Mecanismes radicalaires (radical hydrogene, radical methyl) de craquage d'hydrocarbures modeles en phase plasma lit fluidise. Application au gazole

• Auteur / Autrice : JEAN-LUC LEUENBERGER
• Direction : Jacques Amouroux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les procedes de conversion des hydrocarbures font appel a l'utilisation de l'hydrogene. Or, celui-ci, dans son etat fondamental, n'est que tres peu reactif vis-a-vis des hydrocarbures. L'originalite du procede developpe au laboratoire de l'enscp consiste a activer l'hydrogene par l'utilisation d'un plasma rf, alimente par un melange argon-hydrogene et fonctionnant a pression atmospherique. La temperature atteinte dans un tel milieu (t>5000 k) permet une bonne dissociation de l'hydrogene, toutefois, les contraintes thermodynamiques de la pyrolyse des hydrocarbures nous ont conduit a proceder a une trempe de la phase plama par un lit fluidise. Dans des conditions classiques de fonctionnement, le debit surfacique des particules passant a travers le jet plasma (de l'ordre de 85 m#2/s) permet d'acceder a une vitesse de trempe de 5. 10#5 k/s et ainsi de conserver en phase gazeuse environ 1% de l'hydrogene atomique fournit par le plasma. Cet hydrogene est alors capable d'induire des reactions d'initiation de craquage en un temps extremement court (5. 10#-#6 s). De plus, l'adsorption d'hydrogene sur les particules du lit permet de stabiliser ces radicaux en phase heterogene en conferant aux particules des proprietes catalytiques (diminution d'un facteur deux de l'energie d'activation du craquage). Les reactions de condensation ayant habituellement lieu dans les procedes thermiques classiques et aboutissant a la formation de coke sont alors inhibees. L'ajout de molecules sources de radicaux methyl dans le milieu reactionnel introduit une competition radicalaire hydrogene/methyl et conduit a une augmentation de la cinetique du craquage. Ce resultat discretise de facon spatio-temporelle le mode d'action des radicaux hydrogene et methyl. L'application du procede a la conversion du gazole valide les resultats obtenus sur les molecules modeles et demontre son aptitude a reduire les reactions de cokefaction et a augmenter le rapport massique liquides/gaz des produits de craquage