Oxydation par voie humide catalytique dans un réacteur à lit fixe gaz/liquide/solide de micropolluants organiques PDF Download
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Author: Bouchra Bejjany
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 292
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Book Description
L’oxydation par Voie Humide Catalytique (OVHC) permet de réduire la pollution aqueuse due à la présence de certains micropolluants, difficilement ou non biodégradables tels que methytertiobutylether (MTBE) ou les pesticides (phénylurées). Cette technique consiste à chauffer un effluent à une température comprise entre 130 et 250°C sous une pression comprise entre 20 et 50 bar en présence d’oxygène et d’un catalyseur en vue de transformer la matière organique en rejet gazeux propre, un liquide facilement biodégradable. Le travail de thèse a porté, dans un premier temps sur la conception et l’automatisation de l’installation, qui comporte un réacteur tubulaire en acier inoxydable Uranus B6 d’une hauteur de 700 mm et de 70 mm de diamètre interne. Ce réacteur est fixé au centre d’un four à résistance électrique entourée d’une épaisse couche d’isolation. Une pompe haute pression permet l’acheminement de la solution à traiter vers le réacteur. Deux condenseurs, un cyclone, un détendeur et une vanne de régulation permettent d’assurer la séparation gaz/liquide en sortie de réacteur. L’ensemble du procédé est équipé de sondes de température et de pression, des débitmètres, ainsi que des éléments de sécurité indispensables pour un circuit multiphasique sous pression. L’installation est enfin polyvalente, puisqu’elle permet la préparation des catalyseurs dans le réacteur lui-même. L’étude s’est axée dans un deuxième temps sur la mise au point raisonnée de la méthode de préparation des catalyseurs, à base de métaux nobles (Ruthénium et Cérium) supportés sur des billes d’alumine. Pour démontrer son efficacité et valider l’installation, le catalyseur Ru(0,3%)/Ce(3%)-Al2O3 a été utilisé pour l’OVHC du methyltertiobutylether : une élimination totale de la molécule cible a été obtenue ainsi qu’un abattement de plus de 90% de la charge carbonée. Le catalyseur a été caractérisé avant utilisation pour vérifier qu’il avait les qualités attendues, et après utilisation pour s’assurer qu’il n’a été que peu modifié. Dans un troisième temps, un test d’extension de l’OVHC à un pesticide l’isoproturon a été réalisé et un abattement de la charge carbonée de 50% a été obtenu. L’effluent traité contient plusieurs sous-produits de réaction, dont l’identification n’a pu être que partielle avec les moyens disponibles. Toutefois, la molécule cible a été dégradée à 90%.
Author: Bouchra Bejjany
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Pages : 292
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L’oxydation par Voie Humide Catalytique (OVHC) permet de réduire la pollution aqueuse due à la présence de certains micropolluants, difficilement ou non biodégradables tels que methytertiobutylether (MTBE) ou les pesticides (phénylurées). Cette technique consiste à chauffer un effluent à une température comprise entre 130 et 250°C sous une pression comprise entre 20 et 50 bar en présence d’oxygène et d’un catalyseur en vue de transformer la matière organique en rejet gazeux propre, un liquide facilement biodégradable. Le travail de thèse a porté, dans un premier temps sur la conception et l’automatisation de l’installation, qui comporte un réacteur tubulaire en acier inoxydable Uranus B6 d’une hauteur de 700 mm et de 70 mm de diamètre interne. Ce réacteur est fixé au centre d’un four à résistance électrique entourée d’une épaisse couche d’isolation. Une pompe haute pression permet l’acheminement de la solution à traiter vers le réacteur. Deux condenseurs, un cyclone, un détendeur et une vanne de régulation permettent d’assurer la séparation gaz/liquide en sortie de réacteur. L’ensemble du procédé est équipé de sondes de température et de pression, des débitmètres, ainsi que des éléments de sécurité indispensables pour un circuit multiphasique sous pression. L’installation est enfin polyvalente, puisqu’elle permet la préparation des catalyseurs dans le réacteur lui-même. L’étude s’est axée dans un deuxième temps sur la mise au point raisonnée de la méthode de préparation des catalyseurs, à base de métaux nobles (Ruthénium et Cérium) supportés sur des billes d’alumine. Pour démontrer son efficacité et valider l’installation, le catalyseur Ru(0,3%)/Ce(3%)-Al2O3 a été utilisé pour l’OVHC du methyltertiobutylether : une élimination totale de la molécule cible a été obtenue ainsi qu’un abattement de plus de 90% de la charge carbonée. Le catalyseur a été caractérisé avant utilisation pour vérifier qu’il avait les qualités attendues, et après utilisation pour s’assurer qu’il n’a été que peu modifié. Dans un troisième temps, un test d’extension de l’OVHC à un pesticide l’isoproturon a été réalisé et un abattement de la charge carbonée de 50% a été obtenu. L’effluent traité contient plusieurs sous-produits de réaction, dont l’identification n’a pu être que partielle avec les moyens disponibles. Toutefois, la molécule cible a été dégradée à 90%.
