Synthèse et préparation de catalyseurs adaptés au craquage en milieu supercritique

par Sonia Khennache

Thèse de doctorat en Surfaces, interfaces, matériaux fonctionnels

Sous la direction de Fernand Fiévet.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .


  • Résumé

    L'étude présentée dans ce manuscrit s'inscrit dans la recherche d'un système de refroidissement adapté aux engins hypersoniques. L'idée est d'utiliser les réactions endothermiques de craquage d'un carburant en conditions supercritiques en présence d'un catalyseur. Les zéolithes Y, EMT et ZSM-5 sont étudiées. Elles sont d'abord préparées sous forme de particules microniques. Les solides obtenus sont cristallins et microporeux. Lors du craquage du n-dodécane en régime supercritique, les zéolithes Y et EMT apparaissent comme faiblement actives avec des taux de conversion du n-dodécane proches de ceux du craquage thermique (7 %). La formation élevée de coke au cours du test conduit à une désactivation rapide des catalyseurs. En présence de la ZSM-5, les taux de conversion croissent avec la quantité de sites acides disponibles et peuvent atteindre une valeur de 50 %. Afin d'améliorer ces performances, des nanoparticules de ZSM-5 sont synthétisées. Les conditions de préparation, notamment la présence de cations alcalins ou des alcools provenant de l'hydrolyse des réactifs, modifient les propriétés physiques et acides des zéolithes. Les meilleurs catalyseurs sont obtenus en l'absence d'alcool et de potassium. Ces nano-zéolithes microporeuses présentent les plus petites tailles de cristallites obtenues (< 60 nm). Elle contiennent également le plus grand nombre de sites acides activés (> 700 μmol/g) et permettent d'obtenir des taux de craquage très élevés (> 70 %).

  • Titre traduit

    Synthesis and characterization of catalysts for cracking in the supercritical state


  • Résumé

    The work presented in this manuscript deals with the development of a cooling System for hypersonic vehicles. The point is to use the endothermic cracking reactions of a fuel under supercritical conditions in the presence of a catalyst. Zeolites Y, EMT and ZSM-5 are studied. They are first prepared at a micronic scale. The solids are well cristallized and microporous. During the n-dodecane cracking in the supercritical state, the zeolites Y and EMT have a low activity and present a n-dodecane conversion rate similar to the one of the thermal cracking (7 %). The formation of a high quantity of coke during the test can explain the rapid deactivation of the catalysts. In the presence of ZSM-5, the conversion rate increases with the number of acid sites until reaching 50 %. In order to improve thé catalytic performances, ZSM-5 nanoparticles are synthesized. The expérimental conditions, such as thé présence of alkaline cations and of alcohols, coming from the hydrolysis of the reactants, modify the physical and acidic properties of the zeolites. The best catalysts are obtained in the absence of alcohols and potassium. Thèse microporous nano-zeolites have the smallest crystallite sizes (< 60 nm). They also contain the greatest number of activated acid sites (> 700 μmol/g) and thus present the highest cracking rates (> 70 %).

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (246 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle
  • Annexes : 166 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS (2011) 236
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.