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Catalyse acido-basique : application au raffinage et à la pétrochimie. volume 1

Résumé

Une synthèse complète de la catalyse acido-basique appliquée au raffinage et à la pétrochimie. Insiste particulièrement sur les caractéristiques réactionnelles et mécanistiques des transformations d'hydrocarbures et des acides et des bases catalysant ces transformations. Développe également l'aspect industriel.


  • Éditeur(s)
  • Date
    • 2003
  • Notes
    • Réf. bib. en fin de chapitre. Glossaire et index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • XXIII-385 p. : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 2-7108-0803-X ;
    • 2-7108-0841-2
  • Indice
    • 665 Industrie pétrolière, pétrochimie
  • Quatrième de couverture
    • Application au raffinage et à la pétrochimie

      Cette synthèse complète de la catalyse acido-basique appliquée au raffinage et à la pétrochimie présente les éléments de base et les informations nécessaires à la description rationnelle et cohérente des grandes opérations de ces deux industries.

      L'ouvrage insiste particulièrement sur les caractéristiques réactionnelles et mécanistiques des transformations d'hydrocarbures, et sur les propriétés des acides ou des bases à l'origine des performances catalytiques. Il développe également l'aspect industriel en montrant comment ces caractéristiques et propriétés déterminent le choix et les particularités des procédés utilisés.

      Ce manuel de référence s'adresse aux professionnels, chercheurs, ingénieurs et professeurs souhaitant acquérir une solide formation, développer leurs connaissances ou trouver des compléments d'information. Il intéressera également les étudiants qui se spécialisent en catalyse et dans les transformations catalytiques des hydrocarbures.


  • Tables des matières
      • Catalyse acido-basique

      • Application au raffinage et à la pétrochimie Volume 2

      • Christian Marcilly

      • Editions Technip

      • Volume 1
      • Préface
        III
      • Remerciements
        XXIV
      • Introduction
        1
      • Chapitre 1
      • Généralités sur l'acido-basicité
      • 1.1 Historique: l'acido-basicité à travers les âges
        5
      • 1.2 Théories de l'acido-basicité 13
      • 1.2.1 Théorie d'Arrhénius (1887). Acido-basicité des solutions aqueuses13
      • 1.2.2 Théorie de Bronsted-Lowry (1923). Cas des solutions idéales (diluées)13
      • 1.2.2.1 Définitions13
      • 1.2.2.2 Propriété particulière du proton15
      • 1.2.2.3 Couple acide-base conjugués15
      • 1.2.2.4 Autoprotolyse15
      • 1.2.2.5 Acidités (basicités) ou forces acides (basiques) d'un acide (d'une base)16
      • 1.2.2.6 Activité protonique18
      • 1.2.2.7 Effet de nivellement d'un solvant20
      • 1.2.2.8 Classement relatif des acides et des bases: échelle universelle d'acido-basicité fondée sur le pKa22
      • 1.2.2.9 Limites de la théorie de Bronsted-Lowry24
      • 1.2.3 Théorie de Lewis ou théorie électronique24
      • 1.2.3.1 Définitions24
      • 1.2.3.2 Les diverses catégories de réactions acide-base au sens de Lewis25
      • 1.2.3.3 Classement des acides et bases de Lewis27
      • 1.2.3.4 Faiblesses de la théorie électronique de Lewis28
      • 1.2.3.5 Conclusion29
      • 1.2.4 Théories plus modernes fondées sur le traitement de la théorie électronique de Lewis dans le cadre de la mécanique quantique29
      • 1.2.4.1 Notions de base sur les orbitales moléculaires29
      • 1.2.4.2 Approche de Mulliken31
      • 1.2.4.3 Approche de Klopman33
      • 1.2.4.4 Principe HSAB de Pearson34
      • 1.2.4.5 Approche moderne de la théorie HSAB (après 1978): quantification par la théorie de la fonctionnelle de la densité37
      • 1.2.4.6 Équations empiriques: approches quantitatives de Drago et al41
      • 1.2.5 Conclusion
        42
      • 1.3 Caractérisation de l'acido-basicité 43
      • 1.3.1 Importance de l'activité protonique en catalyse43
      • 1.3.2 Les catalyseurs acido-basiques en solution: détermination de l'acidité44
      • 1.3.2.1 Acides protoniques en milieu aqueux dilué44
      • 1.3.2.2 Milieu aqueux concentré et fonction d'acidité46
      • 1.3.2.3 Solvants aquo-organiques et organiques52
      • 1.3.3 Principales techniques modernes de caractérisation
        54
      • Références bibliographiques
        56
      • Chapitre 2
      • Principaux acides, superacides et bases intéressants pour la catalyse
      • 2.1 Milieux acides liquides: superacides 59
      • 2.1.1 Acides et superacides de Lewis60
      • 2.1.1.1 Généralités60
      • 2.1.1.2 Sels fondus ou milieux ioniques non aqueux liquides à température ordinaire (NAILs)61
      • 2.1.2 Superacides de Bronsted64
      • 2.1.2.1 Superacides de Bronsted oxygénés64
      • 2.1.2.2 Acides halosulfuriques et superacides dérivés65
