Catalyse de contact : conception, préparation et mise en oeuvre des catalyseurs industriels

Catalyse de contact : conception, préparation et mise en oeuvre des catalyseurs industriels

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Le Page, Jean-François, Cosyns, Jean (VerfasserIn), Courty, P. (VerfasserIn)
Weitere Verfasser: Limido, J. (VerfasserIn eines Geleitwortes)
Format: Livre papier
Sprache:Français
Veröffentlicht: Paris : Éditions Technip 1978.
Schriftenreihe:Recherches et témoignages - Institut français du pétrole
Schlagworte:
Catalyseurs
Catalyse hétérogène
Autres localisations: Voir dans le Sudoc
Inhaltsangabe:
  • P. 1
  • I. Généralités
  • P. 1
  • I.1. La catalyse hétérogène. Définition et importance.
  • P. 4
  • I.2. La description qualitative de l' acte catalytique
  • P. 4
  • I.2.1. La diffusion des réactifs et des produits
  • P. 8
  • I.2.2. L'adsorption des réactifs
  • P. 16
  • I.2.3. La transformation des espèces adsorbées
  • P. 17
  • I.2.4. La désorption des produits
  • P. 18
  • I.3. L'aspect quantitatif de la réaction catalytique
  • P. 18
  • I.4. Catalyseurs et procédés catalytiques
  • P. 21
  • II. La cinétique des réactions chimiques en catalyse hétérogène
  • P. 22
  • II.1. L'adsorption
  • P. 22
  • II.1.1. L'isotherme d'adsorption
  • P. 25
  • II.1.2. L'influence de la température sur l'adsorption
  • P. 26
  • II.1.3. L'adsorption : étape limitative du processus global
  • P. 27
  • II.2. La cinétique chimique en catalyse hétérogène
  • P. 27
  • II.2.1. Les réaction simples
  • P. 31
  • II.2.2. Les réactions composées
  • P. 31
  • II.2.2.1. Les réactions équilibrées
  • P. 34
  • II.2.2.2. Les réactions parallèles
  • P. 37
  • II.2.2.3. Les réactions consécutives
  • P. 37
  • II.2.3. Les limitations des expressions cinétiques précédentes
  • P. 39
  • II.3. L' intervention simultanée de la cinétique chimique et de la cinétique physique. Les phénomènes de transfert au niveau du grain
  • P. 41
  • II.3.1. Les limitations diffusionnelles intragranulaires
  • P. 45
  • II.3.2. Les limitations diffusionnelles extragranulaires
  • P. 49
  • II.4. La détection de l' étape limitative de l' acte catalytique
  • P. 50
  • II.4.1. Les transferts externes
  • P. 51
  • II.4.2. Les transferts internes
  • P. 59
  • III. La sélection des agents catalytiques
  • P. 60
  • III.1. Les critères de sélection
  • P. 61
  • III.2. L'analyse de la transformation
  • P. 63
  • III.3. La sélection des agents catalytiques
  • P. 63
  • III.3.1. Les classifications empiriques
  • P. 67
  • III.3.2. Les corrélations scientifiques et lois générales de la catalyse
  • P. 73
  • III.3.3. Le recours à la bibliographie exhaustive
  • P. 76
  • III.3.4. L'expérimentation explorative
  • P. 78
  • III.3.5. Application à un exemple pratique
  • P.79
  • III.4. conclusion
  • P. 83
  • IV. La mise au point du catalyseur industriel ; l'objectif et la méthode
  • P. 83
  • IV.1. Les propriétés et caractéristiques du catalyseur industriel
  • P. 83
  • IV.1.1. L'activité
  • P. 84
  • IV.1.2. La sélectivité
  • P. 84
  • IV.1.3. La stabilité
  • P. 85
  • IV.1.4. La morphologie
  • P. 85
  • IV.1.5. La résistance mécanique
  • P. 86
  • IV.1.6. Les caractéristiques thermiques
  • P. 86
  • IV.1.7. La régénérabilité
  • P. 87
  • IV.1.8. La reproductibilité
  • P. 87
  • IV.1.9. L'originalité
  • P. 87
  • IV.1.10. Le prix
  • P. 88
  • IV.2. Le catalyseur idéal et le catalyseur optimum
  • P. 88
  • IV.3. La mise au point du catalyseur. La méthode de travail
  • P. 90
  • IV.3.1. L'élaboration des premières formules catalytiques
  • P. 93
  • IV.3.2. L'optimisation d'un premier type de formule catalytique
  • P. 95
  • V. La préparation des catalyseurs
  • P. 95
  • V.1. Examen panoramique du problème
  • P. 100
  • V.2. La préparation des catalyseurs massiques ; opérations unitaires et chaines de fabrication
  • P. 100
  • V.2.1. La précipitation
  • P. 101
  • V.2.1.1. Les précipités cristallisés
  • P. 103
  • V.2.1.2. Les gels
  • P. 107
  • V.2.2. Les transformations hydrothermiques
