Optimisation de catalyseurs à base de lanthane en couplage oxydant du méthane par modification chimique et par mise en oeuvre d'un réacteur à membrane

par Heloisa de Araújo Lima Borges

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie physique

Sous la direction de Claude Mirodatos.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Claude Mirodatos.

mots clés

• Catalyseurs
• Méthane
• Réacteurs à membrane
• Couplage oxydant
• Lanthane -- Composés
• Oxydes

Résumé

L'objectif de ce travail a ete l'optimisation du rendement en produits c#2 de la reaction de couplage oxydant du methane sur des catalyseurs a base de lanthane. Deux approches ont ete privilegiees: (1) explorer les potentialites d'un reacteur a membrane catalytique pour cette reaction et (2) modifier la composition chimique d'un catalyseur modele d'oxyde de lanthane. 1 - reacteur a membrane catalytique. La methode sol-gel a permis l'obtention d'une membrane laocl catalytiquement active et presentant des proprietes texturales prometteuses. Cependant, les conditions operatoires severes utilisees pour cette reaction (650 a 800c en presence de vapeur d'eau) ont induit une instabilite texturale de la phase laocl en limitant les effets de transfert de matiere au domaine macroporeux. Malgre une separation moderee entre methane et oxygene, l'utilisation d'un reacteur a membrane a permis d'optimiser les performances de la phase active en fonction de la composition de surface, de la structure de la membrane et de la configuration du reacteur. Un modele mathematique du reacteur a ete developpe. Les performances calculees se sont averees en bon accord avec les performances experimentales. 2 - optimisation d'un oxyde de lanthane. L'addition de sulfate de potassium a un oxyde de lanthane a permis une amelioration sensible des performances catalytiques du catalyseur pour la reaction de couplage oxydant du methane. Une analyse cinetique et une caracterisation physico-chimique detaillee ont montre que l'effet de promotion pourrait etre attribue a une diminution de la concentration en sites specifiques d'oxydation sur la surface du lanthane. Par decomposition thermique sous les conditions reactionnelles, le sulfate de potassium a partiellement neutralise ces sites par la formation d'ions sulfate stables. Les resultats obtenus pourraient expliquer d'autres effets de promotion reportes dans la litterature pour cette reaction

Titre traduit

Lanthana-based catalysts optimization for oxidative coupling of methane by chemical modification and membrane reactor development

Pas de résumé disponible.