      • 2.1.2.3 Acides perfluoroalcanesulfoniques et superacides dérivés67
      • 2.1.2.4 Superacides dérivés de l'acide fluorhydrique HF
        68
      • 2.2 Les acides solides 70
      • 2.2.1 Les zéolithes72
      • 2.2.1.1 Généralités sur la structure et l'acidité des aluminosilicates cristallisés72
      • 2.2.1.2 Évolution de la famille des zéolithes. Nomenclature moderne74
      • 2.2.1.3 Quelques structures zéolithiques importantes de type aluminosilicate79
      • 2.2.1.4 Acidité et activité catalytique des zéolithes du type aluminosilicate: influence de la structure, de la porosité et de la composition chimique84
      • 2.2.1.5 Modifications des zéolithes aluminosilicatées (volontaires ou subies)89
      • 2.2.1.6 Autres solides acides apparentés aux zéolithes93
      • 2.2.2 Les silice-alumines amorphes97
      • 2.2.2.1 Généralités. Synthèse et description sommaire du solide97
      • 2.2.2.2 Acidités des silice-alumines. Comparaison avec les zéolithes100
      • 2.2.3 Alumines et alumines modifiées101
      • 2.2.3.1 Les alumines101
      • 2.2.3.2 Les alumines halogénées (chlorées)105
      • 2.2.4 Les argiles à piliers (PILCs)108
      • 2.2.4.1 Principe de la préparation des PILCs109
      • 2.2.4.2 Argiles utilisables110
      • 2.2.4.3 Les piliers112
      • 2.2.4.4 Caractéristiques principales des PILCs112
      • 2.2.5 Zircone sulfatée et autres oxydes sulfatés114
      • 2.2.5.1 Préparation de la zircone114
      • 2.2.5.2 Préparation de la zircone sulfatée115
      • 2.2.5.3 Acidité115
      • 2.2.5.4 Dopage de la zircone sulfatée. Addition d'une fonction hydrogénante116
      • 2.2.6 Combinaisons acides d'oxydes: WO3/Al2O3, WO3/ZrO2 et MoO3/ZrO2117
      • 2.2.6.1 Préparation117
      • 2.2.6.2 Relations structure-activité. Nature des espèces actives118
      • 2.2.7 Hétéropolyacides (HPA)119
      • 2.2.7.1 Préparation et structure119
      • 2.2.7.2 Stabilité thermique, solubilité et état de division121
      • 2.2.7.3 Propriétés oxydo-réductrices et acides121
      • 2.2.7.4 Dépôt des HPA sur support. Addition d'une fonction hydro-déshydrogénante
        122
      • Références bibliographiques
        123
      • Chapitre 3
      • Chimie des carbocations
      • 3.1 Historique
        137
      • 3.2 Nature et genèse des carbocations (ions carbénium et carbonium) 139
      • 3.2.1 Nature des carbocations139
      • 3.2.2 Genèse des carbocations140
      • 3.2.2.1 Genèse des ions carbénium140
      • 3.2.2.2 Genèse des ions carbonium144
      • 3.2.3 Exemples expérimentaux de formation d'un ion carbénium par abstraction d'un ion hydrure H- à un alcane par un superacide de Bronsted, avec formation d'hydrogène
        146
      • 3.3 Stabilité, stabilisation et réactivité des carbocations 150
      • 3.3.1 Stabilité des carbocations150
      • 3.3.1.1 L'ion carbénium est un intermédiaire réactionnel généralement instable152
      • 3.3.1.2 Stabilité relative des ions carbénium155
      • 3.3.1.3 Stabilité des ions carbonium164
      • 3.3.2 Stabilisation et réactivité des carbocations166
      • 3.3.2.1 Stabilisation des ions carbénium par interaction avec leur environnement166
      • 3.3.2.2 Réactivité des carbocations
        167
      • 3.4 Mécanismes de transformation des carbocations 168
      • 3.4.1 Règles de transformation des ions carbénium168
      • 3.4.1.1 Mécanismes intramoléculaires168
      • 3.4.1.2 Mécanismes intermoléculaires192
      • 3.4.2 Règles de transformation des ions carbonium199
      • 3.4.3 Distinction entre acide et superacide par les ions carbénium et carbonium201
      • 3.4.3.1 Avec un acide de "formule mathématique non exprimable en therme htm" (acidité égale ou inférieure à celle de H2SO4)201
      • 3.4.3.2 Avec un superacide de "formule mathématique non exprimable en therme html
        202
      • Références bibliographiques
        204
      • Chapitre 4
      • Réactivité et modes de transformation des grandes familles d'hydrocarbures
      • 4.1 Les alcanes (ou paraffines) 212
      • 4.1.1 Introduction212
      • 4.1.2 Transformation par isomérisation-craquage des carbocations aliphatiques213
      • 4.1.2.1 Influence de la longueur de chaîne de l'ion carbénium sur sa réactivité214
      • 4.1.2.2 Vitesses relatives des divers modes d'isomérisation et de craquage des ions carbénium215
      • 4.1.2.3 Schéma général de transformation d'un ion carbénium linéaire par isomérisation et beta-scission218
      • 4.1.3 Schéma général des réactions d'isomérisation-craquage des paraffines219
      • 4.1.3.1 Influence de la présence d'hydrogène sur le schéma réactionnel Notions de catalyses acides monofonctionnelle et bifonctionnelle220
      • 4.1.3.2 Schéma général des réactions221
      • 4.1.4 Isomérisation-craquage des alcanes linéaires par catalyse purement acide (catalyse monofonctionnelle)222
