Réactivité de composés arséniés sur des masses de captation et rôle de la phase active

Reactivity of arsenic compounds on trapping masses and role of the active phase

• Auteur / Autrice : Angélique Jallais
• Direction : Igor Bezverkhyy, Michel Thomas, Antoine Hugon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 11/12/2019
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Sylvette Brunet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guy De Weireld
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carole Lamonier, Samuel Mignard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adsorption

Catalyse hétérogène

Hydrotraitement

Arsenic

Mots clés libres

Arsenic

Masse de captation

Hydrodésulfuration

Réactivité

Adsorption

Catalyse hétérogène

Arsenic

Trapping mass

Hydrodesulfurization

Reactivity

Adsorption

Heterogeneous catalysis

Résumé

Le procédé d’hydrodésulfuration catalytique des essences de craquage catalytique FCC («PrimeG+») permet d’abaisser la teneur en soufre au niveau requis par les normes environnementales. Les catalyseurs utilisés (phase mixte CoMoS) permettent une forte diminution de la teneur en composés soufrés par réaction d’hydrodésulfuration (HDS), tout en limitant la réaction d’hydrogénation des oléfines (HDO), présentes dans ce type de coupes, afin de ne pas diminuer trop fortement l’indice d’octane. Or les essences de FCC peuvent contenir des traces de composés arséniés organiques, à des teneurs de quelques dizaines de ppb, qui sont des poisons des catalyseurs d’hydrodésulfuration. Des masses de captation de l’arsenic ont donc été développées afin d’apporter une solution à ce problème, à base de NiS ou de NiCoMoP déposé sur un support alumine, mais qui ne donnent pas entièrement satisfaction. L’objectif de la thèse est d’étudier de manière complète la réactivité des composés arséniés organiques sur diverses masses de captation, et d’identifier le rôle de la nature de la phase active et les mécanismes réactionnels mis en jeu. Cette phase active sera composée de métaux (Ni, Co, Mo, Cu, Zn, Fe, ..), purs ou en mélange, à l'état réduit ou à l'état sulfure. La sélection des phases métallique sera effectuée par modélisation moléculaire "ab initio", et les synthèses par imprégnation de sels métalliques sur alumines mésoporeuses). La réactivité des solides vis-à-vis des composés arséniés sera étudiée en réacteur statique sur charges modèles simplifiées, avec suivi cinétique. La caractérisation poussée des solides après synthèse et après réaction sera entreprise à l'aide des techniques classiques utilisées dans le domaine de l'adsorption et de la catalyse. A l'issue de ce travail, il devrait être possible d'établir des relations structures-propriétés permettant de définir la masse de captation idéale pour cette application.

The aim of the thesis is to study the reactivity of organic arsenic compounds on various recovery masses and to identify the role of the nature of the active phase and the reaction mechanisms involved. The active phase is composed of metals (Ni, Co, Mo, Cu, Zn, Fe, etc.), pure or in a mixture, in the reduced state or in the sulphide state. The selection of the metallic phases will be carried out by molecular modeling "ab initio", and the synthesis by impregnation of metallic salts on mesoporous aluminas). The reactivity of the solids will be studied in a static reactor on simplified model loads, with kinetic monitoring. The advanced characterization of the solids after synthesis and after reaction will be carried out using the conventional techniques used in the field of adsorption and catalysis. At the end of this work, it should be possible to establish structure-property relationships allowing to define the ideal recovery mass for this application.