Synthèse de Fischer-Tropsch en réacteurs structurés à catalyse supportée en paroi

Fischer- Tropsch synthesis in catalytic wall structured reactors

• Auteur / Autrice : Loïc Guillou
• Direction : Dominique Vanhove
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Compiègne
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École centrale de Lille (1872-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microréacteurs chimiques

Transfert de chaleur

Transfert de masse

Cobalt

Carburants de synthèse

Catalyseurs

Mots clés libres

Catalyseur monolithique

Vitesse de réaction

Carburant synthétique

Résumé

La synthèse de Fischer- Tropsch est une réaction complexe mais l'utilisation de réacteurs miniaturisés, permettant un meilleur des transferts de masse et de chaleur, apparaît comme un moyen de la maîtriser. Ce travail présente son application dans des réacteurs structurés de 200 ilL. Des réacteurs faits de feuillets structurés ont été réalisés. Une méthode de greffage de catalyseur Co/SiO2 sur la paroi d'inox est proposée. Un prétraitement permet l'adhésion du catalyseur sur le substrat. Une méthode de greffage par sol-gel assisté par aérosol donne des films catalytiques d'épaisseur contrôlée. Ces films ont été testés sous conditions variables et dans deux réacteurs différents. L'examen des performances permet d'établir une vitesse de consommation du CO sur une gamme de conversion de 10 à 30 %. La comparaison avec des catalyseurs similaires souligne le potentiel supérieur des réacteurs structurés en terme de productivité principalement.

The Fischer- Tropsch synthesis is quite uneasy to handle and the transfer properties of miniaturized catalytic reactors may be an issue to ease its conduct. This work proposes tools to drive this reaction in 200 ilL reactors. Stacked reactors were engineered from stainless steel foils. A method to graft Co/SiO2 catalysts on pretreated steel is proposed. A pretreatment allows the bonding of the catalyst on the substrate. An aerosol assisted grafting method from a sol-gel preparation gives thickness controlled catalysts. These were tested under a wide scope of experimental conditions in two reactors. Results allowed an expression of CO consumption rate. It has been used in order to model the behaviour of the catalyst on a lOto 30 % conversion range. Comparisons with similar catalysts show the higher potential ofthese reactors especially for productivity enhancement.