Etude de la désactivation de la réaction de déshydrogénation de l’éthanol

La désactivation du catalyseur est la perte au cours du temps de l'activité catalytique et/ou de la sélectivité. Il s’agit d’un problème majeur et récurant des procédés à l’échelle industrielle. La désactivation du catalyseur est inévitable et a un impact majeur sur la technologie de réacteurs mis en œuvre et donc sur le design du procédé. Bien qu’inévitable, certains effets liés à la désactivation peuvent être évités, ralentis voire inversés. La  désactivation est donc liée au fonctionnement d’un procédé industriel, et est au cœur de la conception, du développement et de la recherche mise en œuvre sur le procédé. Les phénomènes de désactivation dépendent du catalyseur, du système réactionnel, des conditions opératoires et de la technologie de réacteur. En l’absence de données industrielles, la désactivation peut être étudiée à l’échelle du laboratoire en définissant une stratégie expérimentale permettant de révéler les différentes mécanismes. Pour cela, il est indispensable de disposer de méthodes de caractérisation permettant de suivre l’évolution des propriétés texturales du catalyseur. La désactivation peut également être appréhendée par des approches de modélisation plus ou moins sophistiquées. Dans cette thèse, l’objectif est d’étudier la désactivation du catalyseur pour la réaction de déshydrogénation de l’éthanol. La déshydrogénation des alcools est une problématique d’importance à IFPEN. Elle est la première étape d’un procédé de production de butadiène à partir d’éthanol biosourcé. Il est proposé d’étudier expérimentalement les différents modes de désactivation et de les inclure dans un modèle mécanistique, combinant des réactions entre molécules et sites, des réactions inter-sites, des réactions de formation de coke et son dépôt. Les phénomènes de frittage ne seront pas abordés. On souhaite également utiliser ce modèle pour prédire l’évolution de la cinétique apparente de désactivation observée lors d’un changement de taille du réacteur.