FR3112088A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SELECTIVE HYDROGENATION CATALYST OBTAINED FROM MELTED SALTS AND A NICKEL COPPER ALLOY - Google Patents
PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SELECTIVE HYDROGENATION CATALYST OBTAINED FROM MELTED SALTS AND A NICKEL COPPER ALLOY Download PDFInfo
- Publication number
- FR3112088A1 FR3112088A1 FR2007082A FR2007082A FR3112088A1 FR 3112088 A1 FR3112088 A1 FR 3112088A1 FR 2007082 A FR2007082 A FR 2007082A FR 2007082 A FR2007082 A FR 2007082A FR 3112088 A1 FR3112088 A1 FR 3112088A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- catalyst
- nickel
- copper
- weight
- carried out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 169
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 225
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 27
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 claims abstract description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 40
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 claims description 30
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 27
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 20
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 13
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 8
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 7
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 6
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 claims description 6
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021594 Copper(II) fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M bromocopper(1+) Chemical compound Br[Cu+] ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L copper(ii) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Cu+2] GWFAVIIMQDUCRA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N copper;4-hydroxypent-3-en-2-one Chemical compound [Cu].CC(O)=CC(C)=O.CC(O)=CC(C)=O ZKXWKVVCCTZOLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L copper;diiodide Chemical compound I[Cu]I GBRBMTNGQBKBQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 3
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- SQYNKIJPMDEDEG-UHFFFAOYSA-N paraldehyde Chemical compound CC1OC(C)OC(C)O1 SQYNKIJPMDEDEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960003868 paraldehyde Drugs 0.000 claims description 3
- 229920001470 polyketone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 3
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 3
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 20
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 19
- 229910003322 NiCu Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 10
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N but-1-yne Chemical group CCC#C KDKYADYSIPSCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N propyne Chemical group CC#C MWWATHDPGQKSAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N allene Chemical compound C=C=C IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N butenyne Chemical group C=CC#C WFYPICNXBKQZGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 4
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N Dimethyl sulfide Chemical compound CSC QMMFVYPAHWMCMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100028707 Homeobox protein MSX-1 Human genes 0.000 description 3
- 101710082232 Hydrogenase-1 large chain Proteins 0.000 description 3
- 101710120736 Hydrogenase-1 small chain Proteins 0.000 description 3
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 3
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 3
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Chemical compound C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N carbonodiperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)OO NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N cyclopentadiene Chemical compound C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N diethyl sulfide Chemical compound CCSCC LJSQFQKUNVCTIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000008 nickel(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- ZULUUIKRFGGGTL-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) carbonate Chemical compound [Ni+2].[O-]C([O-])=O ZULUUIKRFGGGTL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N pent-2-ene Chemical class CCC=CC QMMOXUPEWRXHJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N pentadiene group Chemical class C=CC=CC PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- ZOASGOXWEHUTKZ-UHFFFAOYSA-N 1-(Methylthio)-propane Chemical compound CCCSC ZOASGOXWEHUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRKMQKLGEQPLNS-UHFFFAOYSA-N 1-Pentanethiol Chemical compound CCCCCS ZRKMQKLGEQPLNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYNFOMQIXZUKRK-UHFFFAOYSA-N 2,2'-dithiodiethanol Chemical compound OCCSSCCO KYNFOMQIXZUKRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZERULLAPCVRMCO-UHFFFAOYSA-N Dipropyl sulfide Chemical compound CCCSCCC ZERULLAPCVRMCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002469 indenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008427 organic disulfides Chemical class 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 125000004817 pentamethylene group Chemical class [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000000066 reactive distillation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- RAOIDOHSFRTOEL-UHFFFAOYSA-N tetrahydrothiophene Chemical compound C1CCSC1 RAOIDOHSFRTOEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
- B01J37/0203—Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
- B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
- B01J37/0205—Impregnation in several steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
- B01J37/0207—Pretreatment of the support
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/32—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds
- C10G45/34—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used
- C10G45/36—Selective hydrogenation of the diolefin or acetylene compounds characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2235/00—Indexing scheme associated with group B01J35/00, related to the analysis techniques used to determine the catalysts form or properties
- B01J2235/15—X-ray diffraction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Procédé de préparation d’un catalyseur d’hydrogénation sélective comprenant les étapes suivantes :- mise en contact du support avec un additif organique comprenant de l’oxygène et/ou de l’azote ;- mise en contact du support avec un sel métallique de nickel, à une température inférieure à la température de fusion dudit sel métallique de nickel, pour former un mélange solide ;- chauffage sous agitation du mélange solide à une température comprise entre la température de fusion dudit sel métallique et 200°C ;- mise en contact du support avec une solution contenant au moins un précurseur de cuivre et un précurseur de nickel à une concentration en cuivre voulue pour obtenir sur le catalyseur final une teneur comprise entre 0,5 et 15 % poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur final. Process for the preparation of a selective hydrogenation catalyst comprising the following steps:- bringing the support into contact with an organic additive comprising oxygen and/or nitrogen;- bringing the support into contact with a metal salt of nickel, at a temperature below the melting temperature of said metal salt of nickel, to form a solid mixture; - heating, with stirring, of the solid mixture to a temperature between the melting temperature of said metal salt and 200°C; contact of the support with a solution containing at least one copper precursor and one nickel precursor at a copper concentration desired to obtain on the final catalyst a content of between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the final catalyst.
Description
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur métallique supporté à base de nickel destiné particulièrement à l’hydrogénation sélective de composés polyinsaturés.The present invention relates to a process for the preparation of a supported metal catalyst based on nickel intended particularly for the selective hydrogenation of polyunsaturated compounds.
Etat de la techniqueState of the art
De nombreux procédés de synthèse sont connus de l’art antérieur pour améliorer la réductibilité de la phase métallique ou encore pour contrôler les tailles de particules. Parmi ces méthodes, l’utilisation de sels fondus en tant que précurseurs de la phase active d’un catalyseur ou d’une masse de captation est connue de la littérature.Many synthesis processes are known from the prior art to improve the reducibility of the metallic phase or to control the particle sizes. Among these methods, the use of molten salts as precursors of the active phase of a catalyst or of a capture mass is known from the literature.
Par exemple, le document US 5,036,032 divulgue une méthode de préparation de catalyseur supporté à base de cobalt par la mise en contact (de l’ordre de quelques dizaines de secondes) d’un support dans un bain de sel fondu de nitrate de cobalt, suivi d’une étape de séchage et de réduction sans calcination intermédiaire. Cette méthode permet la localisation préférentielle de la phase cobalt en périphérie du support. Néanmoins, la méthode ne permet pas un contrôle précis de la quantité de phase active (ici le cobalt) déposée en raison du temps de contact très court et d’autre part le type de catalyseur obtenu n’est pas adapté à une mise en œuvre dans un réacteur opérant en phase liquide avec un catalyseur en suspension (appelé "slurry reactor" ou "slurry" selon la terminologie anglo-saxonne) en raison de la perte de métal par attrition trop importante. D’autre part, l’absence d’étape de calcination est risquée puisque la réaction entre l’élément réducteur et les nitrates dans le solide est très exothermique. Enfin, cette méthode nécessite de manipuler de grandes quantités de nitrate de cobalt (toxique) sous forme liquide et en température, avec des ratios d’environ 4 grammes de précurseurs de phase active pour 1 gramme de support. Les catalyseurs obtenus par cette voie de préparation sont utilisés pour la synthèse d’hydrocarbures Fischer-Tropsch.For example, document US 5,036,032 discloses a method for preparing a supported catalyst based on cobalt by bringing a support into contact (of the order of a few tens of seconds) in a bath of molten salt of cobalt nitrate, followed by a step of drying and reduction without intermediate calcination. This method allows the preferential localization of the cobalt phase at the periphery of the support. Nevertheless, the method does not allow precise control of the amount of active phase (here cobalt) deposited due to the very short contact time and on the other hand the type of catalyst obtained is not suitable for implementation. in a reactor operating in the liquid phase with a catalyst in suspension (called a "slurry reactor" or "slurry" according to English terminology) due to the excessive loss of metal by attrition. On the other hand, the absence of a calcination step is risky since the reaction between the reducing element and the nitrates in the solid is very exothermic. Finally, this method requires the manipulation of large quantities of cobalt nitrate (toxic) in liquid form and at temperature, with ratios of approximately 4 grams of active phase precursors for 1 gram of support. The catalysts obtained by this preparation route are used for the synthesis of Fischer-Tropsch hydrocarbons.
Il est connu de Chem. Mater., 1999, 11, p.1999-2007 de préparer des phosphates mixtes par une voie de type sels fondus. Le mélange réactionnel contient un sel de précurseur métallique (notamment Ni(NO3)2ou Co(No3)2), une source de phosphore (NH4HPO4), et un nitrate de métal alcalin (Na ou K). Ces préparations sont réalisées à des températures élevées de l’ordre de 400 à 450°C. Des solides de type phosphates mixtes sont obtenus, par exemple Na3Ni2(P2O7)PO4, K2Ni4(PO4)2P2O7ou Na9Co3(PO4)5. Ces solides peuvent trouver des applications en échange d’ions, conduction ionique à haute température ou en catalyse.It is known to Chem. Mater., 1999, 11, p.1999-2007 to prepare mixed phosphates by a molten salt type route. The reaction mixture contains a metal precursor salt (in particular Ni(NO 3 ) 2 or Co(No 3 ) 2 ), a source of phosphorus (NH 4 HPO 4 ), and an alkali metal nitrate (Na or K). These preparations are carried out at high temperatures of the order of 400 to 450°C. Solids of the mixed phosphate type are obtained, for example Na 3 Ni 2 (P 2 O 7 )PO 4 , K 2 Ni 4 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 or Na 9 Co 3 (PO 4 ) 5 . These solids can find applications in ion exchange, high temperature ionic conduction or in catalysis.
Le document GB 191308864 divulgue un procédé de synthèse de catalyseur massique à base de nickel ou de cobalt pour la production d’hydrogène par reformage à la vapeur («steam-reforming» selon la terminologie anglo-saxonne). Ces catalyseurs peuvent être obtenus par liquéfaction de sels métalliques à température modérées puis coulés dans un moule avant traitement thermique de calcination.Document GB 191308864 discloses a process for synthesizing a mass catalyst based on nickel or cobalt for the production of hydrogen by steam reforming (“ steam-reforming ” according to the Anglo-Saxon terminology). These catalysts can be obtained by liquefaction of metallic salts at moderate temperatures then poured into a mold before calcining heat treatment.
La publication de J.-Y. Tilquin intitulée «Intercalation of CoCl 2 into graphite: Mixing method vs molten salt method» publiée dans Carbon, 35(2), p. 299-306, 1997, propose l’utilisation sous forme de sel fondu d’un mélange CoCl2-NaCl à haute température (450-580°C) pour l’intercalation entre des feuillets de graphite. Ces composés d’intercalation de graphite trouvent des applications en catalyse pour la réduction de l’oxygène dans les piles à combustibles à électrolyte polymère.The publication by J.-Y. Tilquin entitled “ Intercalation of CoCl 2 into graphite: Mixing method vs molten salt method ” published in Carbon, 35(2), p. 299-306, 1997, proposes the use in the form of molten salt of a CoCl 2 -NaCl mixture at high temperature (450-580° C.) for the intercalation between sheets of graphite. These graphite intercalation compounds find applications in catalysis for oxygen reduction in polymer electrolyte fuel cells.
Le document EP 2921227 divulgue un catalyseur Fischer-Tropsch à base d’un métal du groupe VIIIB déposé sur un support d’oxydes comprenant de l’alumine, de la silice, une spinelle et du phosphore ainsi que son procédé de fabrication. Ce procédé comprend la préparation du support oxyde ainsi que l’imprégnation de ce support avec une solution aqueuse d’un précurseur de métal suivi d’un séchage et d’une calcination. Dans le cas de teneurs en métaux élevées, l’imprégnation/séchage/calcination de la phase active en plusieurs étapes est préférée.Document EP 2921227 discloses a Fischer-Tropsch catalyst based on a group VIIIB metal deposited on an oxide support comprising alumina, silica, spinel and phosphorus as well as its method of manufacture. This process includes the preparation of the oxide support as well as the impregnation of this support with an aqueous solution of a metal precursor followed by drying and calcination. In the case of high metal contents, the impregnation/drying/calcination of the active phase in several stages is preferred.
Objets de l’inventionObjects of the invention
La présente invention concerne ainsi un nouveau procédé de préparation d’un catalyseur d’hydrogénation sélective comprenant des performances au moins aussi bonnes, voir meilleures que les catalyseurs selon l’art antérieur, tout en utilisant une quantité de phase active à base de nickel au moins égale, voire inférieure à celle utilisée typiquement dans l’état de la technique.The present invention thus relates to a new process for the preparation of a catalyst for selective hydrogenation comprising performances at least as good, or even better than the catalysts according to the prior art, while using a quantity of active phase based on nickel in less equal, or even less than that typically used in the state of the art.
La présente invention concerne donc selon un premier aspect un procédé de préparation d’un catalyseur d’hydrogénation sélective comprenant une phase active de nickel, un alliage nickel-cuivre, et un support d’alumine, ledit catalyseur comprenant une teneur en élément nickel comprise dans la phase active supérieure ou égale à 1 % en poids et inférieure à 20 % poids par rapport au poids total du catalyseur, et une teneur en élément cuivre comprise entre 0,5 à 15 % en poids par rapport au poids total du catalyseur, la taille des particules de nickel de la phase active du catalyseur, mesurée sous forme oxyde, étant inférieure à 18 nm, lequel procédé comprenant au moins les étapes suivantes :The present invention therefore relates, according to a first aspect, to a process for the preparation of a selective hydrogenation catalyst comprising an active phase of nickel, a nickel-copper alloy, and an alumina support, said catalyst comprising a nickel element content comprised in the active phase greater than or equal to 1% by weight and less than 20% by weight relative to the total weight of the catalyst, and a copper element content of between 0.5 to 15% by weight relative to the total weight of the catalyst, the size of the nickel particles of the active phase of the catalyst, measured in oxide form, being less than 18 nm, which method comprises at least the following steps:
a) on réalise l’enchaînement des sous-étapes suivantes :a) the sequence of the following sub-steps is carried out:
a1) on met en contact le support d’alumine ou le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b) avec au moins un additif organique comprenant de l’oxygène et/ou de l’azote, le ratio molaire entre l’additif organique et le nickel étant supérieur à 0,05 mol/mol ;a1) the alumina support or the catalyst precursor obtained at the end of step b) is brought into contact with at least one organic additive comprising oxygen and/or nitrogen, the molar ratio between the organic additive and the nickel being greater than 0.05 mol/mol;
a2) on met en contact le support d’alumine avec au moins un sel métallique de nickel, à une température inférieure à la température de fusion dudit sel métallique de nickel, pour former un mélange solide, le rapport massique entre ledit sel métallique et le support d’alumine étant compris entre 0,1 et 2,3,a2) the alumina support is brought into contact with at least one nickel metal salt, at a temperature below the melting point of said nickel metal salt, to form a solid mixture, the mass ratio between said metal salt and the alumina support being between 0.1 and 2.3,
les étapes a1) et a2) étant réalisées soit successivement dans cet ordre, soit simultanément ;steps a1) and a2) being carried out either successively in this order, or simultaneously;
a3) on chauffe sous agitation le mélange solide obtenu à l’issue des étapes a1) et a2) à une température comprise entre la température du fusion dudit sel métallique et 200°C, pour obtenir un précurseur de catalyseur ;a3) the solid mixture obtained at the end of steps a1) and a2) is heated with stirring to a temperature between the melting point of said metal salt and 200° C., to obtain a catalyst precursor;
a4) optionnellement, on sèche le précurseur de catalyseur à l’issue de l’étape a3) à une température inférieure à 250°C pour obtenir un précurseur de catalyseur séché ;a4) optionally, the catalyst precursor is dried at the end of step a3) at a temperature below 250° C. to obtain a dried catalyst precursor;
b) on réalise l’enchaînement des sous-étapes suivantes :b) the sequence of the following sub-steps is carried out:
b1) on imprègne soit le support poreux, soit le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape a), avec au moins une solution contenant au moins un précurseur de cuivre et un précurseur de nickel à une concentration en cuivre prédéterminée pour obtenir sur le catalyseur final une teneur comprise entre 0,5 et 15 % poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur final ;b1) either the porous support, or the catalyst precursor obtained at the end of step a), is impregnated with at least one solution containing at least one copper precursor and one nickel precursor at a predetermined copper concentration for obtain on the final catalyst a content of between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the final catalyst;
b2) on sèche le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b1) à une température inférieure à 250°C ;b2) the catalyst precursor obtained at the end of step b1) is dried at a temperature below 250° C.;
ladite étape b) étant réalisée, soit avant l’étape a), soit après l’étape a), étant entendu que lorsqu’on réalise l’étape b) avant l’étape a), alors la sous-étape a4) est obligatoire.said step b) being carried out either before step a) or after step a), it being understood that when step b) is carried out before step a), then sub-step a4) is OBLIGATORY.