      • 4.1.4.1 Caractéristiques générales de sélectivité222
      • 4.1.4.2 Exemples de transformation du n-heptane sur catalyseur solide acide en l'absence d'hydrogène224
      • 4.1.4.3 Transformation de paraffines à plus de 8 atomes de carbones avec un catalyseur solide acide en l'absence d'hydrogène228
      • 4.1.4.4 Transformation du n-heptane avec un catalyseur superacide en présence d'hydrogène229
      • 4.1.5 Isomérisation-craquage des paraffines linéaires par catalyse bifonctionnelle232
      • 4.1.5.1 Conditions d'une bonne synergie entre fonctions acide (FA) et hydro-déshydrogénante (FHDH). Notion de catalyseur bifonctionnel idéal233
      • 4.1.5.2 Hydrocraquage du n-heptane235
      • 4.1.5.3 Hydrocraquage de paraffines supérieures240
      • 4.1.5.4 Remarque sur l'hydrocraquage des hydrocarbures
        248
      • 4.2 Les alcènes (oléfines) 248
      • 4.2.1 Introduction: comparaison entre les réactivités des alcènes et des alcanes248
      • 4.2.2 Isomérisations249
      • 4.2.2.1 Aspects cinétiques249
      • 4.2.2.2 Aspects thermodynamiques250
      • 4.2.3 Autres transformations250
      • 4.2.3.1 Craquage250
      • 4.2.3.2 Polymérisation252
      • 4.2.3.3 Alkylation252
      • 4.2.3.4 Transfert d'hydrogène
        252
      • 4.3 Les cycloalcanes (alkylmononaphtènes et alkylpolynaphtènes) 253
      • 4.3.1 Introduction et généralités253
      • 4.3.2 Réactivités comparées des alkylnaphtènes et des paraffines254
      • 4.3.3 Réactions du cycle des ions carbénium cycliques257
      • 4.3.3.1 Généralités: influence du nombre de carbones du cycle naphténique sur sa stabilité257
      • 4.3.3.2 Isomérisation258
      • 4.3.3.3 Ouverture du cycle261
      • 4.3.3.4 Réaction de transfert d'hydrogène (TH)267
      • 4.3.3.5 Réaction de dismutation269
      • 4.3.4 Transformation des chaînes alkyles latérales. Influence de la présence du cycle269
      • 4.3.4.1 Réarrangements des chaînes alkyles269
      • 4.3.4.2 Scission des chaînes latérales: épluchage du cycle (paring reaction)272
      • 4.3.5 Transformation des cycloalcanes par catalyse purement acide (monofonctionnelle)276
      • 4.3.5.1 Naphtènes monocycliques276
      • 4.3.5.2 Naphtènes polycycliques279
      • 4.3.6 Hydroisomérisation-hydrocraquage des alkylnaphtènes par catalyse acide bifonctionnelle280
      • 4.3.6.1 Naphtènes monocycliques280
      • 4.3.6.2 Naphtènes polycycliques
        284
      • 4.4 Les aromatiques (alkyl- et polyaromatiques) 285
      • 4.4.1 Introduction et généralités285
      • 4.4.2 Rappels sur les transformations d'alkylaromatiques286
      • 4.4.2.1 Les carbocations mis en jeu initialement286
      • 4.4.2.2 Examen des principales transformations des alkylaromatiques287
      • 4.4.2.3 Influence de la nature du catalyseur et des conditions opératoires sur l'importance des diverses réactions des alkylaromatiques297
      • 4.4.2.4 Hydrocraquage des polyaromatiques
        309
      • 4.5 Remarque sur la représentation des mécanismes en chaîne 313
      • Références bibliographiques
        313
      • Chapitre 5
      • Introduction au raffinage et à la pétrochimie
      • 5.1 Pétrole brut et produits pétroliers 319
      • 5.1.1 Un peu d'histoire319
      • 5.1.2 Le pétrole brut: origine et caractéristiques principales320
      • 5.1.3 Les produits pétroliers issus du raffinage du pétrole brut324
      • 5.1.3.1 Les produits pétroliers324
      • 5.1.3.2 Définitions de quelques spécifications importantes des carburants325
      • 5.1.3.3 Huiles de bases: quelques spécifications importantes
        334
      • 5.2 Schémas du raffinage 338
      • 5.2.1 Les coupes pétrolières issues de la distillation fractionnée339
      • 5.2.2 La raffinerie simple des années 1970341
      • 5.2.3 La raffinerie convertissante des années 1980342
      • 5.2.4 La raffinerie convertissante des années 1990 et 2000: conversion accrue et carburants reformulés; conversion profonde et raffinage du futur (2010-2020)342
      • 5.2.5 La raffinerie productrice de lubrifiants348
      • 5.2.5.1 Voie physique349
      • 5.2.5.2 Voie catalytique350
      • 5.2.6 La catalyse acido-basique en raffinage
        351
      • 5.3 La pétrochimie: schémas de fabrication des principaux grands produits intermédiaires destinés à la chimie
        351
      • 5.4 Conclusion
        355
      • Références bibliographiques
        356
      • Chapitre 6
      • La catalyse basique. Exemples d'applications industrielles
      • 6.1 Genèse des carbanions
        359
      • 6.2 Stabilités relatives des carbanions
        360
      • 6.3 Mécanismes de transformation des carbanions et réactivité des hydrocarbures par catalyse basique 362
      • 6.3.1 Mécanismes intramoléculaires362
      • 6.3.1.1 Isomérisation362
      • 6.3.1.2 Réactions de béta-élimination: scission de liaisons C-H, C-C ou C-X (avec X: groupement fonctionnel)363
