibliogr. pagination multiple [14] p.

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