Le procédé de préparation du catalyseur selon l’invention conduit à un catalyseur présentant une taille de particule du nickel inférieure à 18 nm, conférant une activité intrinsèque de la phase active de nickel importante. Egalement, le procédé de préparation du catalyseur mis en œuvre dans le cadre de la présente invention permet, d’introduire le précurseur de la phase active de nickel sans ajout de solvant et donc permet, en un nombre d’étapes très limité et surtout inférieur au procédé de préparation classique (i.e. par imprégnation classique du précurseur de la phase active sur le support), l’obtention d’un catalyseur dont les performances catalytiques sont au moins aussi bonnes voir supérieures aux catalyseurs classiques. De plus, la présence sur le catalyseur d’un alliage NiCu permet audit catalyseur d’être réduitin situdans le réacteur avant hydrogénation et ce à des températures très basses par rapport à la température de réduction classique qui se déroule ainsi ex situ et qui nécessite dès lors une étape en plus de passivation.The process for preparing the catalyst according to the invention leads to a catalyst having a nickel particle size of less than 18 nm, conferring a high intrinsic activity of the nickel active phase. Also, the process for preparing the catalyst used in the context of the present invention makes it possible to introduce the precursor of the active phase of nickel without adding solvent and therefore makes it possible, in a very limited number of steps and above all less to the conventional preparation process (ie by conventional impregnation of the precursor of the active phase on the support), obtaining a catalyst whose catalytic performances are at least as good or even superior to conventional catalysts. In addition, the presence on the catalyst of a NiCu alloy allows said catalyst to be reduced in situ in the reactor before hydrogenation and this at very low temperatures compared to the conventional reduction temperature which thus takes place ex situ and which therefore requires an additional passivation step.
Dans un mode de réalisation selon l’invention, ledit procédé comprend une étape c) dans laquelle on réduit le précurseur de catalyseur issu de l’enchainement des étapes a) + b), ou b) + a), par mise en contact dudit précurseur de catalyseur avec un gaz réducteur à une température supérieure ou égale à 150°C et inférieure à 250°C.In one embodiment according to the invention, said process comprises a step c) in which the catalyst precursor resulting from the sequence of steps a) + b), or b) + a), is reduced by bringing said catalyst precursor with a reducing gas at a temperature greater than or equal to 150°C and less than 250°C.
Avantageusement, le précurseur de cuivre est choisi parmi l’acétate de cuivre, l’acétylacétonate de cuivre, le nitrate de cuivre, le sulfate de cuivre, le chlorure de cuivre, le bromure de cuivre, l’iodure de cuivre et le fluorure de cuivre.Advantageously, the copper precursor is chosen from copper acetate, copper acetylacetonate, copper nitrate, copper sulphate, copper chloride, copper bromide, copper iodide and copper fluoride. copper.
Dans un mode de réalisation selon l’invention, ledit procédé comprend en outre une étape c5) dans laquelle on calcine le catalyseur obtenu à l’issue de l’étape c4) à une température comprise entre 250°C et 600°C.In one embodiment according to the invention, said process further comprises a step c5) in which the catalyst obtained at the end of step c4) is calcined at a temperature of between 250°C and 600°C.
Avantageusement, la température de fusion dudit sel métallique est comprise entre 20°C et 150°C.Advantageously, the melting point of said metal salt is between 20°C and 150°C.
Avantageusement, le rapport molaire entre ledit additif organique introduit à l’étape a1) et l’élément nickel introduit à l’étape a2) est compris entre 0,1 et 5,0 mol/mol.Advantageously, the molar ratio between said organic additive introduced in step a1) and the nickel element introduced in step a2) is between 0.1 and 5.0 mol/mol.
Avantageusement, les étapes a1) et a2) sont réalisées simultanément.Advantageously, steps a1) and a2) are carried out simultaneously.
Avantageusement, l’additif organique de l’étape a1) est choisi parmi les aldéhydes renfermant 1 à 14 atomes de carbone par molécule, les cétones ou polycétones renfermant 3 à 18 atomes de carbone par molécule, les éthers et les esters renfermant 2 à 14 atomes de carbone par molécule, les alcools ou polyalcools renfermant 1 à 14 atomes de carbone par molécule et les acides carboxyliques ou polyacides carboxyliques renfermant 1 à 14 atomes de carbone par molécule, ou une combinaison des différents groupes composés ci-dessus référencés.Advantageously, the organic additive of step a1) is chosen from aldehydes containing 1 to 14 carbon atoms per molecule, ketones or polyketones containing 3 to 18 carbon atoms per molecule, ethers and esters containing 2 to 14 carbon atoms per molecule, alcohols or polyalcohols containing 1 to 14 carbon atoms per molecule and carboxylic acids or polycarboxylic acids containing 1 to 14 carbon atoms per molecule, or a combination of the various compound groups referenced above.
Avantageusement, ledit additif organique de l’étape a1) est choisi parmi l'acide formique, le formaldéhyde, l'acide acétique, l’acide citrique, l’acide oxalique, l’acide glycolique, l’acide malonique, l’acide lévulinique, l'éthanol, le méthanol, le formiate d'éthyle, le formiate de méthyle, le paraldéhyde, l'acétaldéhyde, l’acide gamma-valérolactone, le glucose et le sorbitol.Advantageously, said organic additive from step a1) is chosen from formic acid, formaldehyde, acetic acid, citric acid, oxalic acid, glycolic acid, malonic acid, levulinic acid, ethanol, methanol, ethyl formate, methyl formate, paraldehyde, acetaldehyde, gamma-valerolactone acid, glucose and sorbitol.
Avantageusement, l’additif organique est choisi parmi l’acide citrique, l’acide formique, l’acide glycolique, l’acide lévulinique et l’acide oxalique.Advantageously, the organic additive is chosen from citric acid, formic acid, glycolic acid, levulinic acid and oxalic acid.
Avantageusement, l’additif organique est l’acide citrique.Advantageously, the organic additive is citric acid.
Avantageusement, l’étape a3) est réalisée au moyen d’un tambour fonctionnant à une vitesse comprise entre 4 et 70 tours par minute.Advantageously, step a3) is carried out by means of a drum operating at a speed of between 4 and 70 revolutions per minute.
Avantageusement, à l’étape a2) le rapport massique entre ledit sel métallique et le support d’alumine est compris entre 0,2 et 2.Advantageously, in step a2) the mass ratio between said metal salt and the alumina support is between 0.2 and 2.
Avantageusement, la teneur en précurseur de nickel approvisionnée à l’étape b1) est à une concentration prédéterminée pour obtenir sur le catalyseur une teneur en nickel comprise dans l’alliage cuivre-nickel comprise entre 0,5 et 15% en poids en élément nickel par rapport au poids total du catalyseur.Advantageously, the nickel precursor content supplied in step b1) is at a predetermined concentration to obtain on the catalyst a nickel content comprised in the copper-nickel alloy comprised between 0.5 and 15% by weight of nickel element relative to the total weight of the catalyst.
Un autre objet selon l’invention concerne un procédé d’hydrogénation sélective de composés polyinsaturés contenant au moins 2 atomes de carbone par molécule contenus dans une charge d’hydrocarbures ayant un point d'ébullition final inférieur ou égal à 300°C, lequel procédé étant réalisé à une température comprise entre 0 et 300°C, à une pression comprise entre 0,1 et 10 MPa, à un ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) compris entre 0,1 et 10 et à une vitesse volumique horaire comprise entre 0,1 et 200 h-1lorsque le procédé est réalisé en phase liquide, ou à un ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) compris entre 0,5 et 1000 et à une vitesse volumique horaire entre 100 et 40000 h-1lorsque le procédé est réalisé en phase gazeuse, en présence d’un catalyseur obtenu par le procédé selon le premier aspect.Another object according to the invention relates to a process for the selective hydrogenation of polyunsaturated compounds containing at least 2 carbon atoms per molecule contained in a charge of hydrocarbons having a final boiling point less than or equal to 300° C., which process being carried out at a temperature of between 0 and 300°C, at a pressure of between 0.1 and 10 MPa, at a hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio of between 0.1 and 10 and at an hourly volumetric speed between 0.1 and 200 h -1 when the process is carried out in the liquid phase, or at a hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio of between 0.5 and 1000 and at an hourly volume rate between 100 and 40000 h -1 when the process is carried out in the gas phase, in the presence of a catalyst obtained by the process according to the first aspect.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
1. Définitions1. Definitions
Dans la suite, les groupes d'éléments chimiques sont donnés selon la classification CAS (CRC Handbook of Chemistry and Physics, éditeur CRC press, rédacteur en chef D.R. Lide, 81ème édition, 2000-2001). Par exemple, le groupe VIII selon la classification CAS correspond aux métaux des colonnes 8, 9 et 10 selon la nouvelle classification IUPAC.In the following, the groups of chemical elements are given according to the CAS classification (CRC Handbook of Chemistry and Physics, publisher CRC press, editor-in-chief D.R. Lide, 81st edition, 2000-2001). For example, group VIII according to the CAS classification corresponds to the metals of columns 8, 9 and 10 according to the new IUPAC classification.
Dans la présente description, on entend, selon la convention IUPAC, par micropores les pores dont le diamètre est inférieur à 2 nm, c'est à dire 0,002 µm; par mésopores les pores dont le diamètre est supérieur ou égal à 2 nm, c'est à dire 0,002 µm et inférieur ou égal à 50 nm, c'est à dire 0,05 µm et par macropores les pores dont le diamètre est supérieur à 50 nm, c'est à dire 0,05 µm.In the present description, according to the IUPAC convention, micropores are understood to mean pores whose diameter is less than 2 nm, that is to say 0.002 μm; by mesopores pores whose diameter is greater than or equal to 2 nm, i.e. 0.002 µm and less than or equal to 50 nm, i.e. 0.05 µm and by macropores pores whose diameter is greater than 50 nm, i.e. 0.05 µm.
Le volume poreux total est mesuré par porosimétrie au mercure selon la norme ASTM D4284-92 avec un angle de mouillage de 140°, par exemple au moyen d'un appareil modèle Autopore III™ de la marque Microméritics™.The total pore volume is measured by mercury porosimetry according to the ASTM D4284-92 standard with a wetting angle of 140°, for example by means of an Autopore III™ model device from the Micromeritics™ brand.
La surface spécifique BET est mesurée par physisorption à l'azote selon la norme ASTM D3663-03, méthode décrite dans l'ouvrage Rouquerol F.; Rouquerol J.; Singh K. « Adsorption by Powders & Porous Solids: Principle, methodology and applications », Academic Press, 1999.The BET specific surface is measured by physisorption with nitrogen according to standard ASTM D3663-03, method described in the work Rouquerol F.; Rouquerol J.; Singh K. “Adsorption by Powders & Porous Solids: Principle, methodology and applications”, Academic Press, 1999.
On définit également le diamètre médian mésoporeux comme étant le diamètre tel que tous les pores, parmi l’ensemble des pores constituant le volume mésoporeux, de taille inférieure à ce diamètre constituent 50% du volume mésoporeux total déterminé par intrusion au porosimètre à mercure.The median mesoporous diameter is also defined as being the diameter such that all the pores, among all the pores constituting the mesoporous volume, of size less than this diameter constitute 50% of the total mesoporous volume determined by intrusion with a mercury porosimeter.
On entend par « taille des particules de nickel » le diamètre des cristallites de nickel comprise dans la phase active du catalyseur sous forme oxyde. Le diamètre des cristallites de nickel sous forme oxyde est déterminé par diffraction des rayons X, à partir de la largeur de la raie de diffraction située à l’angle 2thêta=43° (c’est-à-dire selon la direction cristallographique [200]) à l’aide de la relation de Scherrer. Cette méthode, utilisée en diffraction des rayons X sur des poudres ou échantillons polycristallins qui relie la largeur à mi-hauteur des pics de diffraction à la taille des particules, est décrite en détail dans la référence : Appl. Cryst. (1978), 11, 102-113 « Scherrer after sixty years: A survey and some new results in the determination of crystallite size», J. I. Langford and A. J. C. Wilson.The term "nickel particle size" means the diameter of the nickel crystallites included in the active phase of the catalyst in oxide form. The diameter of nickel crystallites in oxide form is determined by X-ray diffraction, from the width of the diffraction line located at the angle 2theta=43° (i.e. along the crystallographic direction [200 ]) using the Scherrer relation. This method, used in X-ray diffraction on powders or polycrystalline samples which links the width at mid-height of the diffraction peaks to the size of the particles, is described in detail in the reference: Appl. Crystal. (1978), 11, 102-113 "Scherrer after sixty years: A survey and some new results in the determination of crystallite size", J. I. Langford and A. J. C. Wilson.
La teneur en nickel et en cuivre est mesurée par fluorescence X.The nickel and copper content is measured by X-ray fluorescence.
2. Procédé de préparation du catalyseur2. Catalyst preparation process
Les étapes dudit procédé de préparation sont décrites en détail ci-après.The steps of said preparation process are described in detail below.
Etape a)Step a)
L’étape a) comprend les sous-étapes suivantes :Step a) includes the following sub-steps:
Etape a1)Step a1)
Selon l’étape a1) du procédé de préparation du catalyseur, on met en contact le support poreux ou le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b) avec au moins un additif organique comprenant de l’oxygène et/ou de l’azote, de préférence choisi parmi les aldéhydes renfermant de 1 à 14 atomes de carbone par molécule (de préférence de 2 à 12), les cétones ou polycétones renfermant de 3 à 18 (de préférence de 3 à 12) atomes de carbone par molécule, les éthers ou les esters renfermant de 2 à 14 (de préférence de 3 à 12) atomes de carbone par molécule, les alcools ou polyalcools renfermant de 1 à 14 ( de préférence de 2 à 12) atomes de carbone par molécule et les acides carboxyliques ou polyacides carboxyliques renfermant de 1 à 14 (de préférence de 1 à 12) atomes de carbone par molécule. L’additif organique peut être composé d’une combinaison des différents groupes composés cités ci-dessus.According to step a1) of the process for preparing the catalyst, the porous support or the catalyst precursor obtained at the end of step b) is brought into contact with at least one organic additive comprising oxygen and/or nitrogen, preferably chosen from aldehydes containing from 1 to 14 carbon atoms per molecule (preferably from 2 to 12), ketones or polyketones containing from 3 to 18 (preferably from 3 to 12) carbon atoms per molecule, ethers or esters containing from 2 to 14 (preferably from 3 to 12) carbon atoms per molecule, alcohols or polyalcohols containing from 1 to 14 (preferably from 2 to 12) carbon atoms per molecule and carboxylic acids or polycarboxylic acids containing from 1 to 14 (preferably from 1 to 12) carbon atoms per molecule. The organic additive can be composed of a combination of the various compound groups mentioned above.
De préférence, l’additif organique est choisi parmi l'acide formique HCOOH, le formaldéhyde CH2O, l'acide acétique CH3COOH, l’acide citrique, l’acide oxalique, l’acide glycolique (HOOC-CH2-OH), l’acide malonique (HOOC-CH2-COOH), l’acide lévulinique (CH3CCH2CH2CO2H), l'éthanol, le méthanol, le formiate d'éthyle HCOOC2H5, le formiate de méthyle HCOOCH3, le paraldéhyde (CH3-CHO)3, l'acétaldéhyde C2H4O, l’acide gamma-valérolactone (C5H8O2), le glucose et le sorbitol.Preferably, the organic additive is chosen from formic acid HCOOH, formaldehyde CH 2 O, acetic acid CH 3 COOH, citric acid, oxalic acid, glycolic acid (HOOC-CH 2 - OH), malonic acid (HOOC-CH 2 -COOH), levulinic acid (CH 3 CCH 2 CH 2 CO 2 H), ethanol, methanol, ethyl formate HCOOC 2 H 5 , HCOOCH 3 methyl formate, paraldehyde (CH 3 -CHO) 3 , acetaldehyde C 2 H 4 O, gamma-valerolactone acid (C 5 H 8 O 2 ), glucose and sorbitol.
De manière particulièrement préférée, l’additif organique est choisi parmi l’acide citrique, l’acide formique, l’acide glycolique, l’acide lévulinique et l’acide oxalique.Particularly preferably, the organic additive is chosen from citric acid, formic acid, glycolic acid, levulinic acid and oxalic acid.
