Hydrodésoxygenation de composés phénoliques modèles représentatifs d'une bio-huile issue de matières lignocellulosiques sur catalyseurs sulfures promus (NiMo/Al2O3 et CoMo/Al2O3) et non-promu (Mo/Al2O3)

Hydrodeoxygenation of model phenolic compounds representatives of a bio-oil obtained from lignocellulosic biomass over sulfided promoted (NiMo/Al2O3 and CoMo/ Al2O3) and unpromoted (Mo/ Al2O3) catalysts

• Auteur / Autrice : Yilda Romero Perez
• Direction : Sylvette Brunet, Frédéric Richard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sulfure d'hydrogène

Catalyseurs au nickel

Catalyseurs au cobalt

Phénols

Résumé

La valorisation de la biomasse lignocellulosique comme source alternative pour la production de carburants de type gazole impose le développement de procédés spécifiques pour les traitements des bio-huiles issues de sa transformation. Pour atteindre les nouvelles directives européennes sur l'utilisation de ces nouveaux types de biocarburants, il est nécessaire d'éliminer l'oxygène de ces bio-huiles par un procédé d'hydrodésoxygénation. Les performances de trois catalyseurs sulfures ((Co,Ni)Mo/Al2O3) sur la transformation de composés phénoliques modèles (phénol, 2-éthylphénol et 4-éthylphénol) ont été étudiées dans des conditions proches de celles utilisées dans les procédés d'hydrotraitement industriels (340°C sous 7 MPa de pression totale). Trois voies de transformation du 2-éthylphénol ont été mises en évidence : une voie qui implique les propriétés hydro-désoxygénantes du catalyseur, conduisant majoritairement à la formation d'éthylcyclohexane (voie HYD), une voie de désoxygénation directe et conduisant exclusivement à l'éthylbenzène (voie DOD), et une troisième voie qui fait intervenir à la fois les propriétés acides et désoxygénantes du catalyseur (voie ACI). Un effet promoteur dû à la présence de cobalt ou de nickel a été observé : le nickel ne favorise que la voie HYD, alors que le cobalt permet une augmentation des deux voies, la voie DOD étant généralement plus promue que la voie HYD. Il a été mis en évidence que, même si H2S a un effet négatif important sur la voie DOD, il doit être introduit dans la charge réactionnelle afin d'assurer la stabilité de ces catalyseurs.

Bio-oils obtained by the transformation of lignocellulosic biomass material could be an alternative source for fuels production. However, the development of specific processes for the treatment of these bio-oils is required in order to reach the new EU directives related to the use of these types of fuels. The removal of oxygen can be carried out by a specific hydrodeoxygenation process. The performance of three sulfided catalysts ((Co,Ni)Mo/Al2O3) on the transformation of phenolic compounds (phenol, 2-ethylphenol and 4-ethylphenol) was studied under conditions close to industrial hydrotreating processes (340°C under 7 MPa of total pressure). Three pathways for 2-ethylphenol transformation were identified: the first one involves the hydro-deoxygenation properties of the catalyst (HYD pathway), leading mainly to ethylcyclohexane; the second one, a direct deoxygenation pathway (DDO pathway), leads to ethylbenzene as the only product; and the last pathway involves both the acidic and deoxygenation properties of the catalysts (ACI pathway). A promoting effect due to the presence of cobalt or nickel was observed: nickel only favors the HYD pathway, while cobalt allows an increase in both pathways, the DDO pathway being more promoted than the HYD pathway. It was observed that H2S has a significant negative effect on the DDO pathway. However, it must be introduced into the feed to ensure the stability of these catalysts.