Valorisation du glycérol : mise au point d'un procédé de carbonatation du glycérol en carbonate de glycérol et synthèse du glycidol

Valorisation of the glycerol : development of the process for carbonation of the glycerol to the glycerol carbonate and synthesis of the glycidol

• Auteur / Autrice : Jeong-Woo Yoo
• Direction : Zéphirin Mouloungui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des agroressources
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse hétérogène

Époxydes

Glycérine

Résumé

Dans le cadre de la valorisation du glycerol, les procedes de synthese du carbonate de glycerol puis du glycidol ont ete etudies. Le carbonate de glycerol est synthetise par carbonatation du glycerol avec l'assistance de carbonates de dialkyle et des carbonates d'alkylene utilises comme source de carbonates. Cette reaction a, en particulier, ete realisee avec le carbonate d'ethylene et la resine amberlyst a26, hco#3, fortement basique, comme catalyseur. Les etudes cinetiques ont conduit a l'optimisation des conditions operatoires. Elles ont permis d'acquerir les grandeurs cinetiques et thermodynamiques. En systeme discontinu, un rendement de 87% est obtenu a 80c dans le cas ou le rapport molaire (m) carbonate d'ethylene/glycerol est egal a 2. La vitesse de reaction est alors du premier ordre par rapport au glycerol avec un energie d'activation de 8,76 kcal/mole et la constante de vitesse de 4,1 h#-#1. Le meme ordre cinetique est observe en systeme continu dans un reacteur a lit fixe ou la reaction est favorisee. Elle est tres rapide (constante de vitesse a 74c : 40 h#-#1) avec une basse energie d'activation (5. 36 kcal/mol). Un rendement de 87% a 74c est atteint en 4 minutes dans le cas ou m est egal a 2. Enfin, la mise en place, en serie, d'un evaporateur a film mince permet la purification du carbonate de glycerol synthetise dans un reacteur a lit fixe. Cet appareillage permet d'eviter la degradation thermique du produit. Une purete de 97. 3% est obtenue avec une productivite de 1. 1 kg/h a l'echelle pre-pilote. Le carbonate de glycerol est ensuite utilise comme intermediaire reactionnel pour la synthese du glycidol. Le catalyseur mis en jeu est ici une zeolite de type a. La nature des pores de petites tailles de ces zeolites permet la contraction du cycle carbonate en epoxyde (glycidol) accompagne d'un degagement de co#2. Un polyol comme le glycerol est utilise comme co-reactif et aide a l'ouverture du cycle carbonate. Un rendement de 72% est atteint dans un systeme discontinu a 35 mbar et a 180c. Dans un systeme semi-continu, des rendements compris entre 83 et 86% sont obtenus dans les memes conditions operatoires. Le glycidol est purifie a 99% au moyen d'un separateur/evaporateur fonctionnant selon le principe d'un evaporateur a film mince l'evaluation economique de ces procedes tend a montrer les possibilites de leur industrialisation.