Dans un mode de réalisation selon l’invention, ladite étape a1) est réalisée par mise en contact du support avec au moins un additif organique se présentant sous la forme d’une poudre.In one embodiment according to the invention, said step a1) is carried out by bringing the support into contact with at least one organic additive in the form of a powder.
Dans un autre mode de réalisation selon l’invention, ladite étape a1) est réalisée par mise en contact du support avec au moins un additif organique se présentant sous la forme d’une poudre dissous dans une quantité minimale d’eau. On entend par quantité minimale d’eau la quantité d’eau permettant la dissolution au moins partielle dudit additif organique dans l’eau. Cette quantité minimale d’eau ne peut pas être assimilable à un solvant. Dans ce cas, et, lorsque l’étape d’introduction de l’additif est réalisé séparément de l’introduction du précurseur de la phase active du catalyseur (i.e. les étapes a1) et a2) sont réalisées séparément) l’étape de mise en contact du support avec l’additif organique est avantageusement suivie d’un séchage à une température inférieure à 250°C, de préférence comprise entre 15 et 240°C, plus préférentiellement entre 30 et 220°C.In another embodiment according to the invention, said step a1) is carried out by bringing the support into contact with at least one organic additive in the form of a powder dissolved in a minimum amount of water. The term “minimum quantity of water” means the quantity of water allowing the at least partial dissolution of said organic additive in water. This minimum quantity of water cannot be assimilated to a solvent. In this case, and, when the step of introducing the additive is carried out separately from the introduction of the precursor of the active phase of the catalyst (i.e. steps a1) and a2) are carried out separately) the step of setting in contact with the support with the organic additive is advantageously followed by drying at a temperature below 250°C, preferably between 15 and 240°C, more preferably between 30 and 220°C.
La mise en contact selon l’étape a1) est généralement réalisée à une température entre 0 et 70°C, de préférence entre 10 et 60°C, et de manière particulièrement préférée à température ambiante.The bringing into contact according to step a1) is generally carried out at a temperature between 0 and 70° C., preferably between 10 and 60° C., and in a particularly preferred manner at room temperature.
Selon l’étape a1), la mise en contact dudit support poreux ou du précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b) avec l’additif organique peut se faire par toute méthode connue de l’Homme du métier. De manière préférée, on pourra employer des mélangeurs convectifs, des mélangeurs à tambour ou des mélangeurs statiques. L’étape a1) est réalisée avantageusement pendant une durée comprise entre 5 minutes à 5 heures selon le type de mélangeur utilisé, de préférence entre 10 minutes et 4 heures.According to step a1), the contacting of said porous support or of the catalyst precursor obtained at the end of step b) with the organic additive can be done by any method known to those skilled in the art. Preferably, convective mixers, drum mixers or static mixers can be used. Step a1) is advantageously carried out for a period of between 5 minutes to 5 hours depending on the type of mixer used, preferably between 10 minutes and 4 hours.
Selon l’invention, le ratio molaire entre l’additif organique et le nickel est supérieur à 0,05 mol/mol, de préférence compris entre 0,1 et 5 mol/mol, plus préférentiellement compris entre 0,12 et 3 mol/mol, et de façon encore plus préférée compris entre 0,15 et 2,5 mol/mol.According to the invention, the molar ratio between the organic additive and the nickel is greater than 0.05 mol/mol, preferably between 0.1 and 5 mol/mol, more preferably between 0.12 and 3 mol/ mol, and even more preferably between 0.15 and 2.5 mol/mol.
Etape a2)Step a2)
Selon l’étape a2), on met en contact le support d’alumine , optionnellement obtenu à l’issue de l’étape a1), avec au moins un sel métallique de nickel, à une température inférieure à la température de fusion du sel métallique, optionnellement pendant une durée comprise entre 5 minutes à 5 heures, pour former un mélange solide, le rapport massique entre ledit sel métallique et le support d’alumine étant compris entre 0,1 et 2,3, de préférence entre 0,2 et 2.According to step a2), the alumina support, optionally obtained at the end of step a1), is brought into contact with at least one nickel metal salt, at a temperature below the melting temperature of the salt metal, optionally for a period of between 5 minutes to 5 hours, to form a solid mixture, the mass ratio between said metal salt and the alumina support being between 0.1 and 2.3, preferably between 0.2 and 2.
De préférence, la température de fusion dudit sel métallique est comprise entre 20°C et 150°C. De manière préférée le sel métallique est hydraté. De manière préférée, le sel métallique est le nitrate de nickel hexahydraté (Ni(NO3)2, 6H2O, Tfusion= 56,7°C).Preferably, the melting point of said metal salt is between 20°C and 150°C. Preferably the metal salt is hydrated. Preferably, the metal salt is hexahydrated nickel nitrate (Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O, T melting point =56.7° C.).
Selon l’étape a2), la mise en contact dudit support poreux d’alumine et du sel métallique de nickel peut se faire par toute méthode connue de l’Homme du métier. De manière préférée, on pourra employer des mélangeurs convectifs, des mélangeurs à tambour ou des mélangeurs statiques. L’étape a2) est réalisée avantageusement pendant une durée comprise entre 5 minutes à 5 heures selon le type de mélangeur utilisé, de préférence entre 10 minutes et 4 heures.According to step a2), the bringing into contact of said porous alumina support and the nickel metal salt can be done by any method known to those skilled in the art. Preferably, convective mixers, drum mixers or static mixers can be used. Step a2) is advantageously carried out for a period of between 5 minutes to 5 hours depending on the type of mixer used, preferably between 10 minutes and 4 hours.
Mise en œuvre des étapes a1) et a2)Implementation of steps a1) and a2)
Selon l’invention :According to the invention:
- les étapes a1) a2) sont réalisées successivement dans cet ordre, ou- steps a1) a2) are carried out successively in this order, or
- les étapes a) et a2) sont réalisées simultanément.- Steps a) and a2) are carried out simultaneously.
Dans un mode de réalisation préférentiel, on réalise l’étape a1) avant de réaliser l’étape a2).In a preferred embodiment, step a1) is performed before performing step a2).
Etape a3)Step a3)
Selon l’étape a3), le mélange obtenu à l’issue des étapes a1) et a2) est chauffé sous agitation à une température comprise entre la température du fusion du sel métallique et 200°C, et optionnellement sous pression atmosphérique. De préférence, la température est comprise entre 50 et 100°C.According to step a3), the mixture obtained at the end of steps a1) and a2) is heated with stirring to a temperature between the melting temperature of the metal salt and 200° C., and optionally under atmospheric pressure. Preferably, the temperature is between 50 and 100°C.
Avantageusement, l’étape a3) est réalisée pendant une durée comprise entre 5 minutes et 12 heures, de manière préférée entre 5 minutes et 4 heures.Advantageously, step a3) is carried out for a period of between 5 minutes and 12 hours, preferably between 5 minutes and 4 hours.
Selon l’étape a3), l’homogénéisation mécanique du mélange peut se faire par toute méthode connue de l’Homme du métier. De manière préférée, on pourra employer des mélangeurs convectifs, des mélangeurs à tambour ou des mélangeurs statiques. Encore plus préférentiellement, l’étape a3) est réalisée au moyen d’un mélangeur à tambour dont la vitesse de rotation comprise entre 4 et 70 tours/minute, de préférence entre 10 et 60 tours/minute. En effet, si la rotation du tambour est trop élevée, la phase active du catalyseur peut être moins bien répartie dans le grain du support.According to step a3), the mechanical homogenization of the mixture can be done by any method known to those skilled in the art. Preferably, convective mixers, drum mixers or static mixers can be used. Even more preferentially, step a3) is carried out by means of a drum mixer whose speed of rotation is between 4 and 70 revolutions/minute, preferably between 10 and 60 revolutions/minute. Indeed, if the rotation of the drum is too high, the active phase of the catalyst may be less well distributed in the grain of the support.
Etape a4) (optionnelle)Step a4) (optional)
Dans un mode de réalisation selon l’invention, l’étape a4) de séchage est réalisée avantageusement à une température inférieure à 250°C, de préférence comprise entre 15 et 180°C, plus préférentiellement entre 30 et 160°C, encore plus préférentiellement entre 50 et 150°C, et de manière encore plus préférentielle entre 70 et 140°C, optionnellement pendant une durée comprise entre 0,5 à 12 heures, et de façon encore plus préférée pendant une durée de 0,5 à 5 heures. Des durées plus longues ne sont pas exclues, mais n’apportent pas nécessairement d’amélioration.In one embodiment according to the invention, step a4) of drying is advantageously carried out at a temperature below 250° C., preferably between 15 and 180° C., more preferably between 30 and 160° C., even more preferably between 50 and 150°C, and even more preferably between 70 and 140°C, optionally for a period of between 0.5 and 12 hours, and even more preferably for a period of 0.5 to 5 hours . Longer durations are not excluded, but do not necessarily bring improvement.
L’étape de séchage peut être effectuée par toute technique connue de l’Homme du métier. Elle est avantageusement effectuée sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène ou sous un mélange de gaz inerte et d’oxygène. Elle est avantageusement effectuée à pression atmosphérique ou à pression réduite. De manière préférée, cette étape est réalisée à pression atmosphérique et en présence d’air ou d’azote.The drying step can be carried out by any technique known to those skilled in the art. It is advantageously carried out under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen or under a mixture of inert gas and oxygen. It is advantageously carried out at atmospheric pressure or at reduced pressure. Preferably, this step is carried out at atmospheric pressure and in the presence of air or nitrogen.
Etape a5) (optionnelle)Step a5) (optional)
L’étape a5) de calcination peut être réalisée après l’étape a3) ou après l’étape optionnelle a4) à une température comprise entre 250°C et 600°C, de préférence entre 350°C et 550°C, pendant une durée typiquement comprise entre 0,5 à 24 heures, de façon préférée pendant une durée de 0,5 à 12 heures, et de façon encore plus préférée pendant une durée de 0,5 à 10 heures, de préférence sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène. Des durées plus longues ne sont pas exclues, mais n’apportent pas nécessairement d’amélioration.Calcination step a5) can be carried out after step a3) or after optional step a4) at a temperature between 250°C and 600°C, preferably between 350°C and 550°C, for a duration typically comprised between 0.5 to 24 hours, preferably for a duration of 0.5 to 12 hours, and even more preferably for a duration of 0.5 to 10 hours, preferably under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen. Longer durations are not excluded, but do not necessarily bring improvement.
Etape b)Step b)
L’étape b) comprend les sous-étapes suivantes.Step b) includes the following sub-steps.
Etape b1)Step b1)
Lors de l’étape b1) du procédé, on imprègne soit le support poreux, soit le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape a) avec au moins une solution contenant au moins un précurseur de cuivre et un précurseur de nickel à une concentration en cuivre prédéterminée pour obtenir sur le catalyseur final une teneur comprise entre 0,5 et 15 % poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur final.During step b1) of the process, either the porous support or the catalyst precursor obtained at the end of step a) is impregnated with at least one solution containing at least one copper precursor and one nickel precursor. at a predetermined copper concentration to obtain on the final catalyst a content of between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the final catalyst.
Le pH de ladite solution comprenant au moins un précurseur de nickel et un précurseur de cuivre imprégné pourra être modifié par l'ajout éventuel d'un acide ou d’une base.The pH of said solution comprising at least one nickel precursor and one impregnated copper precursor may be modified by the possible addition of an acid or a base.
De manière préférée, ledit précurseur de nickel et le précurseur de cuivre sont introduits en solution aqueuse.Preferably, said nickel precursor and the copper precursor are introduced in aqueous solution.
Lorsque le précurseur de nickel est introduit en solution aqueuse, on utilise avantageusement un précurseur de nickel sous forme de nitrate, de carbonate, d'acétate, de chlorure, d’hydroxyde, d’hydroxycarbonate, d'oxalate, de sulfate, de formiate, de complexes formés par un polyacide ou un acide-alcool et ses sels, de complexes formés avec les acétylacétonates, de complexes tétrammine ou hexammine, ou encore de tout autre dérivé inorganique soluble en solution aqueuse, laquelle est mise en contact avec ledit précurseur de catalyseur. De manière préférée, on utilise avantageusement comme précurseur de nickel, le nitrate de nickel, l’hydroxyde de nickel, le carbonate de nickel, le chlorure de nickel, ou le hydroxycarbonate de nickel. De manière très préférée, le précurseur de nickel est le nitrate de nickel, le carbonate de nickel ou le hydroxyde de nickel.When the nickel precursor is introduced in aqueous solution, a nickel precursor is advantageously used in the form of nitrate, carbonate, acetate, chloride, hydroxide, hydroxycarbonate, oxalate, sulphate, formate , of complexes formed by a polyacid or an acid-alcohol and its salts, of complexes formed with acetylacetonates, of tetrammine or hexammine complexes, or of any other inorganic derivative which is soluble in aqueous solution, which is brought into contact with the said precursor of catalyst. Preferably, the nickel precursor used is advantageously nickel nitrate, nickel hydroxide, nickel carbonate, nickel chloride, or nickel hydroxycarbonate. Very preferably, the nickel precursor is nickel nitrate, nickel carbonate or nickel hydroxide.
Lorsque le précurseur de cuivre est introduit en solution aqueuse, on utilise avantageusement un précurseur de cuivre sous forme minérale ou organique. Sous forme minérale, le précurseur de cuivre peut être choisi parmi l’acétate de cuivre, l’acétylacétonate de cuivre, le nitrate de cuivre, le sulfate de cuivre, le chlorure de cuivre, le bromure de cuivre, l’iodure de cuivre ou le fluorure de cuivre. De manière très préférée, le sel précurseur du cuivre est le nitrate de cuivre.When the copper precursor is introduced in aqueous solution, a copper precursor in mineral or organic form is advantageously used. In mineral form, the copper precursor can be chosen from copper acetate, copper acetylacetonate, copper nitrate, copper sulphate, copper chloride, copper bromide, copper iodide or copper fluoride. Very preferably, the copper precursor salt is copper nitrate.
De préférence, le précurseur de nickel est approvisionnée à l’étape b1) à une concentration prédéterminée pour obtenir sur le catalyseur final (i.e. obtenu à l’issue des étapes a) + b) ou b) + a)) une teneur en nickel comprise dans l’alliage cuivre-nickel comprise entre 0,5 et 15% en poids en élément nickel par rapport au poids total du catalyseur, de préférence entre 1 et 12% en poids, et plus préférentiellement entre 1 et 10% en poids.Preferably, the nickel precursor is supplied to step b1) at a predetermined concentration to obtain on the final catalyst (i.e. obtained at the end of steps a) + b) or b) + a)) a nickel content comprised in the copper-nickel alloy comprised between 0.5 and 15% by weight of nickel element relative to the total weight of the catalyst, preferably between 1 and 12% by weight, and more preferably between 1 and 10% by weight.
Les quantités du ou des précurseurs de cuivre introduites dans la solution selon l’étape b1) sont choisies de telle manière que la teneur totale en cuivre est comprise entre 0,5 et 15 % en poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur final (i.e. obtenu à l’issue des étapes a) + b) ou b) + a)), de préférence comprise entre 0,5 et 12 % poids, de manière préférée comprise entre 0,75 et 10 % poids, et encore plus préférentiellement entre 1 et 9% en poids.The quantities of the copper precursor(s) introduced into the solution according to step b1) are chosen such that the total copper content is between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the catalyst. final (i.e. obtained at the end of steps a) + b) or b) + a)), preferably between 0.5 and 12% by weight, preferably between 0.75 and 10% by weight, and even more preferably between 1 and 9% by weight.
Etape b2)Step b2)
On réalise une étape b2) de séchage du précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b1). L’étape b2) de séchage est réalisée avantageusement à une température inférieure à 250°C, de préférence comprise entre 15 et 180°C, plus préférentiellement entre 30 et 160°C, encore plus préférentiellement entre 50 et 150°C, et de manière encore plus préférentielle entre 70 et 140°C, optionnellement pendant une durée comprise entre 0,5 heure à 12 heures, et de façon encore plus préférée pendant une durée de 0,5 heure à 5 heures. Des durées plus longues ne sont pas exclues, mais n’apportent pas nécessairement d’amélioration.A step b2) of drying the catalyst precursor obtained at the end of step b1) is carried out. Step b2) of drying is advantageously carried out at a temperature below 250° C., preferably between 15 and 180° C., more preferably between 30 and 160° C., even more preferably between 50 and 150° C., and even more preferably between 70 and 140° C., optionally for a period of between 0.5 hour and 12 hours, and even more preferably for a period of 0.5 hour to 5 hours. Longer durations are not excluded, but do not necessarily bring improvement.