      • 6.3.1.3 Cyclisation des diènes et polyènes365
      • 6.3.1.4 Transfert interne d'un proton366
      • 6.3.2 Mécanismes intermoléculaires366
      • 6.3.2.1 Hydrogénation366
      • 6.3.2.2 Polymérisation des oléfines367
      • 6.3.2.3 Cyclodimérisation des diènes et polyènes367
      • 6.3.2.4 Alkylation de la chaîne latérale des alkylaromatiques367
      • 6.3.2.5 Alkylation du noyau benzénique371
      • 6.3.2.6 Dismutation des alkylaromatiques371
      • 6.3.2.7 Transfert de proton et d'hydrogène
        371
      • 6.4 Les principaux catalyseurs basiques
        372
      • 6.5 Présentation de quelques réalisations industrielles 373
      • 6.5.1 Isomérisation des oléfines et polyoléfines: exemple de l'isomérisation du 5-vinylbicyclo[2,2,1]hepta-2-ène373
      • 6.5.2 Dimérisation des oléfines: production de 4-méthylpent-1-ène à partir de propylène373
      • 6.5.3 Alkylation des alkylaromatiques375
      • 6.5.3.1 Synthèse de l'isobutylbenzène (IBB)375
      • 6.5.3.2 Synthèse du ter-amylbenzène376
      • 6.5.3.3 Synthèse de diméthylnaphtalènes376
      • 6.5.3.4 Alkylation du toluène par le méthanol377
      • 6.5.3.5 Alkylation du phénol par le méthanol en 2,6-xylénol378
      • 6.5.4 Deshydratation des alcools379
      • 6.5.5 Transestérification des huiles végétales par le méthanol
        379
      • 6.6 Conclusion
        382
      • Références bibliographiques 383
      • Glossaire des volumes 1 et 2 (en fin du volume 1)
      • Index des volumes 1 et 2 (en fin du volume 1)
      • Volume 2
      • Préface III
      • Remerciements
        XXIV
      • Chapitre 7
      • Transformation de charges aliphatiques
      • Isomérisation des paraffines en C4-C5-C6
        388
      • 7.1 Généralités 388
      • 7.2 Isomérisation des C5-C6: caractéristiques de la réaction, catalyseurs et mécanismes possibles 389
      • 7.2.1 Thermodynamique et cinétique de la réaction d'isomérisation389
      • 7.2.2 Catalyseurs391
      • 7.2.3 Mécanismes réactionnels392
      • 7.2.3.1 Le mécanisme réactionnel bimoléculaire sur catalyseur purement monofonctionnel392
      • 7.2.3.2 Le mécanisme réactionnel monomoléculaire sur catalyseur bifonctionnel idéal396
      • 7.2.3.3 Les mécanismes réactionnels avec les catalyseurs industriels398
      • 7.2.4 Réactions secondaires et contamination des catalyseurs403
      • 7.2.4.1 La nature des alcanes à isomériser403
      • 7.2.4.2 Les conditions opératoires403
      • 7.2.4.3 Le caractère bifonctionnel plus ou moins marqué du catalyseur404
      • 7.2.4.4 Les impuretés éventuelles de la charge (nature et teneur)404
      • 7.2.5 Conditions opératoires404
      • 7.2.6 Procédés industriels405
      • 7.2.6.1 Procédés sans recyclage d'hydrocarbures405
      • 7.2.6.2 Procédés avec recyclage d'une partie des hydrocarbures
        407
      • 7.3 Isomérisation du n-butane: caractéristiques de la réaction, catalyseurs et mécanismes possibles 409
      • 7.3.1 Thermodynamique et cinétique409
      • 7.3.2 Catalyseurs et mécanismes410
      • 7.3.3 Réactions secondaires et contamination du catalyseur413
      • 7.3.4 Conditions opératoires et procédés industriels
        414
      • 7.4 Conclusion
        414
      • Alkylation aliphatique
        415
      • 7.5 Généralités
        415
      • 7.6 Caractéristiques thermodynamiques et cinétiques de la réaction. Catalyseurs 416
      • 7.6.1 Thermodynamique et cinétique de la réaction d'alkylation416
      • 7.6.2 Catalyseurs et conditions opératoires
        416
      • 7.7 Chimie de la réaction d'alkylation. Mécanismes réactionnels 418
      • 7.7.1 Mécanisme «simplifié» d'alkylation419
      • 7.7.2 Mécanisme réel d'alkylation: phases d'initiation et de propagation420
      • 7.7.2.1 Initiation420
      • 7.7.2.2 Propagation422
      • 7.7.3 Examen des principales réactions autres que l'alkylation simple423
      • 7.7.3.1 Isomérisation des butènes et des triméthylpentanes423
      • 7.7.3.2 Réactions de polymérisation (et/ou polyalkylation)425
      • 7.7.3.3 Réactions de transfert d'hydrogène (TH), formation de polymères solubles et désactivation des catalyseurs426
      • 7.7.3.4 Craquage427
      • 7.7.3.5 Auto-alkylation427
      • 7.7.4 Voies possibles de formation des diverses molécules dans les alkylats428
      • 7.7.5 Mécanismes dominants selon l'oléfine et le catalyseur
        429
      • 7.8 Données industrielles 432
      • 7.8.1 Composition des charges432
      • 7.8.2 Comparaison entre les unités industrielles HF et H2SO4
        433
      • 7.9 Les procédés industriels 435
      • 7.9.1 Les procédés d'alkylation sulfurique435
      • 7.9.1.1 Procédé Strateo (effluent refrigeration process)435
      • 7.9.1.2 Procédé Exxon/Kellog (cascade autorefrigeration process)436
      • 7.9.2 Les procédés d'alkylation HF437
      • 7.9.2.1 Procédé Phillips438
