Etude de la réaction de transestérification des huiles végétales catalysés par les liquides ioniques en milieu CO2 supercritique

Study of the transesterification reaction of vegetable oil catalysed by different acid ionic liquids in supercritical CO2 medium

• Auteur / Autrice : Kim Hoang Dang
• Direction : Françoise Llecha Llop-Quignard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique, génie des procédés
• Date : Soutenance le 09/09/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR 5618 - Laboratoire des Matériaux Catalytiques et Catalyse en Chimie Organique - LMC3O
• Jury : Président / Présidente : Alain Grasmick
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Françoise Llecha Llop-Quignard, Alain Grasmick, Luc Schrive
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Zéphirin Mouloungui, Olivier Boutin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Huiles végétales

Biocarburants

Liquides ioniques

Mots clés libres

Transestérification

Liquide ionique

Supercritique CO2

Biodiesel

Huile végétale

Transesterification

Ionic liquide

CO2 supercritical

Biodiesel

Oil vegetable

Résumé

Le biodiesel, provenant de sources renouvelables, devient de plus en plus intéressant pour des raisons environnementales et à cause de la perspective de la pénurie des carburants fossiles. La méthode principale pour la production de biodiesel est la réaction de transestérification de l'huile végétale catalysée par des catalyseurs acides, basiques ou enzymatiques en phase homogène ou hétérogène. Le but de ce travail est d'étudier une nouvelle voie de production de biodiesel à partir de l'huile de colza en utilisant un liquide ionique comme catalyseur et le CO2 supercritique comme milieu réactionnel. Les liquides ioniques fonctionnalisés sulfoniques sont des liquides ioniques acides possédant de bonnes propriétés catalytiques pour la transestérification de l'huile. Le caractère lipophile du liquide ionique ainsi que l'alcool influence la performance de la réaction. L'éthanol et le 1-propanol sont plus réactifs que le méthanol à cause de leur meilleure solubilité dans l'huile. Le liquide ionique peut être recyclé et la séparation des esters d'acides gras a lieu par simple décantation. L'effet du CO2 sur la transestérification de l'huile de colza catalysée par les liquides ioniques n'est pas clairement positif à cause de l'extraction préférentielle de l'éthanol. Cependant, en rajoutant l'éthanol en continu, l'influence du CO2 devrait être plus favorable. Le CO2 pourra être également utilisé en fin de réaction comme solvant permettant de séparer des esters, du glycérol et du catalyseur.

Biodiesel, resulting from renewable sources, becomes more and more interesting for environmental reasons and because of the perspective of the shortage of fossil fuels. The main method for the production of biodiesel is the reaction of transesterification of vegetable oil catalyzed by acid, basic or enzymatic catalysts in homogeneous or heterogeneous phase. The purpose of this work is to study a new way of biodiesel production from the rapeseed oil by using an ionic liquid as catalyst and supercritical CO2 as reaction media. The HSO3 functionalized ionic liquids are acid ionic liquid possessing good catalytic properties for the oil transestefication. The lipophilic character of ionic liquid as well as alcohol influences the performance of the reaction. Ethanol and 1-propanol are more reactive than methanol because of their best solubility in the oil. The ionic liquid can be recycled and the separation of the esters of fatty acids takes place by simple settling. The effect of CO2 on the transesterification of rapeseed oil catalyzed by ionic liquids is not clearly positive because of the preferential extraction of the ethanol. However, by adding the ethanol continuously, the influence of CO2 should be more favorable. Supercritical CO2 can be also used to separate esters, glycerol and catalyst at the end of reaction.