L’étape de séchage peut être effectuée par toute technique connue de l’Homme du métier. Elle est avantageusement effectuée sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène ou sous un mélange de gaz inerte et d’oxygène. Elle est avantageusement effectuée à pression atmosphérique ou à pression réduite. De manière préférée, cette étape est réalisée à pression atmosphérique et en présence d’air ou d’azote.The drying step can be carried out by any technique known to those skilled in the art. It is advantageously carried out under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen or under a mixture of inert gas and oxygen. It is advantageously carried out at atmospheric pressure or at reduced pressure. Preferably, this step is carried out at atmospheric pressure and in the presence of air or nitrogen.
Etape b2’)Step b2’)
Dans un mode de réalisation selon l’invention, on réalise une étape b2’) de calcination du précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b2) à une température comprise entre 250°C et 600°C. L’étape b2’) de calcination peut être réalisée à une température comprise entre 250°C et 600°C, de préférence entre 350°C et 550°C, optionnellement pendant une durée comprise entre 0,5 à 24 heures, de façon préférée pendant une durée de 0,5 à 12 heures, et de façon encore plus préférée pendant une durée de 0,5 à 10 heures, de préférence sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène. Des durées plus longues ne sont pas exclues, mais n’apportent pas nécessairement d’amélioration.In one embodiment according to the invention, a step b2′) of calcining the catalyst precursor obtained at the end of step b2) is carried out at a temperature of between 250°C and 600°C. Step b2′) of calcination can be carried out at a temperature of between 250° C. and 600° C., preferably between 350° C. and 550° C., optionally for a period of between 0.5 and 24 hours, so as preferably for a period of 0.5 to 12 hours, and even more preferably for a period of 0.5 to 10 hours, preferably under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen. Longer durations are not excluded, but do not necessarily bring improvement.
Mise en œuvre des étapes a) et b)Implementation of steps a) and b)
Le procédé de préparation du catalyseur comporte plusieurs modes de mises en œuvre. Ils se distinguent notamment par l’ordre d’introduction de la solution comprenant le précurseur de la phase active de nickel et de la solution à base de nickel et de cuivre pour l’obtention de l’alliage NiCu.The process for preparing the catalyst comprises several modes of implementation. They are distinguished in particular by the order of introduction of the solution comprising the precursor of the active phase of nickel and of the solution based on nickel and copper to obtain the NiCu alloy.
L’étape b) peut être réalisée soit avant l’étape a), soit après l’étape a) du procédé de préparation.Step b) can be carried out either before step a), or after step a) of the preparation process.
Lorsqu’on réalise l’étape b) avant l’étape a), alors la sous-étape a4) est obligatoire. De préférence, on réalise également les étapes a5) et/ou b2’).When performing step b) before step a), then sub-step a4) is mandatory. Preferably, steps a5) and/or b2′) are also carried out.
Etape c)Step c) Réduction par un gaz réducteurReduction by a reducing gas
Préalablement à l’utilisation du catalyseur dans le réacteur catalytique et la mise en œuvre d’un procédé d'hydrogénation, on effectue une étape de traitement réducteur c) en présence d’un gaz réducteur de manière à obtenir un catalyseur comprenant du nickel au moins partiellement sous forme métallique. Cette étape est avantageusement réaliséein-situc'est-à-dire après le chargement du catalyseur dans un réacteur d’hydrogénation. Ce traitement permet d'activer ledit catalyseur et de former des particules métalliques, en particulier du nickel à l'état zéro valent. La réalisationin-situdu traitement réducteur du catalyseur permet de s’affranchir d’une étape supplémentaire de passivation du catalyseur par un composé oxygéné ou par le CO2, ce qui est nécessairement le cas lorsque le catalyseur est préparé en réalisant un traitement réducteur ex-situ, c’est-à-dire en dehors du réacteur utilisé pour l’hydrogénation de composés aromatiques ou polyaromatiques. En effet, lorsque le traitement réducteur est réalisé ex-situ, il est nécessaire de réaliser une étape de passivation afin de préserver la phase métallique du catalyseur en présence d’air (lors des opérations de transport et de chargement du catalyseur dans le réacteur d’hydrogénation), puis de réaliser une étape nouvelle étape de réduction du catalyseur.Prior to the use of the catalyst in the catalytic reactor and the implementation of a hydrogenation process, a reducing treatment step c) is carried out in the presence of a reducing gas so as to obtain a catalyst comprising nickel in least partially in metallic form. This step is advantageously carried out in situ, that is to say after loading the catalyst into a hydrogenation reactor. This treatment makes it possible to activate said catalyst and to form metallic particles, in particular nickel in the zero valent state. Performing the catalyst reduction treatment in situ makes it possible to dispense with an additional step of passivation of the catalyst by an oxygenated compound or by CO 2 , which is necessarily the case when the catalyst is prepared by carrying out a reduction treatment. ex-situ, that is to say outside the reactor used for the hydrogenation of aromatic or polyaromatic compounds. Indeed, when the reducing treatment is carried out ex-situ, it is necessary to carry out a passivation step in order to preserve the metallic phase of the catalyst in the presence of air (during transport and loading operations of the catalyst in the reactor of hydrogenation), then to carry out a new step of reduction of the catalyst.
Le gaz réducteur est de préférence l'hydrogène. L'hydrogène peut être utilisé pur ou en mélange (par exemple un mélange hydrogène/azote, hydrogène/argon, hydrogène/méthane). Dans le cas où l'hydrogène est utilisé en mélange, toutes les proportions sont envisageables.The reducing gas is preferably hydrogen. The hydrogen can be used pure or in a mixture (for example a hydrogen/nitrogen, hydrogen/argon, hydrogen/methane mixture). In the case where the hydrogen is used as a mixture, all the proportions are possible.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation du procédé de préparation selon l’invention, ledit traitement réducteur est réalisé à une température supérieure ou égale à 150°C et inférieure à 250°C, de préférence comprise entre 160 et 230°C, et plus préférentiellement entre 170 et 220°C. La durée du traitement réducteur est comprise entre 5 minutes et moins de 5 heures, de préférence entre 10 minutes et 4 heures, et encore plus préférentiellement entre 10 minutes et 110 minutes.According to one or more embodiments of the preparation process according to the invention, said reducing treatment is carried out at a temperature greater than or equal to 150° C. and less than 250° C., preferably between 160 and 230° C., and more preferably between 170 and 220°C. The duration of the reducing treatment is between 5 minutes and less than 5 hours, preferably between 10 minutes and 4 hours, and even more preferably between 10 minutes and 110 minutes.
La présence de l’alliage de nickel-cuivre au moins partiellement sous forme réduite permet de recourir à des conditions opératoires de réduction de la phase active de nickel moins sévères que dans l’art antérieur et permet ainsi de réaliser directement l’étape de réduction au sein du réacteur dans lequel on souhaite réaliser l’hydrogénation de composés insaturés ou aromatiques.The presence of the nickel-copper alloy at least partially in reduced form makes it possible to use less severe operating conditions for reducing the active phase of nickel than in the prior art and thus makes it possible to directly carry out the reduction step within the reactor in which it is desired to carry out the hydrogenation of unsaturated or aromatic compounds.
Par ailleurs, la présence de cuivre dans le catalyseur permet de conserver une bonne activité du catalyseur et une bonne durée de vie du catalyseur lorsque ce dernier est mis en contact avec une charge hydrocarbonée comprenant du soufre. En effet, par rapport au nickel, le cuivre présent dans le catalyseur capte plus facilement les composés soufrés compris dans la charge, ce qui limite l’empoisonnement irréversible des sites actifs. La montée en température jusqu'à la température de réduction désirée est généralement lente, par exemple fixée entre 0,1 et 10°C/min, de préférence entre 0,3 et 7°C/min.Furthermore, the presence of copper in the catalyst makes it possible to maintain good activity of the catalyst and good life of the catalyst when the latter is brought into contact with a hydrocarbon feedstock comprising sulfur. Indeed, compared to nickel, the copper present in the catalyst more easily captures the sulfur compounds included in the charge, which limits the irreversible poisoning of the active sites. The rise in temperature up to the desired reduction temperature is generally slow, for example fixed between 0.1 and 10° C./min, preferably between 0.3 and 7° C./min.
Le débit d'hydrogène, exprimé en L/heure/gramme de précurseur de catalyseur est compris entre 0,01 et 100 L/heure/gramme de catalyseur, de préférence entre 0,05 et 10 L/heure/gramme de précurseur de catalyseur, de façon encore plus préférée entre 0,1 et 5 L/heure/gramme de précurseur de catalyseur.The hydrogen flow, expressed in L/hour/gram of catalyst precursor is between 0.01 and 100 L/hour/gram of catalyst, preferably between 0.05 and 10 L/hour/gram of catalyst precursor , even more preferably between 0.1 and 5 L/hour/gram of catalyst precursor.
Etape d) Passivation (optionnelle)Step d) Passivation (optional)
Le procédé selon l'invention peut comprendre avantageusement une étape de passivation par un composé soufré qui permet d'améliorer la sélectivité des catalyseurs et d'éviter les emballements thermiques lors des démarrages de catalyseurs neufs («run-away» selon la terminologie anglo-saxonne). La passivation consiste généralement à empoisonner irréversiblement par le composé soufré les sites actifs les plus virulents du nickel qui existent sur le catalyseur neuf et donc à atténuer l’activité du catalyseur en faveur de sa sélectivité. L'étape de passivation est réalisée par la mise en œuvre de méthodes connues de l'Homme du métierThe process according to the invention can advantageously comprise a step of passivation by a sulfur compound which makes it possible to improve the selectivity of the catalysts and to avoid thermal runaways during the start-up of new catalysts (" run-away " according to the English terminology). Saxon). Passivation generally consists in irreversibly poisoning with the sulfur compound the most virulent active sites of nickel which exist on the new catalyst and therefore in attenuating the activity of the catalyst in favor of its selectivity. The passivation step is carried out by implementing methods known to those skilled in the art
L'étape de passivation par un composé soufré est généralement effectuée à une température comprise entre 20 et 350°C, de préférence entre 40 et 200°C, pendant 10 à 240 minutes. Le composé soufré est par exemple choisi parmi les composés suivants: thiophène, thiophane, alkylmonosulfures tels que diméthylsulfure, diéthylsulfure, dipropylsulfure et propylméthylsulfure ou encore un disulfure organique de formule HO-R1-S-S-R2-OH tel que le di-thio-di-éthanol de formule HO-C2H4-S-S-C2H4-OH (appelé souvent DEODS). La teneur en soufre est généralement comprise entre 0,1 et 2 % poids dudit élément par rapport au poids total du catalyseur.The passivation step with a sulfur compound is generally carried out at a temperature of between 20 and 350° C., preferably between 40 and 200° C., for 10 to 240 minutes. The sulfur compound is for example chosen from the following compounds: thiophene, thiophane, alkylmonosulfides such as dimethylsulfide, diethylsulfide, dipropylsulfide and propylmethylsulfide or else an organic disulfide of formula HO-R 1 -SSR 2 -OH such as di-thio-di -ethanol of formula HO-C 2 H 4 -SSC 2 H 4 -OH (often called DEODS). The sulfur content is generally between 0.1 and 2% by weight of said element relative to the total weight of the catalyst.
Dans un mode de réalisation selon l’invention, la préparation du catalyseur est effectuée ex-situ, c'est-à-dire avant chargement du catalyseur dans l'unité réactionnelle du procédé d'hydrogénation sélective ou d’hydrogénation des aromatiques.In one embodiment according to the invention, the preparation of the catalyst is carried out ex-situ, that is to say before loading the catalyst into the reaction unit of the selective hydrogenation or aromatics hydrogenation process.
CatalyseurCatalyst
La teneur en nickel comprise dans la phase active du catalyseur obtenu selon le procédé de préparation selon l’invention est supérieure ou égale à 1 % en poids et inférieure à 20 % poids en élément nickel par rapport au poids total du catalyseur, plus préférentiellement entre 2 et 19 % poids et encore plus préférentiellement entre 3 et 19 % poids et encore plus préférentiellement 5 et 18% poids par rapport au poids total du catalyseur.The nickel content included in the active phase of the catalyst obtained according to the preparation process according to the invention is greater than or equal to 1% by weight and less than 20% by weight of nickel element relative to the total weight of the catalyst, more preferably between 2 and 19% by weight and even more preferably between 3 and 19% by weight and even more preferably 5 and 18% by weight relative to the total weight of the catalyst.
La teneur en cuivre comprise dans l’alliage du catalyseur obtenu selon le procédé de préparation selon l’invention est comprise entre 0,5 et 15 % en poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur, de préférence comprise entre 0,5 et 12 % poids, de manière préférée comprise entre 0,75 et 10 % poids, et encore plus préférentiellement entre 1 et 9 % en poids.The copper content included in the alloy of the catalyst obtained according to the preparation process according to the invention is between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the catalyst, preferably between 0.5 and 12% by weight, preferably between 0.75 and 10% by weight, and even more preferably between 1 and 9% by weight.
Une partie du nickel et du cuivre compris dans le catalyseur se présente sous la forme d’un alliage de nickel-cuivre, répondant avantageusement à la formule NixCuyavec x compris entre 0,1 et 0,9 et y compris entre 0,1 et 0,9. De préférence, la teneur en nickel comprise dans l’alliage cuivre-nickel obtenu par le procédé de préparation selon l’invention est comprise entre 0,5 et 15% en poids en élément nickel par rapport au poids total du catalyseur, de préférence entre 1 et 12% en poids, et plus préférentiellement entre 1 et 10% en poids.Part of the nickel and copper included in the catalyst is in the form of a nickel-copper alloy, advantageously corresponding to the formula Ni x Cu y with x between 0.1 and 0.9 and including between 0 .1 and 0.9. Preferably, the nickel content included in the copper-nickel alloy obtained by the preparation process according to the invention is between 0.5 and 15% by weight of nickel element relative to the total weight of the catalyst, preferably between 1 and 12% by weight, and more preferably between 1 and 10% by weight.
De préférence, le ratio molaire entre le nickel de l’alliage et le cuivre est compris entre 0,5 et 5, de préférence compris entre 0,7 et 4,5, plus préférentiellement entre 0,9 et 4.Preferably, the molar ratio between the nickel of the alloy and the copper is between 0.5 and 5, preferably between 0.7 and 4.5, more preferably between 0.9 and 4.
Avantageusement, la phase active du catalyseur ne comprend pas de métal du groupe VIB. Elle ne comprend notamment pas de molybdène ou de tungstène.Advantageously, the active phase of the catalyst does not comprise any group VIB metal. In particular, it does not include molybdenum or tungsten.
La taille des particules de nickel dans le catalyseur, mesurée sous forme oxyde, est inférieure à 18 nm, de préférence inférieure à 15 nm, plus préférentiellement comprise entre 0,5 et 12 nm, de manière préférée comprise entre 1 et 8 nm, de manière encore plus préférée entre 1 et 6 nm, et encore plus préférentiellement entre 1 et 5 nm.The size of the nickel particles in the catalyst, measured in oxide form, is less than 18 nm, preferably less than 15 nm, more preferably between 0.5 and 12 nm, preferably between 1 and 8 nm, even more preferably between 1 and 6 nm, and even more preferably between 1 and 5 nm.
Ledit catalyseur est généralement présenté sous toutes les formes connues de l'Homme du métier, par exemple sous forme de billes (ayant généralement un diamètre compris entre 1 et 8 mm), d’extrudés, de tablettes, de cylindres creux. De préférence, il est constitué d'extrudés de diamètre généralement compris entre 0,5 et 10 mm, de préférence entre 0,8 et 3,2 mm et de manière très préférée entre 1,0 et 2,5 mm et de longueur moyenne comprise entre 0,5 et 20 mm. On entend par « diamètre moyen » des extrudés le diamètre moyen du cercle circonscrit à la section droite de ces extrudés. Le catalyseur peut être avantageusement présenté sous la forme d'extrudés cylindriques, multilobés, trilobés ou quadrilobés. De préférence sa forme sera trilobée ou quadrilobée. La forme des lobes pourra être ajustée selon toutes les méthodes connues de l'art antérieur.Said catalyst is generally presented in all the forms known to those skilled in the art, for example in the form of beads (generally having a diameter of between 1 and 8 mm), extrudates, tablets, hollow cylinders. Preferably, it consists of extrudates with a diameter generally between 0.5 and 10 mm, preferably between 0.8 and 3.2 mm and very preferably between 1.0 and 2.5 mm and of average length between 0.5 and 20 mm. The term "average diameter" of the extrudates means the average diameter of the circle circumscribed to the cross section of these extrudates. The catalyst can advantageously be presented in the form of cylindrical, multi-lobed, tri-lobed or quadri-lobed extrudates. Preferably, its shape will be trilobed or quadrilobed. The shape of the lobes can be adjusted according to all known methods of the prior art.
