Vers un design orienté de nouveaux catalyseurs zéolithiques sélectifs pour l'hydrocraquage

par Jérémy Francis

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Christophe Pichon et de Avelino Corma.

Soutenue le 07-02-2012

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec Institut Français du Pétrole. Energies Nouvelles (Lyon site) (laboratoire) .

Le président du jury était Mélaz Tayakout.

Le jury était composé de Pascale Massiani, Laurent Simon, Emmanuelle Guillon.

Les rapporteurs étaient Françoise Maugé, Yannick Pouilloux.


  • Résumé

    L’emploi de cristaux de zéolithe USY comme fonction acide et de phases sulfures de type NiMoS comme fonction hydro/deshydrogénante (H/DH) dispersée sur un liant de type alumine [NiMoS/(_-Al2O3 + USY)] permet l'obtention de catalyseurs bifonctionnels d’hydrocraquage très actifs mais dont la sélectivité en distillats moyens est relativement faible. Une des causes invoquées pour expliquer ces performances est la distance importante entre les sites H/DH et les sites acides qui entraine des réactions secondaires et la formation de produits légers. Dans ce travail, une phase H/DH additionnelle (nickel) a été insérée dans des zéolithes USY par différentes méthodes afin d’obtenir des catalyseurs contenant une phase sulfure localisée au plus proche des sites acides. L’utilisation de zéolithes imprégnées à sec et échangées avec du nickel dans des catalyseurs typiques d’hydrocraquage permet d’obtenir de meilleures activités et sélectivités en distillats moyens en hydroconversion du squalane (2,6,10,15,19,23- hexamethyltetracosane) que l’utilisation de zéolithe ne contenant pas de Ni. L’étude de la relation structure-réactivité des catalyseurs a permis de mettre en évidence que l’amélioration de la proximité entre fonction acide et fonction H/DH est bien à l’origine de l’amélioration des propriétés catalytiques. De plus, l’utilisation d’une zéolithe dans laquelle le nickel a été inséré à la synthèse conduit aussi à des résultats prometteurs. Ce travail ouvre ainsi une voie d’amélioration pour des catalyseurs d'hydrocraquage plus actifs et plus sélectifs en distillats moyens par insertion d’une phase H/DH additionnelle

  • Titre traduit

    Towards a rational design of new zeolitic selective catalysts for hydrocracking


  • Résumé

    Hydrocracking bifunctional catalysts can be obtained using USY zeolite crystals as an acid function and NiMoS metal sulfide phase as a hydro/dehydrogenating (H/DH) function dispersed on an alumina binder [NiMoS/(_-Al2O3 + USY)]. These catalysts are very active but have a moderate selectivity towards middle distillates. One of the suggested explanations is the large distance between the two different types of catalytic sites leading to secondary reactions and to the formation of light products. In this work, an additional H/DH phase (nickel) has been inserted in USY zeolites using various methods in order to obtain catalysts in which a sulfided phase is located in the vicinity of the acid sites. The use of impregnated or ion exchanged nickel containing zeolites in a typical hydrocracking catalyst leads to higher activities and middle distillates selectivities in the squalane (2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosane) hydroconversion reaction than the use of bare zeolites. According to the structure-reactivity relation of the catalysts, these enhancements are ascribed to an increased proximity between the H/DH function and the acid sites. Moreover, the use of a synthesized Ni-zeolite leads to promising results. The use of an additional H/DH phase as an optimization route for the production of more active and selective hydrocracking catalysts is then clearly supported by this work

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