Alkylation de l'isobutane par des oléfines sur catalyseurs zéolitiques en continu

Alkylation of isobutane with olefins on zeolitic catalysts in flow reactor

• Auteur / Autrice : Frédéric Cardona
• Direction : Michel Guisnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie appliquée
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse hétérogène

Alcènes

Résumé

L'alkylation de l'isobutane par les butenes est une reaction tres importante du raffinage du petrole qui permet d'obtenir une coupe d'essence de bon indice d'octane. Par suite de la suppression du plomb dans les essences, ce procede doit prendre une importance croissante si toutefois on peut substituer aux catalyseurs polluants et corrosifs utilises actuellement (hf, h#2so#4) des catalyseurs acides solide. Du point de vue applique, l'objectif de cette etude est de preciser l'interet des zeolithes comme catalyseurs d'alkylation. Du point de vue fondamental il s'agit de comprendre le mecanisme de l'alkylation et les caracteristiques physico-chimiques de catalyseurs actifs, stables et selectifs pour cette reaction. Un melange complexe d'isoalcanes c#5-c#1#2 est obtenu lors de l'alkylation de l'isobutane par le butene-2. Les produits resultent de cinq types de reactions: alkylation de l'isobutane par les butenes, autoalkylation de l'isobutane, dimerisation du butene, oligomerisation d'olefines et craquage des produits lourds formes. L'influence du temps de contact sur la distribution des produits permet de classer ceux-ci en produits primaires et secondaires. Les produits primaires attendus des reactions d'alkylation et de dimerisation sont accompagnes d'autres produits resultant d'une isomerisation rapide des carbocations intermediaires. Le transfert d'hydrure est l'etape cinetiquement limitante de la formation de tous les produits. L'activite et la selectivite des zeolithes y sont d'autant plus elevees que la densite de leurs sites acides est plus elevee. A acidite comparable, la zeolithe beta est plus active mais moins selective qu'une zeolithe y. Le chlorure de tertiobutyle et le methylcyclohexane additionnes en faible quantite ont un effet positif sur la selectivite de l'alkylation. Si les zeolithes catalysent l'alkylation, leur activite et leur stabilite sont pour l'instant insuffisantes pour une application industrielle. On peut toujours esperer ameliorer leurs proprietes catalytiques par des ajouts a la charge ou par des modifications de leur acidite