Hydrogénation de l'acide succinique en phase aqueuse pour l'obtention sélective de 1,4-butanediol

Selective aqueous phase hydrogenation of succinic acid to 1,4-butanediol

• Auteur / Autrice : Bao Khanh Ly
• Direction : Michèle Besson, Catherine Pinel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 16/04/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (Villeurbanne, Rhône ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Andrioletti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Especel, Amandine Cabiac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Ponchel, Didier Tichit
• DOI : 10.70675/06a10916zf9adz4c5fz8e5bzfa4497a87c99

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrogénation

Acide succinique

Rhénium

Palladium

Catalyse hétérogène

Mots clés libres

Hydrogénation

Acide succinique

Palladium

Rhénium

1,4-butanediol

Catalyseur hétérogène

Oxyde de titane

Hydrogenation

Succinic acid

Palladium

Rhenium

1,4-butanediol

Heterogeneous catalysis

Titanium oxide

Résumé

Le but du projet est d’hydrogéner l’acide succinique en phase aqueuse à 160°C, sous 150 bar d’hydrogène pour obtenir sélectivement le 1,4-butanediol (BDO) en utilisant des catalyseurs x%Re-2%Pd/TiO2. Les catalyseurs monométalliques au palladium permettent d’obtenir sélectivement le produit intermédiaire : la γ-butyrolactone et très peu de BDO est obtenu. Leur activité catalytique est fonction de la dispersion de la phase métallique. L’addition de rhénium aux catalyseurs monométalliques au palladium permet de poursuivre la réaction jusqu’à l’obtention du BDO. Nous avons d’abord essayé deux méthodes d’addition ex situ de rhénium : réduction catalytique (RC) et imprégnation successive (IS). La meilleure sélectivité en BDO obtenue jusqu’à maintenant est de 90% en présence du solide 3,4%Re-2%Pd/TiO2 préparé par IS. Quelle que soit la méthode de dépôt (RC ou IS), le rhénium dans ces solides bimétalliques est réoxydé et lixivié dans la phase aqueuse sous l’atmosphère non réductrice. Malgré la lixiviation et le redépôt du rhénium sous hydrogène, le comportement des catalyseurs bimétalliques Re-Pd/TiO2 préparés ces deux méthodes reste différent. Le dépôt in situ de Re conduit à des catalyseurs bimétalliques prometteurs : SBDO = 73% avec 2% de rhénium déposé

The aim of our research project is the hydrogenation of the succinic acid in aqueous phase at 160°C, under 150 bar hydrogen to obtain selectively 1,4-butanediol (BDO) by using x%Re- 2%Pd/TiO2 catalyst. Palladium monometallic catalysts allow us to obtain selectively the intermediate product γ-butyrolactone and very little BDO. Their catalytic activity depends on the dispersion of the metallic phase. The reaction can be extended until obtaining BDO by adding the rhenium to palladium based monometallic catalysts. Firstly, we have tried two ex situ methods to add the rhenium: catalytic reduction (CR) and successive impregnation (SI). The best selectivity to BDO is 90% with the presence of 3,4%Re-2%Pd/TiO2 prepared by IS method. Moreover, for both deposition methods, the rhenium in the bimetallic catalysts is reoxidized with air and then leached into the aqueous phase. Despite leaching and redeposition of rhenium under hydrogen pressure, the behavior of bimetallic catalysts prepared by the two methods (CR and SI) is different. In situ deposition of the rhenium leads to promising bimetallic catalysts: SBDO = 73% with 2% of rhenium