La surface spécifique du catalyseur est généralement supérieure ou égale à 30 m2/g, de préférence supérieure ou égale à 50 m2/g, plus préférentiellement comprise entre 60 m2/g et 500 m2/g, et encore plus préférentiellement comprise entre 70 m2/g et 400 m2/g.The specific surface of the catalyst is generally greater than or equal to 30 m 2 /g, preferably greater than or equal to 50 m 2 /g, more preferentially comprised between 60 m 2 /g and 500 m 2 /g, and even more preferentially comprised between 70 m 2 /g and 400 m 2 /g.
Le volume total poreux du catalyseur est généralement compris entre 0,1 et 1,5 cm3/g, de préférence compris entre 0,35 et 1,2 cm3/g, et encore plus préférentiellement compris entre 0,4 et 1,0 cm3/g, et encore plus préférentiellement entre 0,45 et 0,9 cm3/g.The total pore volume of the catalyst is generally between 0.1 and 1.5 cm 3 /g, preferably between 0.35 and 1.2 cm 3 /g, and even more preferably between 0.4 and 1, 0 cm 3 /g, and even more preferably between 0.45 and 0.9 cm 3 /g.
Le catalyseur présente avantageusement un volume macroporeux inférieur ou égal à 0,6 mL/g, de préférence inférieur ou égal à 0,5 mL/g, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,4 mL/g, et encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,3 mL/g.The catalyst advantageously has a macropore volume less than or equal to 0.6 mL/g, preferably less than or equal to 0.5 mL/g, more preferably less than or equal to 0.4 mL/g, and even more preferably less than or equal to equal to 0.3 mL/g.
Le volume mésoporeux du catalyseur est généralement d'au moins 0,10 mL/g, de préférence d’au moins 0,20 mL/g, de manière préférée compris entre 0,25 mL/g et 0,80 mL/g, de manière plus préférée entre 0,30 et 0,65 mL/g.The mesoporous volume of the catalyst is generally at least 0.10 mL/g, preferably at least 0.20 mL/g, preferably between 0.25 mL/g and 0.80 mL/g, more preferably between 0.30 and 0.65 mL/g.
Le diamètre médian mésoporeux du catalyseur est avantageusement compris entre 3 nm et 25 nm, et de préférence entre 6 et 20 nm, et de manière particulièrement préférée compris entre 8 et 18 nm.The median mesoporous diameter of the catalyst is advantageously between 3 nm and 25 nm, and preferably between 6 and 20 nm, and in a particularly preferred manner between 8 and 18 nm.
Le catalyseur présente avantageusement un diamètre médian macroporeux compris entre 50 et 1500 nm, de préférence entre 80 et 1000 nm, de manière encore plus préférée compris entre 250 et 800 nm.The catalyst advantageously has a median macroporous diameter of between 50 and 1500 nm, preferably between 80 and 1000 nm, even more preferably between 250 and 800 nm.
De préférence, le catalyseur présente une microporosité inférieure à 0,05 ml/g, de manière très préférée il ne présente aucune microporosité.Preferably, the catalyst has a microporosity of less than 0.05 ml/g, very preferably it has no microporosity.
SupportSupport
Le support est une alumine c'est-à-dire que le support comporte au moins 95%, de préférence au moins 98%, et de manière particulièrement préférée au moins 99% poids d'alumine par rapport au poids du support. L’alumine présente généralement une structure cristallographique du type alumine delta, gamma ou thêta, seule ou en mélange.The support is an alumina, that is to say that the support comprises at least 95%, preferably at least 98%, and in a particularly preferred manner at least 99% by weight of alumina relative to the weight of the support. Alumina generally has a crystallographic structure of the delta, gamma or theta alumina type, alone or in a mixture.
Selon l'invention, le support d’alumine, peut comprendre des impuretés telles que les oxydes de métaux des groupes IIA, IIIB, IVB, IIB, IIIA, IVA selon la classification CAS, de préférence la silice, le dioxyde de titane, le dioxyde de zirconium, l'oxyde de zinc, l'oxyde de magnésium et l'oxyde de calcium, ou encore des métaux alcalins, de préférence le lithium, le sodium ou le potassium, et/ou les alcalino-terreux, de préférence le magnésium, le calcium, le strontium ou le baryum ou encore du soufre.According to the invention, the alumina support may comprise impurities such as metal oxides of groups IIA, IIIB, IVB, IIB, IIIA, IVA according to the CAS classification, preferably silica, titanium dioxide, zirconium dioxide, zinc oxide, magnesium oxide and calcium oxide, or alternatively alkali metals, preferably lithium, sodium or potassium, and/or alkaline earth metals, preferably magnesium, calcium, strontium or barium or sulfur.
La surface spécifique du support est généralement supérieure ou égale à 30 m2/g, de préférence supérieure ou égale à 50 m2/g, plus préférentiellement comprise entre 60 m2/g et 500 m2/g, et encore plus préférentiellement comprise entre 70 m2/g et 400 m2/g.The specific surface of the support is generally greater than or equal to 30 m 2 /g, preferably greater than or equal to 50 m 2 /g, more preferentially comprised between 60 m 2 /g and 500 m 2 /g, and even more preferentially comprised between 70 m 2 /g and 400 m 2 /g.
Le volume total poreux du support est généralement compris entre 0,1 et 1,5 cm3/g, de préférence compris entre 0,35 et 1,2 cm3/g, et encore plus préférentiellement compris entre 0,4 et 1,0 cm3/g, et encore plus préférentiellement entre 0,45 et 0,9 cm3/g.The total pore volume of the support is generally between 0.1 and 1.5 cm 3 /g, preferably between 0.35 and 1.2 cm 3 /g, and even more preferably between 0.4 and 1, 0 cm 3 /g, and even more preferably between 0.45 and 0.9 cm 3 /g.
Le support présente avantageusement un volume macroporeux inférieur ou égal à 0,6 mL/g, de préférence inférieur ou égal à 0,5 mL/g, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,4 mL/g, et encore plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,3 mL/g.The support advantageously has a macropore volume less than or equal to 0.6 mL/g, preferably less than or equal to 0.5 mL/g, more preferably less than or equal to 0.4 mL/g, and even more preferably less than or equal to equal to 0.3 mL/g.
Le volume mésoporeux du support est généralement d'au moins 0,10 mL/g, de préférence d’au moins 0,20 mL/g, de manière préférée compris entre 0,25 mL/g et 0,80 mL/g, de manière plus préférée entre 0,30 et 0,65 mL/g.The mesoporous volume of the support is generally at least 0.10 mL/g, preferably at least 0.20 mL/g, preferably between 0.25 mL/g and 0.80 mL/g, more preferably between 0.30 and 0.65 mL/g.
Le diamètre médian mésoporeux du support est avantageusement compris entre 3 nm et 25 nm, et de préférence entre 6 et 20 nm, et de manière particulièrement préférée compris entre 8 et 18 nm.The median mesoporous diameter of the support is advantageously between 3 nm and 25 nm, and preferably between 6 and 20 nm, and in a particularly preferred manner between 8 and 18 nm.
Le support présente avantageusement un diamètre médian macroporeux compris entre 50 et 1500 nm, de préférence entre 80 et 1000 nm, de manière encore plus préférée compris entre 250 et 800 nm.The support advantageously has a median macroporous diameter comprised between 50 and 1500 nm, preferably between 80 and 1000 nm, even more preferably comprised between 250 and 800 nm.
De préférence, le catalyseur présente une microporosité inférieure à 0,05 ml/g, de manière très préférée il ne présente aucune microporosité.Preferably, the catalyst has a microporosity of less than 0.05 ml/g, very preferably it has no microporosity.
Procédé d’hydrogénation sélectiveSelective hydrogenation process
La présente invention a également pour objet un procédé d’hydrogénation sélective de composés polyinsaturés contenant au moins 2 atomes de carbone par molécule, tels que les dioléfines et/ou les acétyléniques et/ou les alcénylaromatiques, aussi appelés styréniques, contenus dans une charge d’hydrocarbures ayant un point d'ébullition final inférieur ou égal à 300°C. Le procédé peut être réalisé à une température comprise entre 0 et 300°C, à une pression comprise entre 0,1 et 10 MPa, à un ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) compris entre 0,1 et 10 et à une vitesse volumique horaire comprise entre 0,1 et 200 h-1lorsque le procédé est réalisé en phase liquide, ou à un ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) compris entre 0,5 et 1000 et à une vitesse volumique horaire entre 100 et 40000 h-1lorsque le procédé est réalisé en phase gazeuse, en présence du catalyseur obtenu par le procédé de préparation tel que décrit ci-avant dans la description.The present invention also relates to a process for the selective hydrogenation of polyunsaturated compounds containing at least 2 carbon atoms per molecule, such as diolefins and/or acetylenics and/or alkenylaromatics, also called styrenics, contained in a charge of hydrocarbons having a final boiling point less than or equal to 300°C. The process can be carried out at a temperature of between 0 and 300°C, at a pressure of between 0.1 and 10 MPa, at a hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio of between 0.1 and 10 and at a hourly volume rate between 0.1 and 200 h -1 when the process is carried out in the liquid phase, or at a hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio between 0.5 and 1000 and at an hourly volume rate between 100 and 40,000 h −1 when the process is carried out in the gas phase, in the presence of the catalyst obtained by the preparation process as described above in the description.
Les composés organiques mono-insaturés tels que par exemple l’éthylène et le propylène, sont à la source de la fabrication de polymères, de matières plastiques et d'autres produits chimiques à valeur ajoutée. Ces composés sont obtenus à partir du gaz naturel, du naphta ou du gazole qui ont été traités par des procédés de vapocraquage ou de craquage catalytique. Ces procédés sont opérés à haute température et produisent, en plus des composés mono-insaturés recherchés, des composés organiques polyinsaturés tels que l'acétylène, le propadiène et le méthylacétylène (ou propyne), le 1-2-butadiène et le 1-3-butadiène, le vinylacétylène et l'éthylacétylène, et d’autres composés polyinsaturés dont le point d’ébullition correspond à la coupe C5+ (composés hydrocarbonés ayant au moins 5 atomes de carbone), en particulier des composés dioléfiniques ou styréniques ou indéniques. Ces composés polyinsaturés sont très réactifs et conduisent à des réactions parasites dans les unités de polymérisation. Il est donc nécessaire de les éliminer avant de valoriser ces coupes.Monounsaturated organic compounds such as ethylene and propylene, for example, are the source of the manufacture of polymers, plastics and other value-added chemicals. These compounds are obtained from natural gas, naphtha or gas oil which have been treated by steam cracking or catalytic cracking processes. These processes are operated at high temperature and produce, in addition to the desired monounsaturated compounds, polyunsaturated organic compounds such as acetylene, propadiene and methylacetylene (or propyne), 1-2-butadiene and 1-3 -butadiene, vinylacetylene and ethylacetylene, and other polyunsaturated compounds whose boiling point corresponds to the C5+ cut (hydrocarbon compounds having at least 5 carbon atoms), in particular diolefinic or styrenic or indenic compounds. These polyunsaturated compounds are very reactive and lead to side reactions in the polymerization units. It is therefore necessary to eliminate them before recovering these cuts.
L'hydrogénation sélective est le principal traitement développé pour éliminer spécifiquement les composés polyinsaturés indésirables de ces charges d'hydrocarbures. Elle permet la conversion des composés polyinsaturés vers les alcènes ou aromatiques correspondants en évitant leur saturation totale et donc la formation des alcanes ou naphtènes correspondants. Dans le cas d'essences de vapocraquage utilisées comme charge, l'hydrogénation sélective permet également d'hydrogéner sélectivement les alcénylaromatiques en aromatiques en évitant l’hydrogénation des noyaux aromatiques.Selective hydrogenation is the main treatment developed to specifically remove unwanted polyunsaturated compounds from these hydrocarbon feedstocks. It allows the conversion of polyunsaturated compounds to the corresponding alkenes or aromatics while avoiding their total saturation and therefore the formation of the corresponding alkanes or naphthenes. In the case of steam cracked gasolines used as feed, selective hydrogenation also makes it possible to selectively hydrogenate alkenylaromatics into aromatics by avoiding the hydrogenation of aromatic rings.
La charge d'hydrocarbures traitée dans le procédé d’hydrogénation sélective a un point d'ébullition final inférieur ou égal à 300°C et contient au moins 2 atomes de carbone par molécule et comprend au moins un composé polyinsaturé. On entend par « composés polyinsaturés » des composés comportant au moins une fonction acétylénique et/ou au moins une fonction diénique et/ou au moins une fonction alcénylaromatique.The hydrocarbon feed treated in the selective hydrogenation process has a final boiling point less than or equal to 300°C and contains at least 2 carbon atoms per molecule and includes at least one polyunsaturated compound. The term “polyunsaturated compounds” means compounds comprising at least one acetylenic function and/or at least one diene function and/or at least one alkenylaromatic function.
Plus particulièrement, la charge est sélectionnée dans le groupe constitué par une coupe C2 de vapocraquage, une coupe C2-C3 de vapocraquage, une coupe C3 de vapocraquage, une coupe C4 de vapocraquage, une coupe C5 de vapocraquage et une essence de vapocraquage encore appelée essence de pyrolyse ou coupe C5+.More particularly, the feedstock is selected from the group consisting of a C2 steam cracking cut, a C2-C3 steam cracking cut, a C3 steam cracking cut, a C4 steam cracking cut, a C5 steam cracking cut and a steam cracking gasoline also called pyrolysis gasoline or C5+ cut.
La coupe C2 de vapocraquage, avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective, présente par exemple la composition suivante : entre 40 et 95 % poids d'éthylène, de l'ordre de 0,1 à 5 % poids d'acétylène, le reste étant essentiellement de l'éthane et du méthane. Dans certaines coupes C2 de vapocraquage, entre 0,1 et 1 % poids de composés en C3 peut aussi être présent.The C2 cut from steam cracking, advantageously used for the implementation of the selective hydrogenation process, has for example the following composition: between 40 and 95% by weight of ethylene, of the order of 0.1 to 5% by weight of acetylene, the remainder being essentially ethane and methane. In certain C2 cuts from steam cracking, between 0.1 and 1% by weight of C3 compounds may also be present.
La coupe C3 de vapocraquage, avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective, présente par exemple la composition moyenne suivante : de l’ordre de 90 % poids de propylène, de l’ordre de 1 à 8 % poids de propadiène et de méthylacétylène, le reste étant essentiellement du propane. Dans certaines coupes C3, entre 0,1 et 2 % poids de composés en C2 et de composés en C4 peut aussi être présent.The C3 steam cracking cut, advantageously used for the implementation of the selective hydrogenation process, has for example the following average composition: of the order of 90% by weight of propylene, of the order of 1 to 8% by weight of propadiene and methylacetylene, the remainder being essentially propane. In some C3 cuts, between 0.1 and 2% by weight of C2 compounds and C4 compounds may also be present.
Une coupe C2 - C3 peut aussi être avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective. Elle présente par exemple la composition suivante : de l'ordre de 0,1 à 5 % poids d'acétylène, de l’ordre de 0,1 à 3 % poids de propadiène et de méthylacétylène, de l’ordre de 30 % poids d'éthylène, de l’ordre de 5 % poids de propylène, le reste étant essentiellement du méthane, de l’éthane et du propane. Cette charge peut aussi contenir entre 0,1 et 2 % poids de composés en C4.A C2-C3 cut can also be advantageously used for carrying out the selective hydrogenation process. It has for example the following composition: of the order of 0.1 to 5% by weight of acetylene, of the order of 0.1 to 3% by weight of propadiene and methylacetylene, of the order of 30% by weight of ethylene, of the order of 5% by weight of propylene, the remainder being essentially methane, ethane and propane. This filler may also contain between 0.1 and 2% by weight of C4 compounds.
La coupe C4 de vapocraquage, avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective, présente par exemple la composition massique moyenne suivante : 1 % poids de butane, 46,5 % poids de butène, 51 % poids de butadiène, 1,3 % poids de vinylacétylène et 0,2 % poids de butyne. Dans certaines coupes C4, entre 0,1 et 2 % poids de composés en C3 et de composés en C5 peut aussi être présent.The C4 steam cracking cut, advantageously used for the implementation of the selective hydrogenation process, has for example the following average mass composition: 1% weight of butane, 46.5% weight of butene, 51% weight of butadiene, 1 3% by weight of vinylacetylene and 0.2% by weight of butyne. In some C4 cuts, between 0.1 and 2% by weight of C3 compounds and C5 compounds may also be present.
