Cinétique des réactions d'alkylation sulfurique : étude des deux étapes réactionnelles et modélisation par regroupement en familles chimiques

Kinectics of sulfuric alkylation reactions: study of the two reaction steps and modelisation by grouping of chemical familys

• Auteur / Autrice : Luiz Eduardo Pizarro Borges
• Direction : Pierre Trambouze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Trambouze

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transitions de phases

Alcènes

Acide sulfurique

Isobutane

Alkylation

Résumé

La reaction d'alkylation sulfurique de l'isobutane par des olefines c#3-c#5 est mise en uvre dans l'industrie petroliere pour produire un melange de paraffines ramifiees c#5-c#1#2 qui sont d'excellents composants de carburants a cause de leur hauts indices d'octane. Bien que l'alkylation soit un procede industriel utilise de longue date, plusieurs points importants, en particulier le mecanisme et la cinetique de la reaction, ont fait l'objet de tres peu de publications. Un reacteur agite avec alimentation en continu d'acide sulfurique et du melange d'hydrocarbures a ete utilise pour l'experimentation. Des mesures d'aire interfaciale, par une methode chimique, nous ont permis de confirmer que ces essais ont bien ete realises en regime cinetique, sans limitation de transfert. Il a ete constate que la reaction se passe en deux etapes. La premiere etant une etape rapide d'absorption de l'olefine par l'acide sulfurique et la deuxieme, plus lente, consiste dans l'alkylation proprement dite. Des resultats originaux ont ete obtenus en faisant varier la nature de la phase continue. On a pu montrer en particulier que c'est le rapport olefine/acide qui gouverne la selectivite de la reaction, independamment du rapport des phases. A partir d'une etude approfondie de l'influence des differents parametres operatoires sur la reaction d'alkylation sulfurique, un modele cinetique relativement complet a ete propose pour la reaction. Le modele est capable de representer convenablement les resultats experimentaux dans une plage de conditions operatoires qui recouvre en particulier celle utilisee dans l'industrie