Author: Sébastien PaulPublisher:
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Languages : fr
Pages : 234
Book Description
La cinétique et la mise en oeuvre de catalyseurs pour l'oxydation de l'isobutane en acide méthacrylique (AMA) et méthacroléine (MACO) sont étudiées. L'étude des conditions opératoires particulières à la réaction montre un important problème de transferts thermiques dans les réacteurs à lit fixe, limitant le rendement en produits valorisables. La variation de la température et du temps de contact permet de mieux contrôler l'isothermicité du réacteur mais les conversions obtenues sont alors faibles. Un modèle de type mars et Van Krevelen, basé sur l'oxydoréduction des sites catalytiques, rend bien compte des cinétiques des réactions ayant lieu entre l'isobutane, l'oxygène, l'AMA, la MACO sur HPA. L'étape limitante est la réaction de l'isobutane avec les sites oxydes. La sélectivité totale en AMA et MACO ne dépend que de la conversion de l'isobutane, et ne peut, en aucun cas, être influencée ni par la température, ni par le rapport hydrocarbure sur oxygène. Un schéma réactionnel formel, incluant les voies de formation directe et indirecte (via la MACO) de l'AMA est proposé. La principale source de limitation de la sélectivité est la dégradation de la MACO en CO#X. Le modèle établi n'est pas applicable à la cinétique de la réaction d'oxydeshydrogénation de l'isobutane sur LA#2O#3 ; son utilisation dans le but de développer de nouvelles formulations de catalyseur devra donc passer par une étape de validation suivant le type de catalyseur. Une première approche de la mise en forme des catalyseurs HPA montre le renforcement des problèmes thermiques pour les catalyseurs pastilles. De plus, des phénomènes de limitation interne apparaissent alors probablement. Même avec une quantité importante de masse active déposée, la mise sous forme de catalyseur enrobé a pour conséquence une diminution notable de la production d'AMA. Un effet thermique et/ou de support pourrait expliquer ce résultat. En définitive, le catalyseur en poudre reste le plus performant dans les essais menés. La simulation d'un réacteur industriel en lit fixe, alimenté par un mélange contenant 26 et 13% molaire en isobutane et oxygène respectivement, conduit a un maximum de rendement en MACO et AMA de 6%. Il est impossible de dépasser cette valeur, en jouant sur la température de réaction et le temps de contact, sans provoquer l'emballement thermique du réacteur. La possibilité d'appliquer le concept de réacteur alterné ou circulant à la réaction d'oxydation de l'isobutane est étudiée au moyen d'un micro-réacteur pulse. Le fonctionnement oxydoréducteur et la quantité d'oxygène disponible sur HPA montrent la faisabilité d'une telle application.