La coupe C5 de vapocraquage, avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective, présente par exemple la composition suivante : 21 % poids de pentanes, 45 % poids de pentènes, 34 % poids de pentadiènes.The C5 cut from steam cracking, advantageously used for carrying out the selective hydrogenation process, has for example the following composition: 21% by weight of pentanes, 45% by weight of pentenes, 34% by weight of pentadienes.
L'essence de vapocraquage ou essence de pyrolyse, avantageusement utilisée pour la mise en œuvre du procédé d'hydrogénation sélective, correspond à une coupe hydrocarbonée dont la température d'ébullition est généralement comprise entre 0 et 300°C, de préférence entre 10 et 250°C. Les hydrocarbures polyinsaturés à hydrogéner présents dans ladite essence de vapocraquage sont en particulier des composés dioléfiniques (butadiène, isoprène, cyclopentadiène...), des composés styréniques (styrène, alpha-méthylstyrène...) et des composés indéniques (indène...). L'essence de vapocraquage comprend généralement la coupe C5-C12 avec des traces de C3, C4, C13, C14, C15 (par exemple entre 0,1 et 3% poids pour chacune de ces coupes). Par exemple, une charge formée d'essence de pyrolyse a généralement une composition suivante: 5 à 30 % poids de composés saturés (paraffines et naphtènes), 40 à 80 % poids de composés aromatiques, 5 à 20 % poids de mono-oléfines, 5 à 40 % poids de dioléfines, 1 à 20 % poids de composés alcénylaromatiques, l'ensemble des composés formant 100 %. Elle contient également de 0 à 1000 ppm poids de soufre, de préférence de 0 à 500 ppm poids de soufre.The steam cracking gasoline or pyrolysis gasoline, advantageously used for the implementation of the selective hydrogenation process, corresponds to a hydrocarbon cut whose boiling point is generally between 0 and 300° C., preferably between 10 and 250°C. The polyunsaturated hydrocarbons to be hydrogenated present in said steam cracked gasoline are in particular diolefinic compounds (butadiene, isoprene, cyclopentadiene, etc.), styrenic compounds (styrene, alpha-methylstyrene, etc.) and indene compounds (indene, etc.). ). Steam cracked gasoline generally comprises the C5-C12 cut with traces of C3, C4, C13, C14, C15 (for example between 0.1 and 3% by weight for each of these cuts). For example, a charge formed from pyrolysis gasoline generally has the following composition: 5 to 30% by weight of saturated compounds (paraffins and naphthenes), 40 to 80% by weight of aromatic compounds, 5 to 20% by weight of mono-olefins, 5 to 40% by weight of diolefins, 1 to 20% by weight of alkenylaromatic compounds, all the compounds forming 100%. It also contains from 0 to 1000 ppm by weight of sulphur, preferably from 0 to 500 ppm by weight of sulphur.
De manière préférée, la charge d'hydrocarbures polyinsaturés traitée conformément au procédé d'hydrogénation sélective est une coupe C2 de vapocraquage, ou une coupe C2-C3 de vapocraquage, ou une essence de vapocraquage.Preferably, the charge of polyunsaturated hydrocarbons treated in accordance with the selective hydrogenation process is a C2 cut from steam cracking, or a C2-C3 cut from steam cracking, or a gasoline from steam cracking.
Le procédé d'hydrogénation sélective vise à éliminer lesdits hydrocarbures polyinsaturés présents dans ladite charge à hydrogéner sans hydrogéner les hydrocarbures monoinsaturés. Par exemple, lorsque ladite charge est une coupe C2, le procédé d'hydrogénation sélective vise à hydrogéner sélectivement l'acétylène. Lorsque ladite charge est une coupe C3, le procédé d'hydrogénation sélective vise à hydrogéner sélectivement le propadiène et le méthylacétylène. Dans le cas d'une coupe C4, on vise à éliminer le butadiène, le vinylacétylène (VAC) et le butyne, dans le cas d'une coupe C5, on vise à éliminer les pentadiènes. Lorsque ladite charge est une essence de vapocraquage, le procédé d'hydrogénation sélective vise à hydrogéner sélectivement lesdits hydrocarbures polyinsaturés présents dans ladite charge à traiter de manière à ce que les composés dioléfiniques soient partiellement hydrogénés en mono-oléfines et que les composés styréniques et indéniques soient partiellement hydrogénés en composés aromatiques correspondants en évitant l’hydrogénation des noyaux aromatiques.The selective hydrogenation process aims to eliminate said polyunsaturated hydrocarbons present in said charge to be hydrogenated without hydrogenating the monounsaturated hydrocarbons. For example, when said feed is a C2 cut, the selective hydrogenation process aims to selectively hydrogenate acetylene. When said feed is a C3 cut, the selective hydrogenation process aims to selectively hydrogenate propadiene and methylacetylene. In the case of a C4 cut, the aim is to eliminate the butadiene, vinylacetylene (VAC) and the butyne, in the case of a C5 cut, the aim is to eliminate the pentadienes. When said feed is a steam cracked gasoline, the selective hydrogenation process aims to selectively hydrogenate said polyunsaturated hydrocarbons present in said feed to be treated so that the diolefinic compounds are partially hydrogenated into mono-olefins and that the styrenic and indenic compounds are partially hydrogenated to the corresponding aromatic compounds avoiding the hydrogenation of the aromatic rings.
La mise en œuvre technologique du procédé d’hydrogénation sélective est par exemple réalisée par injection, en courant ascendant ou descendant, de la charge d'hydrocarbures polyinsaturés et de l’hydrogène dans au moins un réacteur à lit fixe. Ledit réacteur peut être de type isotherme ou de type adiabatique. Un réacteur adiabatique est préféré. La charge d'hydrocarbures polyinsaturés peut avantageusement être diluée par une ou plusieurs ré-injection(s) de l'effluent, issu dudit réacteur où se produit la réaction d'hydrogénation sélective, en divers points du réacteur, situés entre l'entrée et la sortie du réacteur afin de limiter le gradient de température dans le réacteur. La mise en œuvre technologique du procédé d’hydrogénation sélective peut également être avantageusement réalisée par l'implantation du catalyseur dans une colonne de distillation réactive ou dans des réacteurs – échangeurs ou dans un réacteur de type slurry. Le flux d'hydrogène peut être introduit en même temps que la charge à hydrogéner et/ou en un ou plusieurs points différents du réacteur.The technological implementation of the selective hydrogenation process is for example carried out by injection, in ascending or descending current, of the charge of polyunsaturated hydrocarbons and hydrogen into at least one fixed-bed reactor. Said reactor can be of the isothermal type or of the adiabatic type. An adiabatic reactor is preferred. The charge of polyunsaturated hydrocarbons can advantageously be diluted by one or more re-injection(s) of the effluent, from said reactor where the selective hydrogenation reaction takes place, at various points of the reactor, located between the inlet and the outlet of the reactor in order to limit the temperature gradient in the reactor. The technological implementation of the selective hydrogenation process can also be advantageously carried out by installing the catalyst in a reactive distillation column or in reactor-exchangers or in a slurry-type reactor. The hydrogen flow can be introduced at the same time as the charge to be hydrogenated and/or at one or more different points of the reactor.
L'hydrogénation sélective des coupes C2, C2-C3, C3, C4, C5 et C5+ de vapocraquage peut être réalisée en phase gazeuse ou en phase liquide, de préférence en phase liquide pour les coupes C3, C4, C5 et C5+ et en phase gazeuse pour les coupes C2 et C2-C3. Une réaction en phase liquide permet d’abaisser le coût énergétique et d’augmenter la durée de cycle du catalyseur.The selective hydrogenation of the C2, C2-C3, C3, C4, C5 and C5+ cuts from steam cracking can be carried out in the gaseous phase or in the liquid phase, preferably in the liquid phase for the C3, C4, C5 and C5+ cuts and in the carbonated for C2 and C2-C3 cuts. A reaction in the liquid phase makes it possible to lower the energy cost and to increase the cycle time of the catalyst.
Dans un mode de réalisation, lorsqu’on effectue un procédé d'hydrogénation sélective dans lequel la charge est une essence de vapocraquage comportant des composés polyinsaturés, le ratio molaire (hydrogène)/(composés polyinsaturés à hydrogéner) est généralement compris entre 0,5 et 10, de préférence entre 0,7 et 5,0 et de manière encore plus préférée entre 1,0 et 2,0, la température est comprise entre 0 et 200°C, de préférence entre 20 et 200 °C et de manière encore plus préférée entre 30 et 180°C, la vitesse volumique horaire (V.V.H.) est comprise généralement entre 0,5 et 100 h-1, de préférence entre 1 et 50 h-1et la pression est généralement comprise entre 0,3 et 8,0 MPa, de préférence entre 1,0 et 7,0 MPa et de manière encore plus préférée entre 1,5 et 4,0 MPa.In one embodiment, when a selective hydrogenation process is carried out in which the feedstock is a steam cracked gasoline comprising polyunsaturated compounds, the molar ratio (hydrogen)/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) is generally between 0.5 and 10, preferably between 0.7 and 5.0 and even more preferably between 1.0 and 2.0, the temperature is between 0 and 200°C, preferably between 20 and 200°C and so even more preferably between 30 and 180° C., the hourly volume velocity (VVH) is generally between 0.5 and 100 h -1 , preferably between 1 and 50 h -1 and the pressure is generally between 0.3 and 8.0 MPa, preferably between 1.0 and 7.0 MPa and even more preferably between 1.5 and 4.0 MPa.
Plus préférentiellement, on effectue un procédé d’hydrogénation sélective dans lequel la charge est une essence de vapocraquage comportant des composés polyinsaturés, le ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) est compris entre 0,7 et 5,0, la température est comprise entre 20 et 200 °C, la vitesse volumique horaire (V.V.H.) est comprise généralement entre 1 et 50 h-1et la pression est comprise entre 1,0 et 7,0 MPa.More preferably, a selective hydrogenation process is carried out in which the feedstock is a steam cracked gasoline comprising polyunsaturated compounds, the hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio is between 0.7 and 5.0, the temperature is between 20 and 200° C., the hourly volume velocity (VVH) is generally between 1 and 50 h -1 and the pressure is between 1.0 and 7.0 MPa.
Encore plus préférentiellement, on effectue un procédé d’hydrogénation sélective dans lequel la charge est une essence de vapocraquage comportant des composés polyinsaturés, le ratio molaire hydrogène/(composés polyinsaturés à hydrogéner) est compris entre 1,0 et 2,0, la température est comprise entre 30 et 180°C, la vitesse volumique horaire (V.V.H.) est comprise généralement entre 1 et 50 h-1et la pression est comprise entre 1,5 et 4,0 MPa.Even more preferably, a selective hydrogenation process is carried out in which the feedstock is a steam cracked gasoline comprising polyunsaturated compounds, the hydrogen/(polyunsaturated compounds to be hydrogenated) molar ratio is between 1.0 and 2.0, the temperature is between 30 and 180° C., the hourly volume velocity (VVH) is generally between 1 and 50 h −1 and the pressure is between 1.5 and 4.0 MPa.
Le débit d’hydrogène est ajusté afin d’en disposer en quantité suffisante pour hydrogéner théoriquement l’ensemble des composés polyinsaturés et de maintenir un excès d’hydrogène en sortie de réacteur.The hydrogen flow is adjusted in order to have a sufficient quantity of it to theoretically hydrogenate all the polyunsaturated compounds and to maintain an excess of hydrogen at the reactor outlet.
Dans un autre mode de réalisation, lorsqu’on effectue un procédé d'hydrogénation sélective dans lequel la charge est une coupe C2 de vapocraquage et/ou une coupe C2-C3 de vapocraquage comportant des composés polyinsaturés, le ratio molaire (hydrogène)/(composés polyinsaturés à hydrogéner) est généralement compris entre 0,5 et 1000, de préférence entre 0,7 et 800, la température est comprise entre 0 et 300°C, de préférence entre 15 et 280 °C, la vitesse volumique horaire (V.V.H.) est comprise généralement entre 100 et 40000 h-1, de préférence entre 500 et 30000 h-1et la pression est généralement comprise entre 0,1 et 6,0 MPa, de préférence entre 0,2 et 5,0 MPa.In another embodiment, when a selective hydrogenation process is carried out in which the feed is a C2 cut from steam cracking and/or a C2-C3 cut from steam cracking comprising polyunsaturated compounds, the molar ratio (hydrogen)/( polyunsaturated compounds to be hydrogenated) is generally between 0.5 and 1000, preferably between 0.7 and 800, the temperature is between 0 and 300°C, preferably between 15 and 280°C, the hourly volume velocity (VVH ) is generally between 100 and 40,000 h -1 , preferably between 500 and 30,000 h -1 and the pressure is generally between 0.1 and 6.0 MPa, preferably between 0.2 and 5.0 MPa.
L’invention va maintenant être illustrée via les exemples ci-après qui ne sont nullement limitatifs.The invention will now be illustrated via the examples below which are in no way limiting.
ExemplesExamples
Pour tous les catalyseurs mentionnés dans les exemples mentionnées ci-après, le support est une alumine AL-1 présentant une surface spécifique de 80 m²/g, un volume poreux de 0,7 mL/g.For all the catalysts mentioned in the examples mentioned below, the support is an AL-1 alumina having a specific surface area of 80 m²/g, a pore volume of 0.7 mL/g.
Exemple 1 : Préparation d’une solution aqueuse des précurseurs de l’alliage NiCu (5%Ni)Example 1: Preparation of an aqueous solution of the precursors of the NiCu alloy (5% Ni)
La solution aqueuse de précurseurs de Ni (utilisée pour la préparation des catalyseurs contenant du NiCu est préparée en dissolvant 14,5 g de nitrate de nickel (NiNO3, fournisseur Strem Chemicals®) dans un volume de 13 mL d’eau distillée. On obtient une solution dont la concentration en Ni est de 116,6 g de Ni par litre de solution. Le précurseur de nitrate de cuivre est ensuite ajouté afin d’avoir un ratio molaire Ni/Cu de 1 (catalyseurs A à E). On obtient la solution S. Elle permet d’introduire les précurseurs de l’alliage NiCu avec une teneur massique en Ni par rapport au catalyseur final d’environ 5% poids.The aqueous solution of Ni precursors (used for the preparation of catalysts containing NiCu) is prepared by dissolving 14.5 g of nickel nitrate (NiNO 3 , supplier Strem Chemicals®) in a volume of 13 mL of distilled water. a solution is obtained whose Ni concentration is 116.6 g of Ni per liter of solution.The copper nitrate precursor is then added in order to have a Ni/Cu molar ratio of 1 (catalysts A to E). obtains the solution S. It makes it possible to introduce the precursors of the NiCu alloy with a mass content of Ni relative to the final catalyst of approximately 5% by weight.
Exemple 2 (conforme, 15% poids de nickel sel fondu + acide citrique (Ac) + NiCu en pré-imprégnation, ratio Ac /Ni=0,2 )Example 2 (compliant, 15% weight of molten salt nickel + citric acid (Ac) + NiCu in pre-impregnation, ratio Ac / Ni=0.2)
La solution préparée dans l’exemple 1 est ajouté sur 10 grammes (g) d’alumine AL-1. Le ratio Ni/Cu est de 1. La teneur à l’issue de cette étape en nickel est de 5% poids par rapport au poids total du catalyseur. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The solution prepared in Example 1 is added over 10 grams (g) of AL-1 alumina. The Ni/Cu ratio is 1. The nickel content at the end of this stage is 5% by weight relative to the total weight of the catalyst. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
10 g de l’alumine imprégnée avec le NiCu sont mis en contact avec 2,38 g d’acide citrique dissous dans 5,4 g d’eau. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant 2 heures à 60°C puis 12 heures à 120°C.10 g of alumina impregnated with NiCu are brought into contact with 2.38 g of citric acid dissolved in 5.4 g of water. The solid thus obtained is then dried in an oven for 2 hours at 60°C then 12 hours at 120°C.
Ensuite, le support est mis en contact avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes. Le ratio molaire entre l’acide citrique et le nickel est de 0,2.Then, the support is brought into contact with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25° C. which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes. The molar ratio between citric acid and nickel is 0.2.
