Coadsorption sélective en phase gazeuse par les zéolithes. Données expérimentales d'équilibre du système p-xylène / m-xylène - faujasite BaY ou NaY et modélisations

par Véronique Cottier

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Marie-Hélène Simonot.

Soutenue en 1996

à Dijon .


  • Résumé

    L'adsorption de mélanges gazeux de p-xylène et de m-xylène de différentes compositions par les zéolithes BaY et NaY a été étudiée expérimentalement a cent cinquante degrés celsius pour des pressions couvrant la totalité du domaine de remplissage des supercages des zéolithes. Une telle étude réalisée dans des domaines aussi larges de composition et de remplissage constitue un apport original à l'étude de la séparation des xylènes. Dans le cas de la zéolithe NaY, les isothermes de coadsorption sont différentes suivant la composition du mélange adsorbable alors qu'avec la zéolithe BaY, ces courbes sont superposables et confondues avec les isothermes d'adsorption des xylènes purs. La coadsorption des xylènes par la zéolithe BaY constitue alors un cas particulier où les résultats expérimentaux sont présentés à remplissage constant. Deux processus d'adsorption ont été mis en évidence suivant le remplissage: avant deux molécules par supercage, les deux zéolithes adsorbent préférentiellement l'isomère le plus abondant dans le mélange adsorbable. La sélectivité dépend de la composition de ce mélange. Au-delà de deux molécules par supercage, lors de l'adsorption de la dernière molécule de xylène, la zéolithe BaY devient sélective pour le p-xylène, la zéolithe NaY pour le m-xylène. La sélectivité est alors fixée par la nature du cation compensateur de charges. Les coefficients de diffusion des mélanges de xylènes sont égaux à ceux des isomères purs. L'apparition de la sélectivité à fort remplissage est liée à la nature du cation compensateur et au réarrangement des molécules de xylènes à l'intérieur des supercages. La sélectivité dépendant de la composition de l'adsorbat, celui-ci ne se comporte pas de façon idéale. Il n'a alors pas été possible de prévoir ni de décrire de façon satisfaisante les équilibres d'adsorption des mélanges de xylènes avec les modèles thermodynamiques utilises (théorie RAST, modèle statistique, modèle quasi-chimique).

  • Titre traduit

    Selective coadsorption in gas phase on zeolites. Equilibrium experimental data and modelling of the p-xylene / m-xylene - faujasite bay or nay system


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