  • P. 111
  • V.2.3. La décantation, la filtration, la centrifugation
  • P. 111
  • V.2.4. Le lavage
  • P. 112
  • V.2.5. Le séchage
  • P. 112
  • V.2.5.1. Le séchage courant et les xérogels
  • P. 114
  • V.2.5.2. Les séchages particuliers et les aérogels
  • P. 115
  • V.2.6. La calcination
  • P. 117
  • V.2.6.1. Calcination d'un xérogel
  • P. 117
  • A. Le frittage à rayon de pore constant
  • P. 117
  • B. Le frittage à volume poreux constant
  • P. 119
  • V.2.6.2. Calcination d'un composé cristallisé décomposable
  • P. 121
  • V.2.6.3. Calcination d'un gel décomposable thermiquement
  • P. 122
  • V.2.7. La mise en forme
  • P. 122
  • V.2.7.1. Obtention de micrograins
  • P. 126
  • V.2.7.2. Obtention de grains
  • P. 126
  • A. Le pastillage
  • P. 127
  • B. L'extrusion
  • P. 130
  • C. La dragéification ou granulation
  • P. 131
  • D. Mises en forme diverses
  • P. 131
  • V.2.8. L'agencement des opérations unitaires
  • P. 133
  • V.3. Les catalyseurs imprégnés sur supports préexistants
  • P. 134
  • V.3.1. Techniques d'imprégnation sans interaction
  • P. 135
  • V.3.1.1. Le mouillage
  • P. 137
  • V.3.1.2. Le séchage
  • P. 138
  • V.3.1.3. La calcination
  • P. 138
  • V.3.1.4. Exemples
  • P. 138
  • A. Les catalyseurs d'hydrodésulfuration
  • P. 139
  • B. Les catalyseurs d'hydrogénation sélective des essences
  • P. 141
  • V.3.2. Techniques d'imprégnation avec interaction
  • P. 142
  • V.3.2.1. Généralités sur l'échange ionique
  • P. 145
  • V.3.2.2. Le mouillage avec échange ionique
  • P. 151
  • V.3.2.3. Les autres opérations unitaires
  • P. 154
  • V.4. Conclusions
  • P. 155
  • VI. La détermination des propriétés catalytiques et physico-mécaniques
  • P. 157
  • VI.1. La détermination des propriétés catalytiques
  • P. 158
  • VI.1.1. Les divers types de réacteurs catalytiques expérimentaux
  • P. 159
  • VI.1.1.1. Les réacteurs en régime statique à évolution de concentration dans le temps
  • P. 163
  • VI.1.1.2. Les réacteurs à concentration homogène fonctionnant en régime dynamique
  • P. 165
  • A. Les lits en suspension ou en ébullition
  • P. 166
  • B. Le lit fluidisé
  • P. 168
  • C. Le réacteur à lit fixe différentiel
  • P. 171
  • D. Les réacteurs catalytiques à courant continu avec dispositif interne d'agitation
  • P. 172
  • VI.1.1.3. Les réacteurs en régime dynamique à gradient de concentrations
  • P. 178
  • VI.1.1.4. Le réacteur pulsé chromatographique
  • P. 178
  • VI.1.2. Le choix des conditions expérimentales
  • P. 179
  • VI.1.2.1. Les tests d'exploration
  • P. 180
  • VI.1.2.2. Les tests d'optimisation du catalyseur
  • P. 180
  • A. L'optimisation de l'activité et de la sélectivité chimiques
  • P. 182
  • B. L'étude des limitations diffusionnelles
  • P. 182
  • C. L'étude de la stabilité
  • P. 188
  • D. L'étude des conditions de mise en régime et des conditions d'arrêt
  • P. 192
  • VI.1.2.3. Les tests d'optimisation du procédé
  • P. 193
  • VI.1.2.4. Les tests de contrôle de fabrication
  • P. 194
  • VI.2. La détermination des caractéristiques morphologiques
  • P. 195
  • VI.2.1. La forme des grains
  • P. 195
  • VI.2.2. La distribution granulométrique
  • P. 197
  • VI.2.2.1. Le tamisage
  • P. 200
  • VI.2.2.2. L'"élutriation" ou "flourométrie" (méthode Roller)
  • P. 202
  • VI.2.2.3. La sédimentation
  • P. 205
  • VI.2.3. Les caractéristiques morphologiques internes
  • P. 206
  • VI.2.3.1. La densité structurale
  • P. 206
  • A. La picnométrie en phase liquide
  • P. 206
  • B. La picnométrie à l'hélium
  • P. 207
  • VI.2.3.2. La densité de grain et le volume poreux total
  • P. 207
  • A. La picnométrie au mercure
  • P. 208
  • B. La picnométrie à l'eau
  • P. 208
  • VI.2.4. Les caractéristiques morphologiques du lit catalytique
  • P. 209
  • VI.2.4.1. La densité du lit catalytique
  • P. 209
  • VI.2.4.2. La fraction du vide du lit catalytique
  • P. 210
  • VI.2.4.3. L'angle de talus ; l'angle de frottement interne
  • P. 210
  • VI.3. Les caractéristiques physico-mécaniques du catalyseur
  • P. 210
