Oxydation par voie humide catalytique dans un réacteur à lit fixe gaz/liquide/solide de micropolluants organiques : mise en place du pilote : étude du catalyseur hétérogène

Catalytic wet air oxidation in a gas/liquid/solid fixed bed reactor of organic micropollutents : set up of the installation : study of the heterogeneous catalyst

• Auteur / Autrice : Bouchra Bejjany
• Direction : Alain Delacroix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et technologies avancées
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Oxydation par Voie Humide [OVH]

Ruthénium

Cérine

Catalyseur hétérogène

Imprégnation à sec

Métaux nobles

Réacteur triphasique

Dépollution

Résumé

L’oxydation par Voie Humide Catalytique (OVHC) permet de réduire la pollution aqueuse due à la présence de certains micropolluants, difficilement ou non biodégradables tels que methytertiobutylether (MTBE) ou les pesticides (phénylurées). Cette technique consiste à chauffer un effluent à une température comprise entre 130 et 250°C sous une pression comprise entre 20 et 50 bar en présence d’oxygène et d’un catalyseur en vue de transformer la matière organique en rejet gazeux propre, un liquide facilement biodégradable. Le travail de thèse a porté, dans un premier temps sur la conception et l’automatisation de l’installation, qui comporte un réacteur tubulaire en acier inoxydable Uranus B6 d’une hauteur de 700 mm et de 70 mm de diamètre interne. Ce réacteur est fixé au centre d’un four à résistance électrique entourée d’une épaisse couche d’isolation. Une pompe haute pression permet l’acheminement de la solution à traiter vers le réacteur. Deux condenseurs, un cyclone, un détendeur et une vanne de régulation permettent d’assurer la séparation gaz/liquide en sortie de réacteur. L’ensemble du procédé est équipé de sondes de température et de pression, des débitmètres, ainsi que des éléments de sécurité indispensables pour un circuit multiphasique sous pression. L’installation est enfin polyvalente, puisqu’elle permet la préparation des catalyseurs dans le réacteur lui-même. L’étude s’est axée dans un deuxième temps sur la mise au point raisonnée de la méthode de préparation des catalyseurs, à base de métaux nobles (Ruthénium et Cérium) supportés sur des billes d’alumine. Pour démontrer son efficacité et valider l’installation, le catalyseur Ru(0,3%)/Ce(3%)-Al2O3 a été utilisé pour l’OVHC du methyltertiobutylether : une élimination totale de la molécule cible a été obtenue ainsi qu’un abattement de plus de 90% de la charge carbonée. Le catalyseur a été caractérisé avant utilisation pour vérifier qu’il avait les qualités attendues, et après utilisation pour s’assurer qu’il n’a été que peu modifié. Dans un troisième temps, un test d’extension de l’OVHC à un pesticide l’isoproturon a été réalisé et un abattement de la charge carbonée de 50% a été obtenu. L’effluent traité contient plusieurs sous-produits de réaction, dont l’identification n’a pu être que partielle avec les moyens disponibles. Toutefois, la molécule cible a été dégradée à 90%.