Transposition de tests de catalyse homogène en microréacteur

par Mahmoud Kamaleddine

Thèse de doctorat en Génie des Procédés et de l'Environnement

Sous la direction de Laurent E. Prat et de Joelle Aubin.

Le président du jury était Julien Legros.

Le jury était composé de Laurent E. Prat, Joelle Aubin, Pascal Fongarland, Jean-Marc Commenge, Flavie Sarrazin, Charles Bonnin, Typhene Michel.

Les rapporteurs étaient Pascal Fongarland, Jean-Marc Commenge.


  • Résumé

    L’accélération du développement de procédés d’oligomérisation de l’éthylène par catalyse homogène nécessite une caractérisation complète du système catalytique. Ces travaux proposent d’utiliser la micro-échelle et les écoulements gaz-liquide segmentés (écoulement de Taylor) pour atteindre des hauts débits d’expérimentation. Dans le réacteur mis au point, l’écoulement gazliquide a été étudié avec une caméra rapide pour valider le montage expérimental et étudier les caractéristiques de l’hydrodynamique. A partir de ces résultats, une étude du transfert de matière a confirmé la possibilité de réaliser la réaction d’oligomérisation de l’éthylène en régime chimique en agissant sur le coefficient de transfert de matière. Enfin, plusieurs tests d’oligomérisation de l’éthylène ont été réalisés dans le microréacteur avec une analyse en ligne des produits. Les résultats des tests en terme de conversion, sélectivité et productivité sont comparables à ceux réalisés dans des réacteurs agités et permettent de valider le concept.

  • Titre traduit

    Transposition of homogeneous catalytic testing in microreactor


  • Résumé

    The acceleration of the development of ethylene oligomerization processes by homogeneous catalysis requires a complete characterization of the catalytic system. This work proposes to use segmented gas-liquid flow (Taylor flow) in microchannels to achieve high experimental throughput for catalyst testing. Gas-liquid flow was studied with a high-speed camera in order to validate the experimental microreactor setup and to study the hydrodynamic characteristics. Based on these results, a study of mass transfer confirmed the possibility of conducting the oligomerization reaction of ethylene in the chemical regime by acting on the mass transfer coefficient. Finally, several ethylene oligomerization tests were carried out in the microreactor with an on-line analysis of the products. The results of the tests in terms of conversion, selectivity and productivity are comparable to those carried out in stirred tank reactors and allow the transposition of the batch process to a continuous miniaturized process to be validated.



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