La teneur en nickel visée sur cette deuxième étape d’imprégnation est de 15% en poids de nickel par rapport au poids du catalyseur final. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The nickel content targeted for this second impregnation step is 15% by weight of nickel relative to the weight of the final catalyst. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
On obtient le catalyseur A contenant 20% en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur (15% en poids en Ni dans la phase active et 5% en poids en Ni dans l’alliage nickel-cuivre). Les caractéristiques du catalyseur A ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.Catalyst A containing 20% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained (15% by weight in Ni in the active phase and 5% by weight in Ni in the nickel-copper alloy). The characteristics of catalyst A thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 3 : (conforme, 15% poids de nickel sel fondu + acide citrique (Ac) + NiCu en pré imprégnation, ratio Ac /Ni=0,4 )Example 3: (compliant, 15% weight of molten salt nickel + citric acid (Ac) + NiCu in pre-impregnation, ratio Ac / Ni=0.4)
La solution préparée dans l’exemple 1 est ajouté sur 10 g d’alumine. Le ratio Ni/Cu est de 1. La teneur à l’issue de cette étape en Ni est de 5% poids. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The solution prepared in Example 1 is added to 10 g of alumina. The Ni/Cu ratio is 1. The Ni content at the end of this stage is 5% by weight. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
10 g de l’alumine imprégnée avec le NiCu sont mis en contact avec 4,78 g d’acide citrique dissous dans 10 g d’eau. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant 2 heures à 60°C puis 12 heures à 120°C. Ensuite, le support est mis en contact avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes. Le ratio molaire acide citrique sur Ni est de 0,4. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures. On obtient le catalyseur B contenant 20 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. Les caractéristiques du catalyseur B ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.10 g of alumina impregnated with NiCu are brought into contact with 4.78 g of citric acid dissolved in 10 g of water. The solid thus obtained is then dried in an oven for 2 hours at 60°C then 12 hours at 120°C. Then, the support is brought into contact with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25° C. which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes. The citric acid to Ni molar ratio is 0.4. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours. Catalyst B containing 20% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained. The characteristics of catalyst B thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 4 (conforme 15% poids de nickel Sel Fondu + acide citrique (Ac) + NiCu en post imprégnation, ratio Ac /Ni=0,2 )Example 4 (compliant with 15% by weight of molten salt nickel + citric acid (Ac) + NiCu in post impregnation, ratio Ac / Ni=0.2)
10 g de support d’alumine AL-1 sont mis en contact avec 2,38 g d’acide citrique dissous dans 5,4 g d’eau. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant 2 heures à 60°C puis 12 heures à 120°C. Ensuite, le support est mis en contact avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes. Le ratio molaire acide citrique sur Ni est de 0,2. La teneur en nickel visée sur cette étape est de 15% en poids de Ni par rapport au poids du catalyseur final. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.10 g of AL-1 alumina support are brought into contact with 2.38 g of citric acid dissolved in 5.4 g of water. The solid thus obtained is then dried in an oven for 2 hours at 60°C then 12 hours at 120°C. Then, the support is brought into contact with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25° C. which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes. The citric acid to Ni molar ratio is 0.2. The nickel content aimed at in this stage is 15% by weight of Ni relative to the weight of the final catalyst. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
On obtient le précurseur de catalyseur C’ contenant 15 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. La solution préparée dans l’exemple 1 est ajoutée sur 10 g du précurseur de catalyseur préparé ci-dessus. Le ratio Ni/Cu est de 1. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The precursor of catalyst C′ is obtained, containing 15% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst. The solution prepared in Example 1 is added to 10 g of the catalyst precursor prepared above. The Ni/Cu ratio is 1. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours. .
On obtient le catalyseur C contenant 20 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. Les caractéristiques du catalyseur C ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.Catalyst C containing 20% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained. The characteristics of catalyst C thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 5 (conforme 15% poids de nickel Sel Fondu + Acide glycolique (Ag)+ NiCu en post-imprégnation, ratio Ag /Ni=0,2)Example 5 (compliant with 15% by weight of molten salt nickel + glycolic acid (Ag) + NiCu in post-impregnation, Ag / Ni ratio = 0.2)
10 g de support d’alumine AL-1 sont mis en contact avec 0,93 g d’acide glycolique dissous dans 5,4 g d’eau. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant 2 heures à 60°C puis 12 heures à 120°C.10 g of AL-1 alumina support are brought into contact with 0.93 g of glycolic acid dissolved in 5.4 g of water. The solid thus obtained is then dried in an oven for 2 hours at 60°C then 12 hours at 120°C.
Ensuite, le support est mis en contact avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes. Le ratio molaire acide glycolique sur Ni est de 0,2.Then, the support is brought into contact with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25° C. which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes. The glycolic acid to Ni molar ratio is 0.2.
Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures. On obtient le précurseur de catalyseur D’ contenant 15 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur.The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours. The catalyst precursor D′ is obtained, containing 15% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst.
La solution préparée dans l’exemple 1 est ensuite ajouté sur 10 grammes du précurseur de catalyseur préparé ci-dessus. Le ratio Ni/Cu est de 1.The solution prepared in Example 1 is then added over 10 grams of the catalyst precursor prepared above. The Ni/Cu ratio is 1.
Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
On obtient le catalyseur D contenant 20 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. Les caractéristiques du catalyseur D ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.Catalyst D containing 20% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained. The characteristics of catalyst D thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 6 (non conforme sans acide citrique mais avec NiCu en post imprégnation)Example 6 (non-compliant without citric acid but with NiCu in post impregnation)
10 g de support d’alumine AL-1 sont imprégnés à sec avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes.10 g of AL-1 alumina support are dry impregnated with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25°C which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes.
La teneur en nickel visée sur cette étape est de 15% en poids de Ni par rapport au poids du catalyseur final. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures. On obtient le précurseur de catalyseur E’ contenant 15 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur.The nickel content aimed at in this stage is 15% by weight of Ni relative to the weight of the final catalyst. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours. The catalyst precursor E′ is obtained, containing 15% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst.
La solution préparée dans l’exemple 1 est ensuite ajouté sur 10 grammes du précurseur de catalyser préparé ci-dessus. Le ratio Ni/Cu est de 1. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The solution prepared in Example 1 is then added over 10 grams of the catalyst precursor prepared above. The Ni/Cu ratio is 1. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours. .
On obtient le catalyseur E contenant 20 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. Les caractéristiques du catalyseur E ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.Catalyst E containing 20% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained. The characteristics of catalyst E thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 7 ( non conforme, 15% poids de nickel sel fondu + Acide Citrique (Ac) + sans NiCu, ratio Ac /Ni=0,2 )Example 7 (non-compliant, 15% weight of molten salt nickel + Citric Acid (Ac) + without NiCu, ratio Ac / Ni=0.2)
10 g de support d’alumine AL-1 sont mis en contact avec 2,38 g d’acide citrique dissous dans 5,4 g d’eau. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant 2 heures à 60°C puis 12 heures à 120°C.10 g of AL-1 alumina support are brought into contact with 2.38 g of citric acid dissolved in 5.4 g of water. The solid thus obtained is then dried in an oven for 2 hours at 60°C then 12 hours at 120°C.
Ensuite, le support est mis en contact avec 11,37 g de nitrate de nickel hexa hydratée dans un tambour à 25°C qui tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes. Le tambour est ensuite mis à chauffer jusqu’à 62°C et tourne à une vitesse de 40 à 50 tours par minutes pendant 15 minutes. Le ratio molaire en poids entre l’acide citrique et le nickel est de 0,2.Then, the support is brought into contact with 11.37 g of hexahydrated nickel nitrate in a drum at 25° C. which rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute. The drum is then heated to 62°C and rotates at a speed of 40 to 50 revolutions per minute for 15 minutes. The molar ratio by weight between citric acid and nickel is 0.2.
La teneur en nickel visée sur cette étape est de 15% en poids de Ni par rapport au poids du catalyseur final. Le solide ainsi obtenu est ensuite séché en étuve pendant une nuit à 120°C, puis calciné sous un flux d’air de 1 L/h/g de catalyseur à 450°C pendant 2 heures.The nickel content aimed at in this stage is 15% by weight of Ni relative to the weight of the final catalyst. The solid thus obtained is then dried in an oven overnight at 120°C, then calcined under an air flow of 1 L/h/g of catalyst at 450°C for 2 hours.
On obtient le catalyseur F contenant 15 % en poids de l'élément nickel par rapport au poids total du catalyseur. Les caractéristiques du catalyseur F ainsi obtenu sont reportées dans le tableau 1 ci-après.Catalyst F containing 15% by weight of the element nickel relative to the total weight of the catalyst is obtained. The characteristics of catalyst F thus obtained are reported in Table 1 below.
Exemple 8: CaractérisationExample 8: Characterization
Tous les catalyseurs contiennent les teneurs visées lors de l’imprégnation c'est-à-dire 20% poids en élément nickel pour les catalyseurs A à E et 15% poids pour le catalyseur F (caractérisé par Fluorescence X) par rapport au poids total du catalyseur, et le % de Cuivre ajouté (caractérisé par Fluorescence X).All the catalysts contain the contents targeted during the impregnation, i.e. 20% by weight of nickel element for catalysts A to E and 15% by weight for catalyst F (characterized by X-ray fluorescence) relative to the total weight of the catalyst, and the % of copper added (characterized by X-ray fluorescence).
La quantité d’alliage obtenue après l’étape de calcination puis réduction a été déterminée par analyse par diffraction des rayons X (DRX) sur des échantillons de catalyseur sous forme de poudre.The amount of alloy obtained after the calcination then reduction step was determined by X-ray diffraction (XRD) analysis on catalyst samples in powder form.
La quantité de nickel sous forme métallique obtenue après l’étape de réduction a été déterminée par analyse par diffraction des rayons X (DRX) sur des échantillons de catalyseur sous forme de poudre. Entre l’étape de réduction et pendant toute la durée de la caractérisation par DRX les catalyseurs ne sont jamais remis à l’air libre. Les diagrammes de diffraction sont obtenus par analyse radiocristallographique au moyen d'un diffractomètre en utilisant la méthode classique des poudres avec le rayonnement Kα1 du cuivre (λ = 1,5406 Å).The amount of nickel in metallic form obtained after the reduction step was determined by X-ray diffraction (XRD) analysis on catalyst samples in powder form. Between the reduction stage and throughout the duration of characterization by XRD, the catalysts are never released into the open air. The diffraction diagrams are obtained by X-ray crystallographic analysis using a diffractometer using the conventional powder method with Kα1 radiation from copper (λ=1.5406 Å).
Le taux de réduction a été calculé en calculant l’aire de la raie de Ni0située vers 52°2θ, sur l’ensemble des diffractogrammes de chaque échantillon de catalyseur analysé, puis en soustrayant le signal présent dès la température ambiante sous la raie à 52° et qui est dû à l’alumine.The reduction rate was calculated by calculating the area of the Ni 0 line located around 52°2θ, on all the diffractograms of each sample of catalyst analyzed, then by subtracting the signal present from room temperature under the line at 52° and which is due to the alumina.
La tableau 1 ci-après rassemble les taux de réduction ou encore la teneur en nickel métallique Ni° (exprimée en % poids par rapport au poids total de Ni « actif » qui ne compose pas l’alliage) pour tous les catalyseurs A à F caractérisés par DRX après une étape de réduction à 170°C pendant 90 minutes sous flux d’hydrogène. Ces valeurs ont également été comparées avec le taux de réduction obtenu pour le catalyseur A (Ni seul) après une étape de réduction classique (c’est-à-dire à une température de 400°C pendant 15 heures sous flux d’hydrogène).Table 1 below summarizes the reduction rates or even the metallic nickel content Ni° (expressed in % by weight relative to the total weight of "active" Ni which does not make up the alloy) for all catalysts A to F characterized by XRD after a reduction step at 170° C. for 90 minutes under a flow of hydrogen. These values were also compared with the reduction rate obtained for catalyst A (Ni alone) after a conventional reduction step (i.e. at a temperature of 400°C for 15 hours under a flow of hydrogen) .
A température ambiante sur tous les catalyseurs, après calcination, contenant du cuivre et du nickel, nous détectons de l’alumine sous forme delta et thêta, et des grandes raies de NiO et de CuO.At room temperature on all catalysts, after calcination, containing copper and nickel, we detect alumina in delta and theta form, and large lines of NiO and CuO.
Nous détectons par ailleurs après réduction une raie correspondant à l’alliage sous forme Ni0,76Cu0,24. We also detect after reduction a line corresponding to the alloy in the form of Ni 0.76 Cu 0.24.
Afin d’évaluer le taux de réductibilité et donc la formation du Ni0, on mesure l’aire de la raie de Ni0située vers 52°2θ, sur l’ensemble des diffractogrammes, en soustrayant le signal présent dès la température ambiante sous la raie à 52° et qui est dû à l’alumine. On peut ainsi déterminer le pourcentage relatif de Ni0cristallisé après la réduction.In order to evaluate the rate of reducibility and therefore the formation of Ni 0 , we measure the area of the Ni 0 line located around 52°2θ, on all the diffractograms, by subtracting the signal present from room temperature under the line at 52° and which is due to the alumina. It is thus possible to determine the relative percentage of Ni 0 crystallized after the reduction.
Le tableau 1 ci-dessous récapitule les taux de réductibilité ou encore la teneur en Ni° pour tous les catalyseurs caractérisés par DRX après réduction à 170°C pendant 90 minutes sous flux d’hydrogène. Ces valeurs ont également été comparées avec le taux de réduction obtenu pour le catalyseur F (Ni seul) après une étape de réduction classique (c’est-à-dire à une température de 400°C pendant 15 heures sous flux d’hydrogène).Table 1 below summarizes the reducibility rates or the Ni° content for all the catalysts characterized by XRD after reduction at 170°C for 90 minutes under a hydrogen flow. These values were also compared with the reduction rate obtained for catalyst F (Ni alone) after a conventional reduction step (i.e. at a temperature of 400°C for 15 hours under a flow of hydrogen) .
(nm)Particle size
(m)
(non conforme)E
(improper)
(non conforme)F
(improper)
(non conforme)F
(improper)
Exemple 9 : Tests catalytiques : performances en hydrogénation sélective d'un mélange contenant du styrène et de l'isoprène (AExample 9: Catalytic tests: performance in selective hydrogenation of a mixture containing styrene and isoprene (A HYD1HYD1 ))
Les catalyseurs A à F décrits dans les exemples ci-dessus sont testés vis-à-vis de la réaction d'hydrogénation sélective d'un mélange contenant du styrène et de l’isoprène.Catalysts A to F described in the examples above are tested against the selective hydrogenation reaction of a mixture containing styrene and isoprene.
La composition de la charge à hydrogéner sélectivement est la suivante : 8 % pds styrène (fournisseur Sigma Aldrich®, pureté 99%), 8 % pds isoprène (fournisseur Sigma Aldrich®, pureté 99%), 84 % pds n-heptane (solvant) (fournisseur VWR®, pureté > 99% chromanorm HPLC). Cette composition correspond à la composition initiale du mélange réactionnel. Ce mélange de molécules modèles est représentatif d’une essence de pyrolyse.The composition of the charge to be selectively hydrogenated is as follows: 8% by weight styrene (Sigma Aldrich® supplier, purity 99%), 8% by weight isoprene (Sigma Aldrich® supplier, purity 99%), 84% by weight n-heptane (solvent ) (VWR® supplier, purity > 99% chromanorm HPLC). This composition corresponds to the initial composition of the reaction mixture. This mixture of model molecules is representative of a pyrolysis gasoline.
La réaction d'hydrogénation sélective est opérée dans un autoclave de 500 mL en acier inoxydable, muni d’une agitation mécanique à entraînement magnétique et pouvant fonctionner sous une pression maximale de 100 bar (10 MPa) et des températures comprises entre 5°C et 200°C.The selective hydrogenation reaction is carried out in a 500 mL stainless steel autoclave, equipped with mechanical stirring with magnetic drive and able to operate under a maximum pressure of 100 bar (10 MPa) and temperatures between 5°C and 200°C.
