Propriétés hydrogénantes et désulfurantes de divers sulfures de métaux de transition pour la transformation d'une charge modèle représentative d'une essence de FCC

Hydrogenating and desulfurizing properties of a series of transition metallic sulfides for the conversion of a model fluid catalytic craking gazoline

• Auteur / Autrice : Antoine Daudin
• Direction : Sylvette Brunet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Courbes

Modèles mathématiques

Sulfures métalliques

Hydrotraitement

Résumé

L’HDS sélective des essences de FCC est la voie privilégiée pour réduire la teneur en soufre de l’essence commerciale. La transformation d’une charge modèle d’essence de FCC (2-méthylthiophène et 2,3-diméthylbut-2-ène) a été étudiée à une température de 250°C, sous une pression totale de 20 bar sur divers sulfures de métaux de transition (SMT). Nous avons montré qu’il est possible de généraliser les relations suivants une courbe en cloche entre l’énergie de liaison métal-soufre E(MS) calculée ab initio des solides et leur activité en HDS du 2-méthylthiophène et en hydrogénation du 2,3-diméthylbut-2-ène. Dans tous les cas, Rh2S3 est le SMT le plus actif, d’E(MS) intermédiaire de 119 kJ. Mol-1. La sélectivité HDS/HYDO, paramètre le plus important pour l’HDS sélective des essences, est optimale pour le catalyseur sulfure NiMoS d’E(MS) égale à 128 kJ. Mol-1. Enfin, un modèle microcinétique a été obtenu en considérant un modèle à un seul type de sites actifs, une dissociation hétérolytique d’H2 et d’H2S et une adsorption en compétition du composé soufré et de l’oléfine à la surface du catalyseur. Ce modèle permet de confirmer l’optimum de sélectivité obtenu expérimentalement pour une E(MS) intermédiaire.

The selective HDS of FCC gasoline is a sensible option for reducing sulfur content in commercial gasoline. The conversion at 250°C under 20 bar of a model FCC gasoline (2-methylthiophene and 2,3-dimethylbut-2-ene) was studied over a series of unsupported transition sulfides (TMS). We have shown new results revealing volcano curves relationships between ab initio calculated sulfur-metal bond energies E(MS) in the bulk TMS and their activities in HDS of 2-methylthiophene and in hydrogenation of 2,3-dimethylbut-2-ene. Rh2S3 is found as the most active TMS with an intermediate E(MS) value of 119 kJ/mol. The HDS/HYDO selectivity which is the most important parameter in the deep HDS of gasoline, reveals a volcano curve relationship as a function of E(MS) where the position of the maximum is obtained for NiMoS with E(MS) of 128 kJ/mol. Finally, a microkinetic model has been obtained considering a one site model, the heterolytic dissociation of H2S and H2 and a competitive adsorption of the sulfur molecule and the alkene on the catalyst surface. The model recovers the optimum of HDS/HYDO selectivity for intermediate E(MS).