      • 7.9.2.2 Procédé UOP438
      • 7.10 Recherche d'un procédé sur catalyseur solide 439
      • 7.11 Conclusions et perspectives
        441
      • Aromatisation des hydrocarbures aliphatiques légers
        442
      • 7.12 Introduction
        442
      • 7.13 Généralités sur les réactions et les catalyseurs utilisés 443
      • 7.13.1 Thermodynamique et caractéristiques de la réaction443
      • 7.13.2 Les catalyseurs
        444
      • 7.14 Performances typiques des catalyseurs H-ZSM-5 et Ga-ZSM-5. Schéma et mécanismes réactionnels
        445
      • 7.14.1 Performances typiques445
      • 7.14.2 Schéma et mécanismes réactionnels446
      • 7.14.2.1 H-ZSM-5446
      • 7.14.2.2 Catalyseur bifonctionnel Ga-ZSM-5
        449
      • 7.15 Procédés industriels 450
      • 7.15.1 M2-Forming de Mobil450
      • 7.15.2 Cyclar d'UOP/BP451
      • 7.15.3 Aroforming de IFP/Salutec452
      • 7.15.4 Z-Forming de Mitsubishi/Chiyoda452
      • 7.15.5 Procédé Alpha de Toyo Eng. Co. et Sanyo Petrochem. Co453
      • 7.15.6 Procédé Topas de Haldor Topsoe
        453
      • 7.16 Conclusion
        453
      • Isomérisation squelettale des butènes et pentènes linéaires
        454
      • 7.17 Introduction et généralités
        454
      • 7.18 Aspects thermodynamiques et cinétiques 455
      • 7.18.1 Aspects thermodynamiques455
      • 7.18.2 Aspects cinétiques
        456
      • 7.19 Les catalyseurs 457
      • 7.19.1 Les catalyseurs sans sélectivité géométrique457
      • 7.19.1.1 Les catalyseurs à base d'alumine457
      • 7.19.1.2 Les zéolithes ouvertes458
      • 7.19.1.3 Autres catalyseurs458
      • 7.19.2 Les catalyseurs à sélectivité géométrique (zéolithes et solides apparentés)458
      • 7.19.2.1 Zéolithes de porosité intermédiaire du type alumino-silicates459
      • 7.19.2.2 Autres solides microporeux de porosité intermédiaire459
      • 7.19.3 Comparaison des solides et conclusion459
      • 7.20 La réaction d'isomérisation squelettale des oléfines à 4 et 5 carbones: aspects mécanistiques 460
      • 7.20.1 L'isomérisation squelettale des n-pentènes460
      • 7.20.2 L'isomérisation squelettale des butènes461
      • 7.20.2.1 Mécanisme monomoléculaire (ou intramoléculaire) simple461
      • 7.20.2.2 Mécanisme bimoléculaire par dimérisation-craquage462
      • 7.20.2.3 Parts relatives des mécanismes monomoléculaire et bimoléculaire465
      • 7.20.2.4 Conclusion partielle
        469
      • 7.21 Les procédés industriels 469
      • 7.21.1 Catalyseurs du type alumine472
      • 7.21.1.1 Procédés IFP472
      • 7.21.1.2 Procédé SKIP de Texas Olefins Co. et Phillips Petroleum Co.472
      • 7.21.1.3 Procédé Snamprogetti473
      • 7.21.2 Catalyseurs du type zéolithe
        473
      • 7.21.2.1 Procédé de Lyondell Petrochemical473
      • 7.21.2.2 Procédé ISOFIN de Mobil-BP473
      • 7.21.2.3 Procédés UOP474
      • 7.21.2.4 Procédé Texaco
        474
      • 7.22 Conclusion
        474
      • Oligomérisation-Polymérisation des oléfines
        475
      • 7.23 Introduction 475
      • 7.24 Généralités sur la réaction et les catalyseurs 476
      • 7.25 Polymérisation de l'isobutène: polyisobutènes 476
      • 7.25.1 Usages477
      • 7.25.2 Structure des polyisobutènes, mécanismes de polymérisation478
      • 7.25.3 Procédés industriels
        479
      • 7.25.3.1 Polyisobutène de faible masse moléculaire479
      • 7.25.3.2 Polyisobutène de masse moléculaire moyenne481
      • 7.25.3.3 Polyisobutène de masse moléculaire élevée
        481
      • 7.26 Oligomérisation des oléfines 481
      • 7.26.1 Catalyseurs482
      • 7.26.2 Réactions, mécanismes482
      • 7.26.2.1 La réaction principale d'oligomérisation483
      • 7.26.2.2 Isomérisation des réactifs et dimères formés durant l'oligomérisation485
      • 7.26.2.3 Autres réactions
        487
      • 7.26.3 Procédés industriels488
      • 7.26.3.1 Procédés orientés essentiellement vers la production d'essence489
      • 7.26.3.2 Procédés produisant de l'essence et/ou des distillats moyens492
      • 7.26.3.3 Remarque sur les procédés orientés vers la production de distillats moyens
        494
      • 7.27 Conclusion 495
      • Références bibliographiques
        495
      • Chapitre 8
      • Transformation de charges aromatiques simples
      • Isomérisation des aromatiques en C8 (Coupe A8)
        509
      • 8.1 Introduction et généralités 509
      • 8.2 La réaction d'isomérisation de la coupe A8 511
      • 8.2.1 Aspects thermodynamiques
        511
      • 8.2.2 Aspects cinétiques: les diverses réactions impliquées, sélectivité et mécanismes réactionnels
        512
      • 8.2.2.1 Cas des trois xylènes513
      • 8.2.2.2 Cas de l'EB
        516
      • 8.3 Catalyseurs et conditions opératoires typiques
        518
      • 8.3.1 Isomérisation des trois xylènes uniquement518