Author: J. F. Le Page
Publisher: Editions TECHNIP
ISBN: 9782710803294
Category : Catalysis
Languages : fr
Pages : 664
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Author: Alejandra Elvira Espinosa de los Monteros Reyna
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Languages : fr
Pages : 0
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Parmi les différents procédés chimiques, l'Oxydation en Voie Humide Catalysée (OVHC) apparaît comme une technique de choix pour le traitement des eaux usées à forte teneur en composés toxiques et peu biodégradables. Ce procédé, sous pression, est limité par la faible solubilité de l'oxygène. L'étape cruciale de la réaction est alors le transfert de l'oxygène jusqu'à la particule métallique via le support. Les phénomènes régissant ce transfert sont la composition des supports oxydes et l'interaction métal/support. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de la teneur en CeO2, connue pour ses propriétés de transfert et de stockage d'oxygène, sur les propriétés de catalyseurs Ru/TiO2-x%CeO2 et Pt/TiO2-x%CeO2 en oxydation voie humide catalysée du phénol et de l'acide acétique.L'addition de cérine améliore les propriétés de stockage de l'oxygène des matériaux mais favorise (i) pour l'OVHC du phénol, la formation de polymères insolubles en solution et le dépôt d'espèces carbonées sur la surface catalytique, (ii) pour l'OVHC de l'acide acétique une carbonatation des supports. Il en résulte, dans les deux cas, une perte d'activité par blocage des sites catalytiques. Le platine s'avère plus actif que le ruthénium pour l'OVHC du phénol alors que l'inverse est observé dans le cas de l'acide acétique.
Author: Géraldine Deiber
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Languages : fr
Pages : 11
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LE PROCEDE D'OXYDATION EN VOIE HUMIDE (WAO) A L'OXYGENE MOLECULAIRE CATALYSE PAR L'OXYDE MIXTE DE MANGANESE/CERIUM (RAPPORT MOLAIRE 7/3) CONSTITUE UNE SOLUTION EFFICACE AU TRAITEMENT D'EFFLUENTS AQUEUX CONTENANT DES COMPOSES ORGANO-AZOTES. IL PERMET D'OBTENIR LA FORMATION D'AZOTE MOLECULAIRE, TOTALEMENT INOFFENSIF POUR L'ENVIRONNEMENT. L'ETUDE DE L'OXYDATION DE L'AMMONIAQUE, POUR UNE GAMME DE CONCENTRATION COMPRISE ENTRE 2.5 ET 5 G/L, MONTRE QUE LA TEMPERATURE ET LA CONCENTRATION EN CATALYSEUR SONT LES FACTEURS PREPONDERANTS DE CE PROCEDE. LES NITRITES ET NITRATES SONT OBTENUS SEULEMENT EN TRES FAIBLES QUANTITES. L'AZOTE MOLECULAIRE EST LE PRODUIT PRINCIPAL. UN MODELE CINETIQUE EMPIRIQUE DE TYPE PUISSANCE REND COMPTE DES RESULTATS POUR UNE GAMME DE TEMPERATURE COMPRISE ENTRE 200 ET 300C, UNE PRESSION TOTALE DU SYSTEME DE L'ORDRE DE 100 BAR ET UNE CONCENTRATION EN OXYGENE DISSOUS VARIANT DE 2.5 A 3 G/L. L'OXYDE MIXTE DE MN/CE PERMET AUSSI ET SURTOUT LA CONVERSION DIRECTE DE L'AZOTE ORGANIQUE EN AZOTE MOLECULAIRE. CE PHENOMENE A ETE VERIFIE LORS DU TRAITEMENT DE COMPOSES ALIPHATIQUES ET AROMATIQUES AZOTES. L'ETAPE INTERMEDIAIRE DE MINERALISATION DE L'AZOTE ORGANIQUE EN AMMONIAQUE EST ESSENTIELLE POUR LA CONVERSION FINALE EN AZOTE MOLECULAIRE. UN SCHEMA REACTIONNEL EN DEUX ETAPES SUCCESSIVES REND COMPTE DU PROCESSUS D'OXYDATION ET L'ETUDE CINETIQUE MENEE A PERMIS DE DETERMINER LES DIFFERENTES CONSTANTES CINETIQUES. DANS TOUS LES CAS, LE CATALYSEUR S'EST EGALEMENT REVELE EFFICACE POUR L'OXYDATION DES FORMES CARBONEES. L'ETUDE DE CE PROCEDE D'OXYDATION CATALYSE DE MANIERE HETEROGENE A PERMIS L'ACQUISITION DE DONNEES CINETIQUES QUI POURRONT ETRE UTILISEES LORS DU CALCUL DE REACTEURS INDUSTRIELS D'OXYDATION
Author: Sylvain Keav
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Languages : fr
Pages : 182
