Sommaire: Etude théorique de la cinétique de l’isomérisation de n-heptane sur catalyseurs zéolithiques
INTRODUCTION
PARTIE I: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1 GENERALITES
1.1 Procédé disomérisation des paraffines
1.2 Le catalyseur dhydroisomérisation
2 LES CATALYSEURS ZEOLITHIQUES
2.1 Les zéolithes
2.2 Quelques types de zéolithes
2.3 Modification des zéolithes
2.3.1 Léchange dions
2.3.1.1 Echange par des ions ammonium
2.3.1.2 Forme protonée des zéolithes
2.3.1.3 Echange par des ions multivalents
2.3.2 La désalumination
2.4 Propriétés acides des zéolithes
2.4.1 Lacidité de BrØnsted
2.4.2 Lacidité de Lewis
2.5 Caractérisation de lacidité des zéolithes
2.5.1 Technique de thermodésorption programmée dammoniac (TPD NH3)
2.5.2 Adsorption pyridine
2.6 La fonction métallique
2.6.1 Caractérisation de la phase métallique
2.6.1.1 Chimisorption
2.6.1.2 Microscopie électronique
3 ISOMERISATION DES PARAFFINES
3.1 Aspect thermodynamique
3.3 Mécanismes de lisomérisation des alcanes
3.3.1 Transformation monofonctionnelle métallique
3.3.2 Transformation monofonctionnelle acide
3.3.3 Transformation bifonctionnelle
3.3.4 Détermination de la contribution de chacun des mécanismes
3.2 Données cinétiques de lisomérisation des alcanes C6 et C7
3.2.1 Isomérisation du n-hexane3.2.2 Isomérisation du n-heptane4. CONCLUSION
PARTIE II: ETUDE CINETIQUE : CALCULS ET RESULTATS
1 INTRODUCTION
2 DETERMINATION DES PARAMETRES CINETIQUES
2.1 Etude de linfluence de la température
2.1.1 Calcul des énergies dactivation
2.1.2 Calcul des constantes de vitesse
2.1.3 Discussion
2.2 Influence des pressions partielles
2.2.1 Influence de la pression partielle du n-heptane
2.2.2 Influence de la pression dhydrogène
2.2.3 Discussion
3 CONCLUSIONS
BIBLIOGRAPHIE
PARTIE III: CALCULS QUANTIQUES: RESULTATS & DISCUSSIONS
1 INTRODUCTION
2 PRINCIPE DES CALCULS
3 METHODES DE CALCUL
3.1 Les méthodes semi-empiriques
3.2 Les méthodes ab-initio
4 TYPES DE CALCUL
4.1 Calculs doptimisation de la géométrie
4.2 Calcul de point simple (single point)
4.3 Recherche de létat de transition
5 Résultats des calculs
6Conclusions..
BIBLIOGRAPHIE
CONCLUSION GENERALE
ANNEXES
Extrait du mémoire Etude théorique de la cinétique de l’isomérisation de n-heptane sur catalyseurs zéolithiques
PARTIE I: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1 GENERALITES
1.1 Procédé disomérisation des paraffines
Lisomérisation des paraffines de faible poids moléculaire est industriellement utilisée depuis déjà plusieurs dizaines dannées pour augmenter lindice doctane des essences légères. En effet, lévolution du nombre doctane en fonction de la température débullition (Fig.1.1) montre une chute importante du RON, dans la famille des alcanes supérieurs au n-butane. Cette carence a était comblée par lincorporation à lessence alkyls de plomb.
Leffet néfaste des additifs de plomb sur la durée de vie des pots catalytiques dune part, et les spécifications de plus en plus sévères en matière de normes sur les carburants, en particulier vis à vis des composés aromatiques dautre part, ont orienté le choix des raffineurs vers la valorisation de la coupe paraffinique C5/C7 en essence à haut indice octane par isomérisation.
En effet, on peut remarquer à titre dexemple, que lisomérisation du nheptane en triméthyl 2,2,3-butane permet datteindre un indice doctane proche de celui du benzène (Fig.1.1), avec cependant lavantage dune sensibilité RON/MON réduite (tableau1.1).
Comme il est plus aisé deffectuer lisomérisation que la déshydrocyclisation des paraffines à 6 ou 7 atomes de carbone, il devient plus judicieux de produire des bases pour carburant à haut indice doctane par isomérisation de la coupe C5/C7, et également de valoriser les nheptane, n-octane en toluène et xylènes respectivement.
Avec la découverte de nouveaux catalyseurs, on soriente vers la transformation privilégiée du normal-heptane sous forme de carburant à haut indice doctane.
La charge du réacteur disomérisation peut être issue de la distillation directe ou du reformage catalytique (Fig1.2). Le procédé disomérisation est autant plus économique que les anciennes unités de reformage catalytique peuvent être modifiées à moindre frais en unité disomérisation. Les conditions opératoires étant généralement moins sévères que celles du reformage (température de 230 à 300°C, pression de 20 à 35 bar et rapport molaire H2/HC de 1 à 4).
Dans le domaine de température, considérée lindice doctane atteint est limité à 82-84. Le recyclage des n-paraffines non transformées jusquà extinction permet un gain de 6 à 8 points doctane supplémentaires (Fig1.3).
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