Thèse soutenue

Captage et valorisation du CO2 par voie chimique : application à la synthèse de carbonates cycliques à partir d’époxydes

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Auteur / Autrice : Viviana Contreras Moreno
Direction : Lionel Estel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance le 09/12/2016
Etablissement(s) : Rouen, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de sécurité des procédés chimiques (Saint Etienne du Rouvray, Seine-Maritime ; 1989-....)
: Normandie Université (2015-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Charpentier
Examinateurs / Examinatrices : Lionel Estel, Jean-Claude Charpentier, Michel Meyer, Éric Favre, Alain Ledoux, Vincent Levacher, Gilles Cabot, Marie-Pierre Denieul
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Meyer, Éric Favre

Résumé

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L'utilisation du CO₂ comme matière première pour la synthèse de produits à haute valeur ajoutée, comme les carbonates cycliques, est aujourd'hui l'une des alternatives proposées dans la réduction des émissions gazeuses à effet de serre. Ce travail de thèse vise à comprendre et concevoir un procédé de valorisation de CO₂ à partir de la modélisation de la thermodynamique et des cinétiques de transfert de matière et de réactions, qui sont engendrées dans la synthèse de carbonates cycliques à partir des époxydes et un composé hétérocyclique comme catalyseur. Grâce à ce nouveau système, les carbonates cycliques très utilisés dans l'industrie de polymères, cosmétique ou pharmaceutique, sont obtenus avec de bons rendements, dans des conditions opératoires douces et en absence de solvants. Des propriétés thermodynamiques telles que la solubilité et la constante de Henry ont été estimées pour les systèmes binaires CO₂/époxyde. L'étude du transfert de matière sans ou avec réactions a permis de déterminer respectivement le coefficient de transfert de matière en phase liquide et le régime de la réaction. Des suivis cinétiques ont été réalisés afin de proposer un modèle cinétique capable de représenter la réaction et d'estimer les paramètres cinétiques. Ces derniers ont été utilisés pour la conception préliminaire et la simulation du procédé de production du carbonate d' épichlorohydrine sur Aspen Hysys.