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L'Oxydation Voie Humide Catalysée (OVHC) est un procédé de traitement des eaux prometteur, au cours duquel les substances polluantes sont totalement oxydées sous pression d'oxygène et à température élevée. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'activité et la stabilité de différents catalyseurs métalliques testés en oxydation du phénol. Plusieurs catalyseurs en poudre, à base de platine ou de ruthénium supportés sur cérine ou cérine dopée ont été comparés en OVHC du phénol en réacteur fermé. À dispersion identique, Pt est toujours plus actif que Ru. Quatre principales causes de désactivation ont pu être identifiées : - le dépôt d'espèces organiques aromatiques, issues de réactions de couplage oxydant, est responsable d'une perte d'activité provisoire par blocage des sites catalytiques, - l'oxydation des particules de métal est un phénomène réversible causé par les fortes pressions d'oxygène imposées, - des conditions de réaction trop sévères peuvent provoquer une perte de métal et un frittage des particules, engendrant une perte d'activité définitive. Des catalyseurs sous forme de pellets ou de monolithes ont été préparés et testés en OVHC du phénol dans un Réacteur Continu Parfaitement Agité. Bien qu'actifs, ces catalyseurs sont inadaptés, en raison de leur résistance mécanique limitée. Des catalyseurs à base de cuivre échangé sur zéolithes 13X ont été testés dans un procédé impliquant à la fois l'oxygène et le peroxyde d'hydrogène. Un effet de synergie entre les deux oxydants, lié à une modification du mode de décomposition de H2O2 en présence de O2, a pu être constaté. Hélas, l'activité observée est principalement due aux espèces Cu passées en solution.
Author: Doan Pham Minh
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Languages : fr
Pages : 223
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Book Description
L'industrie oléicole produit chaque année une énorme quantité d'eaux usées (margines en langage de spécialistes), de l'ordre de 30 millions de m3, qui sont très chargées en composés organiques (carbone organique total - COT jusqu'à 70 g.L-1), et qui sont phytotoxiques et non biodégradables. L'oxydation par voie humide (OVH) et l'OVH catalytique (OVHC) qui sont basées sur la réaction d'un agent oxydant (oxygène) avec les polluants en phase aqueuse à haute température et haute pression, ont été étudiées pour le traitement des composés modèles présents dans des margines et des margines. Des catalyseurs au Ru ou Pt supportés sur TiO2 et ZrO2 ont été utilisés. L'addition de catalyseurs conduit à une minéralisation beaucoup plus importante des composés modèles ou des effluents réels. Des paramètres influençant la réaction ont été étudiés comme la nature du précurseur du métal actif, la méthode de préparation des catalyseurs, la teneur en métal actif déposé sur le support... L'étude de l'oxydation d'une margine d'origine tunisienne en réacteur continu a montré qu'un catalyseur au Ru supporté garde son activité catalytique inchangée pendant tout au long de la réaction (655 h), après une désactivation initiale due à une oxydation superficielle du ruthénium
Author: Phuong Thu Le
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La vinasse est un effluent aqueux issu des distilleries d'éthanol produit à partir de mélasse de canne à sucre, caractérisé par une couleur intense, une forte Demande Chimique en Oxygène (DCO) et un faible Demande Biologique en Oxygène (DBO). Le traitement de ce type d'effluent par Oxydation en Voie Humide (OVH) a fait l'objet d'une étude sur catalyseurs métaux nobles supportés sur TiO2 ou ZrO2 à 190-210°C sous 50-70 bar d'air. L'addition de catalyseurs au Ru permet la minéralisation complète de la partie carbone des polluants modèles (saccharose, polyéthylène glycol, mélanoïdine) ou des effluents réels (vinasse de Cognac et vinasse de canne); les catalyseurs au Pt sont également très efficaces, mais ne convertissent que très peu l'acide acétique formé intermédiairement. Dans ces conditions, l'azote sous forme organique est converti en ammonium. Alors qu'en l'absence de catalyseur, les ions ammonium sont stables, l'addition d'un catalyseur est capable de convertir l'ammonium en diazote et nitrate. Les sélectivités relatives en N2 et NO3 - dépendent des conditions oxydantes de la réaction (quantité d'azote à traiter par rapport à la quantité de métal actif). De manière générale, le platine se révèle plus sélectif en diazote. Une lixiviation des métaux a été détectée au démarrage des réactions d'OVHC des effluents à cause de l'azote sous forme organique ; elle diminue et disparaît au fur et à mesure de la minéralisation de l'azote et le métal se redépose sur le solide catalytique. Les essais en réacteur continu confirment les observations en réacteur batch.