  • VI.3.1. L'aspect pratique du problème
  • P. 214
  • VI.3.2. L'aspect fondamental du problème
  • P. 214
  • VI.3.2.1. La résistance à l'écrasement
  • P. 217
  • VI.3.2.2. La résistance à l'abrasion et à l'attrition
  • P. 219
  • VI.3.3. Description sommaire de quelques tests d'attrition et d'écrasement
  • P. 219
  • VI.3.3.1. L'écrasement grain par grain
  • P. 223
  • VI.3.3.2. L'écrasement en lit (test type Shell)
  • P. 225
  • VI.3.3.3. L'attrition en système fluide
  • P. 225
  • VI.3.3.4. L'attrition au tube tournant (méthode Spence)
  • P. 226
  • VI.3.3.5. L'attrition au test IFP
  • P. 227
  • VI.3.3.6. L'attrition au test LSA (Socony)
  • P. 227
  • VI.3.4. Corrélations entre les mesures de résistance mécanique issues des divers tests
  • P. 230
  • VI.4. L'expérimentation industrielle
  • P. 233
  • VII. L'étude des caractéristiques physico-chimiques du solide catalytique
  • P. 235
  • VII.1. La composition "élémentaire" des catalyseurs
  • P. 241
  • VII.2. La nature et la structure des composés chimiques du catalyseur
  • P. 241
  • VII.2.1. Les composés cristallisés
  • P. 243
  • VII.2.2. Les composés amorphes ou mal cristallisés
  • P. 245
  • VII.2.3. La convergence des diverses méthodes
  • P. 247
  • VII.3 La texture du catalyseur
  • P. 248
  • VII.3.1. L'aire spécifique globale du catalyseur
  • P. 251
  • VII.3.2. L'état de dispersion des agents actifs
  • P. 251
  • VII.3.2.1. La chimisorption
  • P. 256
  • VII.3.2.2. La diffraction des rayons X ; l'élargissement des raies de diffraction
  • P. 259
  • VII.3.2.3. La microscopie électronique
  • P. 261
  • VII.3.2.4. Autres méthodes de mesure de l'état de dispersion
  • P. 264
  • VII.3.2.5. La microsonde électronique
  • P. 266
  • VII.3.3. La distribution poreuse
  • P. 269
  • VII.4. La qualité de la surface active
  • P. 269
  • VII.4.1. L'hétérogénéité de la surface active
  • P. 272
  • VII.4.2. Les méthodes liées à une chimisorption
  • P. 280
  • VII.5. Les propriétés electroniques
  • P. 280
  • VII.5.1. Généralités
  • P. 281
  • VII.5.2. Les propriétés liées à la conductivité des solides
  • P. 285
  • VII.5.3. La chimisorption sur les semi-conducteurs
  • P. 286
  • VII.5.4. Les réactions d'oxydation
  • P.289
  • VII.6. Conclusion
  • P. 293
  • VIII. La mise en oeuvre du catalyseur
  • P. 294
  • VIII.1. Les conditions opératoires
  • P. 295
  • VIII.2. La conception du réacteur
  • P. 298
  • VIII.2.1. Le choix du type d'écoulement global dans le réacteur
  • P. 298
  • VIII.2.1.1. Les modèles simples
  • P. 298
  • A. Le modèle à écoulement piston (EP)
  • P. 301
  • B. Le modèle du réacteur parfaitement agité (PA)
  • P. 301
  • C. La comparaison des performances des deux types de réacteur
  • P. 306
  • VIII.2.1.2. Les modèles plus complexes
  • P. 309
  • VIII.2.1.3. Les réacteurs industriels
  • P. 309
  • A. Le réacteur à écoulement piston
  • P. 316
  • B. Le réacteur parfaitement agité
  • P. 316
  • VIII.2.2. Les problèmes liés à la thermicité de la réaction
  • P. 317
  • VIII.2.2.1. Le réacteur tubulaire
  • P. 328
  • VIII.2.2.2. Le réacteur parfaitement agité
  • P. 328
  • VIII.2.3. Les problèmes de transfert de masse et de chaleur au niveau du lit catalytique
  • P. 330
  • VIII.2.3.1. La théorie du film laminaire
  • P. 333
  • VIII.2.3.2. Les problèmes liés à l'intervention des phénomènes diffusionnels extragranulaires
  • P. 335
  • A. Les réacteurs à lit fixe ou à lit mobile lent
  • P. 340
  • B. Les réacteurs parfaitement agités
  • P. 343
  • VIII.2.4. Les problèmes hydrodynamiques
  • P. 343
  • VIII.2.4.1. Les flux monophasiques
  • P. 344
  • VIII.2.4.2. Les flux biphasiques
  • P. 346
  • VIII.2.5. Le choix du réacteur
  • P. 349
  • VIII.3. Le schéma de l'unité
  • P. 349
  • VIII.3.1. Les répercussions des propriétés du catalyseur sur le schéma de procédé
  • P. 351
  • VIII.3.2. Les répercussions des caractéristiques thermodynamiques et des conditions opératoires sur le schéma de procédé
  • P. 352
  • VIII.4. Conclusion

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