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Thèse soutenue

Déshydrogénation de l'éthane en réacteur membranaire céramique semi-perméable à l'oxygène

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Auteur / Autrice : Michaël Rébeilleau-Dassonneville
Direction : Claude Mirodatos
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie industrielle
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Lyon 1

Résumé

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La déshydrogénation oxydante de l'éthane (ODHE) est considérée comme une alternative attrayante au vapocraquage pour la production d'éthylène. Cependant, un haut rendement en éthylène (minimum 70 %) est nécessaire en vue d'une industrialisation de ce procédé pour compenser la perte de crédits d'hydrogène. En employant l'air comme oxydant, les meilleurs catalyseurs rapportés dans la littérature n'atteignent pas à l'heure actuelle, le rendement désiré. D'autre part, en utilisant de l'air enrichi ou de l'oxygène pur, le rendement reste toujours insuffisant pour compenser le coût de l'unité de séparation de l'oxygène. Ainsi, l'utilisation de réacteurs catalytiques membranaires qui combinent séparation d'oxygène et conversion d'éthane dans une même unité semble une voie prometteuse. Le développement de céramiques d'oxydes mixtes comme membrane dense et perméable uniquement à l'oxygène ionique permet d'envisager leur emploi pour fournir une forme d'oxygène adapté au procédé de déshydrogénation sélective. L'objectif de ce travail a été premièrement de caractériser une céramique d'oxyde mixte Ba0,5 Sr0,5 Co0,8 Fe0,2 O3-[delta] modifiée ou non en surface par l'ajout de catalyseurs et plus particulièrement la semi perméabilité électrochimique à l'oxygène. Dans un second temps, les membranes ont été évaluées pour la déshydrogénation de l'éthane en éthylène et le mécanisme de cette réaction a été partiellement élucidé. En matière de performance, des résultats très encourageants ont été obtenus, avec notamment des rendements en éthylène supérieurs à 70 % ce qui a permis la rédaction de deux brevets et de plusieurs publications