Author: Cécile Legay
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Languages : fr
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Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'ozonation catalytique des composés organiques pour le traitement des eaux résiduaires industrielles. Parmi les traitements visant à réduire la pollution organique contenue dans les effluents, l'ozonation constitue un des moyens d'oxydation les plus efficaces. Cependant l'action sélective de l'ozone conduit généralement à un abattement limité du COT, ce qui motive le développement de procédés d'oxydation avancée, susceptibles de conduire à la minéralisation complète de la matière organique. Une investigation expérimentale permet initialement d'établir l'ordre d'efficacité des métaux de transition dans la décomposition de l'ozone, hors substrat, et de préciser le rôle du métal dans l'activation catalytique de l'ozone. L'hétérogénéisation du catalyseur par imprégnation en voie humide permet ensuite de combiner l'activité obtenue en phase homogène et la séparation aisée catlyseur/produit propre à la catalyse hétérogène. Après avoir sélectionné l'agent actif, l'optimisation de la formulation catalytique est réalisée d'après les performances obtenues vis-à-vis de la dégradation de divers substrats modèles, inertes vis-àvis de l'ozone. Les performances de l'ozonation catalytique sont ensuite validées par l'application au traitement d'effluents industriels. L'activation catalytique de l'ozone repose en effet sur la formation d'entités oxydantes non radicalaires et se distingue par là même de tous les procédés d'oxydation avancée existants à l'heure actuelle. Toutes ces validations expérimentales prouvent le bien fondé de la démarche adoptée. Enfin, ce travail ouvre des perspectives orientées vers le développement du procédé industriel.
Author: Nicolas Grosjean
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Languages : fr
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Book Description
L'industrie produit de grandes quantités d'effluents aqueux qu'il convient de traiter. Des traitements alternatifs aux procédés biologiques doivent être développés pour certains effluents toxiques et/ou non biodégradables. L'oxydation en voie humide catalytique repose sur l'action de l'oxygène sur les polluants en phase aqueuse à haute température et haute pression. Préalablement à cette étude, des catalyseurs au Ru ou Pt supportés sur ZrO2 ou TiO2très actifs et très stables pour l'OVHC de polluants modèles et de quelques effluents réels ont été développés. Ce travail a examiné ces catalyseurs sur d'autres effluents réels : un effluent provenant d'une unité de production de membranes contenant du glycérol et du DMF, uneffluent de sauce de couchage provenant de l'industrie papetière et un concentrât de lixiviatde décharge. Les catalyseurs se sont révélés très actifs et stables pour la minéralisation du glycérol, mais une forte lixiviation a été observée lors de l'OVHC du DMF du fait de la présence d'amines. L'oxydation de l'effluent de sauce de couchage permet de minéraliser la charge organique, facilitant le recyclage de la charge minérale, avec une amélioration accrue de la biodégradabilité du surnageant en présence des catalyseurs. Enfin, l'ajout de catalyseurs lors de l'OVH du concentrât de lixiviat de décharge permet d'améliorer sa minéralisation et d'éliminer totalement les ions ammonium.
Author: Cédric Lousteau
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Book Description
Des catalyseurs à base de métaux nobles (Pt, Pd, Ir, Ru et Rh) supportés (TiO2, ZrO2, CeO2 et CeZrO2) ont dans un premier temps été préparés. L'Oxydation en Voie Humide Catalytique de l'ammoniaque en présence de ces catalyseurs a alors été réalisée. Le platine est le métal le plus actif. L'iridium et le palladium sont les plus sélectifs en diazote. Le catalyseur Pt/TiO2 est le plus performant car il combine une très forte activité et une sélectivité en diazote peu éloignée de celles de l'iridium et du palladium. Une étude approfondie sur ce catalyseur (méthode de préparation, nature du précurseur métallique,...) a montré que seule la basicité de surface du catalyseur a un impact négatif sur la sélectivité en diazote. Les autres paramètres étudiés sont non significatifs. Le travail réalisé sur les conditions opératoires (PO2, T, mcatalyseur, pH et concentration d'ammoniaque) toujours en présence de Pt/TiO2 ont montré qu'il est nécessaire de contrôler la fonction oxydante et notamment le rapport nO2/nNH3. En effet, si la valeur de ce rapport est trop élevée (nO2/nNH3 ” 0,75) alors la sélectivité en diazote se dégrade fortement. Pour terminer, des catalyseurs bimétalliques PtIr/TiO2 et PtPd/TiO2 ont été préparés afin d'allier l'activité du platine à la sélectivité en diazote du palladium ou iridium. L'utilisation de ces catalyseurs s'avère peu intéressante car leur comportement est similaire à celui des mélanges mécaniques. De plus, la sélectivité en diazote est également dégradée pour nO2/nNH3 ” 0,75 avec ces catalyseurs.