      • 8.3.2 Isomérisation des trois xylènes et de l'EB519
      • 8.3.3 Isomérisation des trois xylènes et désalkylation de l'EB
        520
      • 8.4 Données et procédés
        521
      • 8.4.1 Isomérisation des A8 (X + EB)521
      • 8.4.2 Isomérisation des xylènes et désalkylation de l'EB
        523
      • 8.5 Conclusion
        524
      • Dismutation du toluène - transalkylation du toluène et des aromatiques Ag+
        524
      • 8.6 Introduction et généralités
        524
      • 8.7 Les réactions
        525
      • 8.7.1 Aspects thermodynamiques525
      • 8.7.2 Aspects cinétiques: réactions impliquées, sélectivité et mécanismes réactionnels
        527
      • 8.8 Catalyseurs et conditions opératoires typiques
        529
      • 8.9 Données et procédés
        531
      • 8.9.1 Procédés pour la dismutation du toluène
        531
      • 8.9.1.1 Les procédés non parasélectifs532
      • 8.9.1.2 Les procédés parasélectifs
        533
      • 8.9.2 Les procédés pour la dismutation du toluène et la transalkylation toluène-A9-
        533
      • 8.10 Conclusion
        535
      • Alkylation des aromatiques par les oléfines
        536
      • 8.11 Introduction et généralités
        536
      • 8.12 Généralités sur la réaction, les mécanismes réactionnels et les catalyseurs
        536
      • 8.12.1 Réaction principale d'alkylation (exemple du propylène)537
      • 8.12.2 Autres réactions538
      • 8.12.2.1 Isomérisation de position de la double liaison de l'oléfine539
      • 8.12.2.2 Réactions secondaires
        539
      • 8.13 Procédés industriels d'alkylation
        543
      • 8.13.1 Synthèse de l'EB par alkylation du benzène par l'éthylène
        543
      • 8.13.1.1 Les procédés Mobil-Badger546
      • 8.13.1.2 Le procédé CDTech par distillation catalytique547
      • 8.13.1.3 Le procédé Lummus-UOP548
      • 8.13.1.4 Autres procédés
        549
      • 8.13.2 Synthèse du cumène par alkylation du benzène par le propylène549
      • 8.13.2.1 Le procédé CDTech550
      • 8.13.2.2 Le procédé 3-DDM de Dow551
      • 8.13.2.3 Le procédé Mobil-Badger551
      • 8.13.2.4 Le procédé EniChem551
      • 8.13.2.5 Le procédé Q-Max d'UOP552
      • 8.13.2.6 Autres procédés ou catalyseurs552
      • 8.13.3 Synthèse des LAB par alkylation du benzène par les oléfines longues552
      • 8.13.3.1 Généralités552
      • 8.13.3.2 Les catalyseurs solides
        554
      • 8.14 Conclusion 556
      • Références bibliographiques
        557
      • Chapitre 9
      • Réactions entre divers hydrocarbures et les alcools. Conversion du méthanol en hydrocarbures
      • Éthérification des oléfines par les alcools
        565
      • 9.1 Introduction et généralités
        565
      • 9.2 Synthèse des éthers: caractéristiques des réactions, mécanismes et catalyseurs 567
      • 9.2.1 Thermodynamique et cinétique567
      • 9.2.2 Mécanisme réactionnel de la réaction principale570
      • 9.2.3 Réactions secondaires
        572
      • 9.3 Catalyseurs
        574
      • 9.4 Les procédés industriels 576
      • 9.4.1 La zone réactionnelle: conception des réacteurs576
      • 9.4.1.1 Réacteur principal576
      • 9.4.1.2 Réacteur de finition576
      • 9.4.1.3 Les sous-produits577
      • 9.4.2 Procédés industriels de synthèse de divers éthers578
      • 9.4.2.1 Synthèse du MTBE578
      • 9.4.2.2 Synthèse du TAME579
      • 9.4.2.3 Synthèse de l'ETBE
        580
      • 9.5 Conclusion
        580
      • Alkylation acide du toluène par le méthanol
        582
      • 9.6 Introduction et généralités
        582
      • 9.7 Catalyseurs
        583
      • 9.8 Réaction: thermodynamique, cinétique et mécanisme réactionnel 584
      • 9.8.1 Thermodynamique et cinétique585
      • 9.8.2 Mécanisme réactionnel proposé pour la formation des xylènes585
      • 9.8.3 Origine de la parasélectivité587
      • 9.8.4 Réactions secondaires et cokage
        588
      • 9.9 Conclusion 588
      • Transformation du méthanol en hydrocarbures
        589
      • 9.10 Introduction et généralités
        589
      • 9.11 Thermodynamique
        590
      • 9.12 Catalyseurs
        590
      • 9.13 Schéma réactionnel et principaux mécanismes Influence des paramètres opératoires 592
      • 9.13.1 Schéma réactionnel et principaux mécanismes592
      • 9.13.2 Influence des paramètres opératoires596
      • 9.13.2.1 Pression596
      • 9.13.2.2 Température
        596
      • 9.14 Procédés industriels 597
      • 9.14.1 Procédé MTG598
      • 9.14.1.1 Version lit fixe598
      • 9.14.1.2 Version lit fluidisé598
      • 9.14.2 Procédés MTO599
      • 9.14.2.1 Procédés MTO de Mobil599
      • 9.14.2.2 Procédé UOP-Hydro MTO d'UOP et Norsk Hydro
        599
      • 9.15 Conclusion
        599
      • Références bibliographiques
        601
      • Chapitre 10
      • Le reformage catalytique
      • 10.1 Introduction