Dans une autoclaves sont ajoutés 214 mL de n-heptane (fournisseur VWR®, pureté > 99% chromanorm HPLC) et une quantité de 3 mL de catalyseur. L’autoclave est fermé et purgé. Ensuite l’autoclave est pressurisé sous 35 bar (3,5 MPa) d’hydrogène. Le catalyseur est d’abord réduitin situ, à 170 °C pendant 90 minutes sous un flux d'hydrogène de 1 L/h/g (rampe de montée en température de 1 °C/min) pour les catalyseurs A à F (ce qui correspond ici à l’étape g) du procédé de préparation selon l’invention selon un mode de réalisation). Ensuite l’autoclave est porté à la température du test égale à 30°C. Au temps t=0, environ 30 g d'un mélange contenant du styrène, de l’isoprène, du n-heptane, du pentanethiol et du thiophène sont introduits dans l’autoclave. Le mélange réactionnel a alors la composition décrite ci-dessus et l’agitation est mise en route à 1600 tr/min. La pression est maintenue constante à 35 bar (3,5 MPa) dans l’autoclave à l’aide d’une bouteille réservoir située en amont du réacteur.In an autoclave are added 214 mL of n-heptane (supplier VWR®, purity> 99% chromanorm HPLC) and a quantity of 3 mL of catalyst. The autoclave is closed and purged. Then the autoclave is pressurized under 35 bar (3.5 MPa) of hydrogen. The catalyst is first reduced in situ , at 170°C for 90 minutes under a hydrogen flow of 1 L/h/g (temperature rise ramp of 1°C/min) for catalysts A to F ( which here corresponds to step g) of the preparation process according to the invention according to one embodiment). Then the autoclave is brought to the test temperature equal to 30°C. At time t=0, approximately 30 g of a mixture containing styrene, isoprene, n-heptane, pentanethiol and thiophene are introduced into the autoclave. The reaction mixture then has the composition described above and stirring is started at 1600 rpm. The pressure is kept constant at 35 bar (3.5 MPa) in the autoclave using a reservoir bottle located upstream of the reactor.
Un autre test a été effectué pour le catalyseur F, mais avec une température de réduction du catalyseur de 400°C pendant 15 heures.Another test was carried out for catalyst F, but with a catalyst reduction temperature of 400° C. for 15 hours.
L’avancement de la réaction est suivi par prélèvement d’échantillons du milieu réactionnel à intervalles de temps réguliers : le styrène est hydrogéné en éthylbenzène, sans hydrogénation du cycle aromatique, et l’isoprène est hydrogéné en méthyl-butènes. Si la réaction est prolongée plus longtemps que nécessaire, les méthyl-butènes sont à leur tour hydrogénés en isopentane. La consommation d'hydrogène est également suivie au cours du temps par la diminution de pression dans une bouteille réservoir située en amont du réacteur. L’activité catalytique est exprimée en moles de H2consommées par minute et par gramme de Ni.The progress of the reaction is monitored by taking samples from the reaction medium at regular time intervals: the styrene is hydrogenated to ethylbenzene, without hydrogenation of the aromatic ring, and the isoprene is hydrogenated to methyl-butenes. If the reaction is prolonged longer than necessary, the methyl-butenes are in turn hydrogenated to isopentane. Hydrogen consumption is also monitored over time by the decrease in pressure in a reservoir bottle located upstream of the reactor. The catalytic activity is expressed in moles of H 2 consumed per minute and per gram of Ni.
Les activités catalytiques mesurées pour les catalyseurs A à F sont reportées dans le tableau 2 ci-après. Elles sont rapportées à l’activité catalytique (AHYD1) mesurée pour le catalyseur F préparé dans les conditions classiques de réduction (à une température de 400°C pendant 15 heures sous flux d’hydrogène).The catalytic activities measured for catalysts A to F are reported in Table 2 below. They are related to the catalytic activity (A HYD1 ) measured for catalyst F prepared under conventional reduction conditions (at a temperature of 400° C. for 15 hours under a flow of hydrogen).
(%)Ni content
(%)
(nm)Ni° particle size
(m)
Les catalyseurs A, B, C et D selon l’invention conduisent à des activités en hydrogénation sélectives très importantes. Dans l’exemple 6, l’additif n’a pas été ajouté ce qui conduit au catalyseur E avec une activité très en retrait du fait de la taille des particules de nickel de 20 nm, soit 10 fois plus importante que pour les catalyseurs. Dans l’exemple 7 , le NiCu n’a pas été ajouté ce qui conduit après réduction à 170°C à un catalyseur présentant que des atomes de Ni sous le forme oxyde non actif en hydrogénation.
Catalysts A, B, C and D according to the invention lead to very high selective hydrogenation activities. In Example 6, the additive was not added, which leads to catalyst E with a very low activity due to the size of the nickel particles of 20 nm, ie 10 times greater than for the catalysts. In Example 7, the NiCu was not added, which leads after reduction at 170° C. to a catalyst having only Ni atoms in the oxide form which is not active in hydrogenation.
Claims (15)
a) on réalise l’enchaînement des sous-étapes suivantes :
a1) on met en contact le support d’alumine ou le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b) avec au moins un additif organique comprenant de l’oxygène et/ou de l’azote, le ratio molaire entre l’additif organique et le nickel étant supérieur à 0,05 mol/mol ;
a2) on met en contact le support d’alumine avec au moins un sel métallique de nickel, à une température inférieure à la température de fusion dudit sel métallique de nickel, pour former un mélange solide, le rapport massique entre ledit sel métallique et le support d’alumine étant compris entre 0,1 et 2,3,
les étapes a1) et a2) étant réalisées soit successivement dans cet ordre, soit simultanément ;
a3) on chauffe sous agitation le mélange solide obtenu à l’issue des étapes a1) et a2) à une température comprise entre la température du fusion dudit sel métallique et 200°C, pour obtenir un précurseur de catalyseur ;
a4) optionnellement, on sèche le précurseur de catalyseur à l’issue de l’étape a3) à une température inférieure à 250°C pour obtenir un précurseur de catalyseur séché ;
b) on réalise l’enchaînement des sous-étapes suivantes :
b1) on imprègne soit le support d’alumine, soit le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape a), avec au moins une solution contenant au moins un précurseur de cuivre et un précurseur de nickel à une concentration en cuivre prédéterminée pour obtenir sur le catalyseur final une teneur comprise entre 0,5 et 15 % poids en élément cuivre par rapport au poids total du catalyseur final ;
b2) on sèche le précurseur de catalyseur obtenu à l’issue de l’étape b1) à une température inférieure à 250°C ;
ladite étape b) étant réalisée, soit avant l’étape a), soit après l’étape a), étant entendu que lorsqu’on réalise l’étape b) avant l’étape a), alors la sous-étape a4) est obligatoire.Process for the preparation of a selective hydrogenation catalyst comprising an active phase of nickel, a nickel-copper alloy, and an alumina support, said catalyst comprising a nickel element content comprised in the active phase greater than or equal to 1% by weight and less than 20% by weight relative to the total weight of the catalyst, and a copper element content of between 0.5 and 15% by weight relative to the total weight of the catalyst, the size of the nickel particles of the active phase of the catalyst, measured in oxide form, being less than 18 nm, which method comprises at least the following steps:
a) the sequence of the following sub-steps is carried out:
a1) the alumina support or the catalyst precursor obtained at the end of step b) is brought into contact with at least one organic additive comprising oxygen and/or nitrogen, the molar ratio between the organic additive and the nickel being greater than 0.05 mol/mol;
a2) the alumina support is brought into contact with at least one nickel metal salt, at a temperature below the melting point of said nickel metal salt, to form a solid mixture, the mass ratio between said metal salt and the alumina support being between 0.1 and 2.3,
steps a1) and a2) being carried out either successively in this order, or simultaneously;
a3) the solid mixture obtained at the end of steps a1) and a2) is heated with stirring to a temperature between the melting point of said metal salt and 200° C., to obtain a catalyst precursor;
a4) optionally, the catalyst precursor is dried at the end of step a3) at a temperature below 250° C. to obtain a dried catalyst precursor;
b) the sequence of the following sub-steps is carried out:
b1) either the alumina support, or the catalyst precursor obtained at the end of step a), is impregnated with at least one solution containing at least one copper precursor and one nickel precursor at a copper concentration predetermined to obtain on the final catalyst a content of between 0.5 and 15% by weight of copper element relative to the total weight of the final catalyst;
b2) the catalyst precursor obtained at the end of step b1) is dried at a temperature below 250° C.;
said step b) being carried out either before step a) or after step a), it being understood that when step b) is carried out before step a), then sub-step a4) is OBLIGATORY.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2007082A FR3112088B1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | METHOD FOR PREPARING A CATALYST FOR SELECTIVE HYDROGENATION OBTAINED FROM MOLTEN SALTS AND A NICKEL-COPPER ALLOY |
PCT/EP2021/066881 WO2022002675A1 (en) | 2020-07-03 | 2021-06-21 | Method for preparing a selective hydrogenation catalyst obtained from molten salts and a nickel-copper alloy |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2007082 | 2020-07-03 | ||
FR2007082A FR3112088B1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | METHOD FOR PREPARING A CATALYST FOR SELECTIVE HYDROGENATION OBTAINED FROM MOLTEN SALTS AND A NICKEL-COPPER ALLOY |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3112088A1 true FR3112088A1 (en) | 2022-01-07 |
FR3112088B1 FR3112088B1 (en) | 2022-09-30 |
Family
ID=73138919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2007082A Expired - Fee Related FR3112088B1 (en) | 2020-07-03 | 2020-07-03 | METHOD FOR PREPARING A CATALYST FOR SELECTIVE HYDROGENATION OBTAINED FROM MOLTEN SALTS AND A NICKEL-COPPER ALLOY |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3112088B1 (en) |
WO (1) | WO2022002675A1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191308864A (en) | 1912-12-04 | 1914-04-15 | James Yate Johnson | Improvements in or connected with Catalysts and in the Manufacture of Hydrogen. |
US5036032A (en) | 1988-03-25 | 1991-07-30 | Exxon Research And Engineering Company | Selective catalysts and their preparation for catalytic hydrocarbon synthesis |
US20060084830A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-20 | Catalytic Distillation Technologies | Selective hydrogenation process and catalyst |
WO2015055380A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | IFP Energies Nouvelles | Selective hydrogenation method using a catalyst containing copper and at least one metal selected from nickel or cobalt |
EP2921227A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-23 | IFP Energies nouvelles | Fischer-tropsch catalyst based on a group viiib metal and a carrier of oxides including alumina, silica, a spinel and phosphorus |
US20170001863A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Korea Institute Of Energy Research | Methane steam reforming, using nickel/alumina nanocomposite catalyst or nickel/silica-alumina hybrid nanocomposite catalyst |
US20200070137A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-05 | IFP Energies Nouvelles | Process for preparing a catalyst or a trapping mass from molten salts |
WO2021018599A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase in the form of small particles and a nickel-copper alloy |
WO2021018600A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase in the form of small particles distributed in a shell and a nickel-copper alloy |
WO2021018601A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase distributed in a shell as well as a nickel-copper alloy |
-
2020
- 2020-07-03 FR FR2007082A patent/FR3112088B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2021
- 2021-06-21 WO PCT/EP2021/066881 patent/WO2022002675A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB191308864A (en) | 1912-12-04 | 1914-04-15 | James Yate Johnson | Improvements in or connected with Catalysts and in the Manufacture of Hydrogen. |
US5036032A (en) | 1988-03-25 | 1991-07-30 | Exxon Research And Engineering Company | Selective catalysts and their preparation for catalytic hydrocarbon synthesis |
US20060084830A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-20 | Catalytic Distillation Technologies | Selective hydrogenation process and catalyst |
WO2015055380A1 (en) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | IFP Energies Nouvelles | Selective hydrogenation method using a catalyst containing copper and at least one metal selected from nickel or cobalt |
EP2921227A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-23 | IFP Energies nouvelles | Fischer-tropsch catalyst based on a group viiib metal and a carrier of oxides including alumina, silica, a spinel and phosphorus |
US20170001863A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Korea Institute Of Energy Research | Methane steam reforming, using nickel/alumina nanocomposite catalyst or nickel/silica-alumina hybrid nanocomposite catalyst |
US20200070137A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-05 | IFP Energies Nouvelles | Process for preparing a catalyst or a trapping mass from molten salts |
WO2021018599A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase in the form of small particles and a nickel-copper alloy |
WO2021018600A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase in the form of small particles distributed in a shell and a nickel-copper alloy |
WO2021018601A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | IFP Energies Nouvelles | Catalyst comprising an active nickel phase distributed in a shell as well as a nickel-copper alloy |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
"CRC Handbook of Chemistry and Physics", 2000, CRC PRESS |
BHOGESWARARAO SEEMALA ET AL: "Effects of Cu-Ni Bimetallic Catalyst Composition and Support on Activity, Selectivity, and Stability for Furfural Conversion to 2-Methyfuran", ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, vol. 6, no. 2, 21 December 2017 (2017-12-21), US, pages 2152 - 2161, XP055532205, ISSN: 2168-0485, DOI: 10.1021/acssuschemeng.7b03572 * |
CHEM. MATER., vol. 11, 1999, pages 1999 - 2007 |
J. I. LANGFORDA. J. C. WILSON: "Appl. Cryst.", vol. 11, 1978, article "Scherrer after sixty years: A survey and some new results in the détermination of crystallite size", pages: 102 - 113 |
J.-Y. TILQUIN: "Intercalation of Co CI into graphite: Mixing method vs molten salt method", CARBON, vol. 35, no. 2, 1997, pages 299 - 306, XP004049938, DOI: 10.1016/S0008-6223(96)00153-4 |
ROUQUEROL F.ROUQUEROL J.SINGH K.: "Adsorption by Powders & Porous Solids: Principle, methodology and applications", 1999, ACADEMIC PRESS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3112088B1 (en) | 2022-09-30 |
WO2022002675A1 (en) | 2022-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3740309B1 (en) | Process for preparation of a specific catalyst for selective hydrogenation and hydrogenation of aromatic compounds by kneading | |
FR3091660A1 (en) | Process for the preparation of a selective hydrogenation catalyst comprising a step of forming a NiCu alloy in post-impregnation | |
EP3154684A1 (en) | Catalyst made from mesoporous and macroporous nickel having a macroporous median diameter greater than 200 nm and use of same in hydrocarbon hydrogenation | |
WO2021018601A1 (en) | Catalyst comprising an active nickel phase distributed in a shell as well as a nickel-copper alloy | |
EP3911439A1 (en) | Process for preparing a selective hydrogenation catalyst, comprising a step of forming a ni-cu alloy in pre-impregnation | |
EP3781310B1 (en) | Method for preparing a selective bimetallic hydrogenation catalyst made of nickel and copper | |
WO2021018604A1 (en) | Catalyst comprising an active nickel phase distributed in a shell | |
FR3080298A1 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A BIMETALLIC CATALYST BASED ON NICKEL AND COPPER FOR THE HYDROGENATION OF AROMATIC COMPOUNDS | |
FR3099388A1 (en) | CATALYST INCLUDING AN ACTIVE PHASE OF NICKEL IN THE FORM OF SMALL PARTICLES DISTRIBUTED IN CRUST AND A NICKEL COPPER ALLOY | |
WO2021018599A1 (en) | Catalyst comprising an active nickel phase in the form of small particles and a nickel-copper alloy | |
WO2022002674A1 (en) | Method for preparing a catalyst obtained from molten salts and a nickel-copper alloy for the hydrogenation of aromatic compounds | |
WO2021122061A1 (en) | Selective hydrogenation catalyst obtained from molten salts and an organic additive | |
FR3112088A1 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SELECTIVE HYDROGENATION CATALYST OBTAINED FROM MELTED SALTS AND A NICKEL COPPER ALLOY | |
WO2021018603A1 (en) | Catalyst comprising an active nickel sulfur phase distributed in a shell | |
FR3091658A1 (en) | Process for the preparation of an aromatic hydrogenation catalyst comprising a step of forming an NiCu alloy in post-impregnation | |
WO2024017703A1 (en) | Method for preparing a catalyst containing an active nickel phase and a nickel-copper alloy | |
FR3110863A1 (en) | PROCESS FOR PREPARATION OF A CATALYST INCLUDING AN ACTIVE PHASE OF NICKEL DISTRIBUTED IN CRUST OBTAINED FROM MELTED SALTS AND A NICKEL COPPER ALLOY | |
WO2023001639A1 (en) | Method for preparing a catalyst from molten salts and a particular support | |
FR3104462A1 (en) | CATALYST FOR THE HYDROGENATION OF AROMATIC COMPOUNDS OBTAINED FROM MOLTEN SALTS AND AN ORGANIC ADDITIVE | |
FR3110865A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING A CATALYST COMPRISING AN ACTIVE PHASE OF NICKEL IN THE FORM OF SMALL PARTICLES DISTRIBUTED INTO A CRUST AND A NICKEL COPPER ALLOY | |
EP4157517A1 (en) | Method for preparing a catalyst containing an active nickel phase distributed in a shell and a nickel-copper alloy | |
FR3110867A1 (en) | PROCESS FOR PREPARATION OF A CATALYST INCLUDING AN ACTIVE PHASE OF NICKEL DISTRIBUTED IN CRUST OBTAINED FROM MELTED SALTS | |
EP3911440A1 (en) | Process for preparing a catalyst for the hydrogenation of aromatics, comprising a step of forming a ni-cu alloy in pre-impregnation | |
WO2019011566A1 (en) | Selective hydrogenation method using a catalyst obtained by comulling comprising a specific support |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220107 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240305 |