        607
      • 10.2 Charges traitées et produits recherchés 609
      • 10.2.1 Caractéristiques typiques des charges609
      • 10.2.2 Principales transformations recherchées pour les hydrocarbures de la charge609
      • 10.2.3 Produits obtenus
        611
      • 10.3 Réactions impliquées. Aspects thermodynamiques, cinétiques et mécanistiques 613
      • 10.3.1 Aspects thermodynamiques614
      • 10.3.2 Aspects mécanistiques et cinétiques616
      • 10.3.2.1 Considérations mécanistiques616
      • 10.3.2.2 Aspects cinétiques
        623
      • 10.4 Les catalyseurs 628
      • 10.4.1 Catalyseur monométallique Pt/Al2O3 chlorée628
      • 10.4.1.1 Catalyseur neuf628
      • 10.4.1.2 Catalyseur en fonctionnement. Régénération630
      • 10.4.2 Catalyseurs multimétalliques à base de Pt/Al2O3 chlorée
        631
      • 10.5 Les principales catégories de procédés de reformage 633
      • 10.5.1 Données de base633
      • 10.5.2 Les différentes technologies636
      • 10.5.2.1 Procédé semi-régénératif637
      • 10.5.2.2 Procédé cyclique638
      • 10.5.2.3 Procédé à régénération continue en lit mobile639
      • 10.5.3 Utilisations spéciales du reformage641
      • 10.5.3.1 Production maximale d'aromatiques641
      • 10.5.3.2 Production de LPG
        642
      • 10.6 Évolution des spécifications sur les carburants. Impact sur le reformage. 642
      • 10.7 Conclusion 643
      • Références bibliographiques
        643
      • Chapitre 11
      • Procédés de conversion des charges lourdes
      • Le craquage catalytique
        649
      • 11.1 Introduction et généralités 649
      • 11.2 Description du fonctionnement d'une unité de FCC et des produits obtenus 650
      • 11.2.1 Fonctionnement de l'unité650
      • 11.2.2 Produits obtenus
        652
      • 11.3 Réactions impliquées. Mécanismes, réactivité et modes de craquage des grandes familles d'hydrocarbures 654
      • 11.3.1 Aspects thermodynamiques et conditions opératoires654
      • 11.3.2 Réactions impliquées. Description générale655
      • 11.3.2.1 Formation et scission d'un ion carbonium intermédiaire655
      • 11.3.2.2 Isomérisation657
      • 11.3.2.3 Beta-scission d'un ion carbénium657
      • 11.3.2.4 Mécanisme en chaîne du craquage657
      • 11.3.2.5 Transfert d'hydrogène (TH)661
      • 11.3.2.6 Déshydrogénation662
      • 11.3.2.7 Réactions de polycondensation663
      • 11.3.3 Réactivités et modes de craquage des grandes familles d'hydrocarbures663
      • 11.3.3.1 Cas des alcanes663
      • 11.3.3.2 Cas des alcènes665
      • 11.3.3.3 Cas des aromatiques665
      • 11.3.3.4 Cas des composés naphténiques666
      • 11.3.4 Réactivité et qualité des charges industrielles
        666
      • 11.4 Catalyseurs de FCC 667
      • 11.4.1 Le catalyseur frais667
      • 11.4.2 Le catalyseur équilibré670
      • 11.4.2.1 Vieillissement hydrothermique670
      • 11.4.2.2 Contamination par les métaux (Ni et V)671
      • 11.4.3 Conception et choix du catalyseur de FCC671
      • 11.4.3.1 La zéolithe671
      • 11.4.3.2 Le rapport Z/M des activités zéolithique et matricielle673
      • 11.4.3.3 Choix du catalyseur le mieux adapté673
      • 11.5 Les principaux procédés industriels
        674
      • 11.6 Les grandes évolutions récentes du FCC 675
      • 11.6.1 Le craquage des charges résiduelles675
      • 11.6.1.1 Principaux problèmes posés par les charges résiduelles676
      • 11.6.1.2 Évaluation du caractère réfractaire et de la craquabilité des charges résiduelles676
      • 11.6.1.3 Les aspects technologiques importants du craquage de résidus677
      • 11.6.1.4 Les principaux procédés677
      • 11.6.1.5 Les catalyseurs de craquage des charges résiduelles681
      • 11.6.2 La production accrue d'oléfines légères684
      • 11.6.2.1 Les paramètres qui contrôlent cette production dans les FCC conventionnels684
      • 11.6.2.2 Procédés de FCC orientés vers la production d'oléfines légères à partir de charges lourdes (type DSV)689
      • 11.6.2.3 Production d'oléfines légères à partir de charges légères692
      • 11.7 Conclusion
        693
      • L'hydrocraquage catalytique
        693
      • 11.8 Introduction 693
      • 11.8.1 Définition693
      • 11.8.2 Historique694
      • 11.8.3 Généralités
        694
      • 11.9 Charges traitées et produits recherchés 695
      • 11.9.1 Caractéristiques typiques des charges695
      • 11.9.2 Qualités des produits obtenus
        696
      • 11.10 Réactions impliquées. Aspects thermodynamiques, cinétiques et mécanistiques 698
      • 11.10.1 Réactions d'hydroraffinage698
      • 11.10.1.1 Hydrodésulfuration (HDS)698
      • 11.10.1.2 Hydrodésazotation (HDN)702
      • 11.10.1.3 Hydrogénation des aromatiques (HDA)705
      • 11.10.2 Réactions d'hydrocraquage706
      • 11.10.2.1 Influence des contaminants soufrés et azotés et des polyaromatiques sur l'hydrocraquage706
      • 11.10.2.2 Réactions impliquées dans la formation des produits recherchés
        716
      • 11.11 Les catalyseurs 718
      • 11.11.1 Catalyseurs d'hydroraffinage718
      • 11.11.2 Catalyseurs d'hydrocraquage
        718
      • 11.12 Les procédés d'hydrocraquage. Conditions opératoires 725
      • 11.12.1 Hydrocraquage en une étape726
      • 11.12.1.1 Version à un seul réacteur contenant un catalyseur unique727
      • 11.12.1.2 Version à un réacteur et deux catalyseurs différents728
      • 11.12.1.3 Version à plusieurs réacteurs et deux catalyseurs différents729
      • 11.12.2 Hydrocraquage en deux étapes
        734
      • 11.13 Conclusion
        739
      • Références bibliographiques
        739
      • Chapitre 12
      • Le déparaffinage catalytique
      • 12.1 Introduction 747
      • 12.1.1 Généralités747
      • 12.1.2 Déparaffinage catalytique des kérosènes, des gazoles et des huiles: position du problème
        748
      • 12.2 Déparaffinage par craquage 749
      • 12.2.1 Historique succinct des procédés749
      • 12.2.2 Performances des catalyseurs et chimie du déparaffinage750
      • 12.2.3 Description sommaire des procédés753
      • 12.2.3.1 Procédé MDDW (Mobil Distillates Dewaxing) de Mobil pour les distillats moyens753
      • 12.2.3.2 Procédé CFI (Cold Flow Improvement) de Akzo-Fina753
      • 12.2.3.3 Procédé d'hydrodewaxing de Süd-Chemie754
      • 12.2.3.4 Procédé MLDW (Mobil Lube Dewaxing) de Mobil pour les huiles754
      • 12.2.3.5 Procédé breveté par Shell754
      • 12.2.3.6 Procédé UOP
        755
      • 12.3 Déparaffinage par hydroisomérisation 756
      • 12.3.1 Les catalyseurs et la réaction d'isomérisation sélective756
      • 12.3.2 Procédés d'hydroisomérisation758
      • 12.3.2.1 Procédé pour distillats moyens758
      • 12.3.2.2 Procédés pour le traitement des bases huile
        759
      • 12.4 Conclusion
        761
      • Références bibliographiques
        762
      • Chapitre 13
      • La sélectivité géométrique en catalyse acide
      • 13.1 Définition de la sélectivité géométrique. Les différentes catégories
        765
      • 13.2 Détermination catalytique des caractéristiques microporeuses d'une zéolithe pouvant donner lieu à un effet de sélectivité géométrique 768
      • 13.2.1 Détermination de la sélectivité géométrique par craquage, hydrocraquage ou hydroisomérisation d'alcanes768
      • 13.2.1.1 Craquage d'un mélange de deux hexanes isomères: indice de contrainte (Constraint Index ou CI)768
      • 13.2.1.2 L'indice de sélectivité par gradient d'énergie (Energy Gradient Selectivity Index)769
      • 13.2.1.3 Hydrocraquage d'alcanes linéaires ayant des nombres de carbones compris entre 6 et 10770
      • 13.2.1.4 Hydroisomérisation d'alcanes longs (n-décane ou n-dodécane par exemple). Indice de contrainte modifié (Modified Constraint Index ou Refined Constraint Index noté CI*)770
      • 13.2.2 Détermination de la sélectivité géométrique par transformation d'aromatiques771
      • 13.2.2.1 Isomérisation du métaxylène: méthode de Dewing771
      • 13.2.2.2 Isomérisation du métaxylène. Indice de sélectivité de forme (Shape Selectivity Index ou SSI)772
      • 13.2.2.3 Isomérisations monomoléculaire et bimoléculaire du métaxylène772
      • 13.2.2.4 Isomérisation du métaxylène. Mise en évidence de l'effet Tunnel Shape Selectivity773
      • 13.2.2.5 Dismutation de l'éthylbenzène775
      • 13.2.2.6 Transformation de l'éthyltoluène776
      • 13.2.3 Transformation de naphtènes776
      • 13.2.3.1 Hydrocraquage du butylcyclohexane. Indice d'espace disponible (Spaciousness Index ou SI)776
      • 13.2.3.2 Transformation du cyclooctane777
      • 13.2.3.3 Transformation du cyclodécane777
      • 13.2.3.4 Conversion de naphtènes à deux et trois cycles comme outil de caractérisation de la structure poreuse des zéolithes ouvertes
        778
      • 13.3 Intervention de la sélectivité géométrique en raffinage et pétrochimie 778
      • 13.3.1 La sélectivité géométrique en raffinage779
      • 13.3.1.1 Craquage catalytique779
      • 13.3.1.2 Hydrocraquage des distillats sous vide (DSV)780
      • 13.3.1.3 Hydroisomérisation des paraffines en C5-C6783
      • 13.3.1.4 Hydrodéparaffinage catalytique des coupes pétrolières par hydroisomérisation des paraffines longues784
      • 13.3.1.5 Isomérisation des butènes786
      • 13.3.2 La sélectivité géométrique en pétrochimie787
      • 13.3.2.1 Isomérisation des C8 aromatiques (A8)788
      • 13.3.2.2 Dismutation du toluène et transalkylation T/A9+
        789
      • 13.4 Conclusion
        790
      • Références bibliographiques
        791
      • Conclusion
        797
      • Glossaire des volumes 1 et 2
        801
      • Index des volumes 1 et 2 815

  • Origine de la notice:
    • BNF
  • Disponible - 665 MAR vol. 1

    Niveau 3 - Techniques