FR2760979A1 - Catalyseurs a base d'oxycarbure de molybdene modifie prepare a partir d'oxyde de molybdene oriente et son procede d'obtention - Google Patents
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Abstract
Catalyseur à base d'oxycarbure de molybdène modifié ayant une surface spécifique supérieure à 5 m2 / g et une activité catalytique améliorée, en particulier la vitesse spécifique, caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'un oxyde de molybdène MoO3 ayant une structure comportant essentiellement des plaquettes monocristallines orientées dans une direction préférentielle obtenues par sublimation condensation, et son procédé d'obtention.
Description
CATALYSEURS A BASE D'OXYCARBURE DE MOLYBDENE MODIFIE PREPARE A PARTIR
D'OXYDE DE MOLYBDENE ORIENTE ET SON PROCEDE D'OBTENTION
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un catalyseur pour réactions chimiques ou pétrochimiques, à base d'oxycarbures métalliques à grande surface spécifique, son procédé de préparation et son utilisation. Ce catalyseur est particulièrement adapté au raffinage et à la transformation des produits pétroliers, notamment à l'isomérisation des hydrocarbures saturés, à l'hydrogénation et la décyclisation des hydrocarbures cycliques et aromatiques, et présente des propriétés catalytiques améliorées, en particulier la vitesse spécifique.
D'OXYDE DE MOLYBDENE ORIENTE ET SON PROCEDE D'OBTENTION
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un catalyseur pour réactions chimiques ou pétrochimiques, à base d'oxycarbures métalliques à grande surface spécifique, son procédé de préparation et son utilisation. Ce catalyseur est particulièrement adapté au raffinage et à la transformation des produits pétroliers, notamment à l'isomérisation des hydrocarbures saturés, à l'hydrogénation et la décyclisation des hydrocarbures cycliques et aromatiques, et présente des propriétés catalytiques améliorées, en particulier la vitesse spécifique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît, d'après les brevets FR 2666520 et 2712587, des réactions catalysées d'isomérisation des hydrocarbures linéaires allant de quatre à plus de vingt atomes de carbone, et d'hydrogénation et la décyclisation des composés aromatiques à l'aide d'un catalyseur à base d'oxycarbure de molybdène, ce dernier étant obtenu par traitement direct d'activation de l'oxyde précurseur (MoOs) par le mélange réactionnel lui-même.
On connaît, d'après les brevets FR 2666520 et 2712587, des réactions catalysées d'isomérisation des hydrocarbures linéaires allant de quatre à plus de vingt atomes de carbone, et d'hydrogénation et la décyclisation des composés aromatiques à l'aide d'un catalyseur à base d'oxycarbure de molybdène, ce dernier étant obtenu par traitement direct d'activation de l'oxyde précurseur (MoOs) par le mélange réactionnel lui-même.
On peut rappeler que les catalyseurs à base d'oxycarbure de Mo présentent un intérêt majeur puisqu'ils offrent toujours une sélectivité élevée en particulier même quand les taux de conversion sont élevés. De plus, ils sont beaucoup moins chers et moins sensibles aux poisons que les catalyseurs classiques à base de Pt.
Cependant dans les réactions pétrochimiques catalysées par l'oxycarbure de
Mo, la vitesse spécifique de la réaction exprimée en mole de produit transformé par g de catalyseur et par seconde est encore insuffisante.
Mo, la vitesse spécifique de la réaction exprimée en mole de produit transformé par g de catalyseur et par seconde est encore insuffisante.
A titre indicatif, quand cette vitesse est de 150 pour un catalyseur classique à base de Pt sur support de zéolithe, elle est généralement d'environ 50 pour un oxycarbure de Mo préparé de façon standard.
Aussi les inventeurs se sont posés la question d'améliorer l'activité cstalytique de ce type de catalyseur en cherchant en particulier à augmenter, dans les réactions pétrochimiques, la vitesse spécifique ramenée à l'unité de poids de catalyseur.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Un premier aspect de l'invention est un oxycarbure de molybdène modifié de surface spécifique élevée caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'un oxyde de molybdène M003 ayant une structure comportant essentiellement des plaquettes ayant une orientation préférentielle.
Un premier aspect de l'invention est un oxycarbure de molybdène modifié de surface spécifique élevée caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'un oxyde de molybdène M003 ayant une structure comportant essentiellement des plaquettes ayant une orientation préférentielle.
Le plan orienté du M003 le plus favorable pour obtenir un oxycarbure plus efficace est le plan (010) avec un développement préférentiel dans la direction (001).
Lesdites plaquettes ont en général une longueur dans le sens de l'orientation préférentielle d'au moins 1 pm; il est remarquable qu'elle puisse atteindre ou dépasser 10 000 pm. L'épaisseur des plaquettes est généralement d'au moins 0,1 et leur largeur d'au moins 0,5 pm; cette dernière peut parfois atteindre 6000 um. Elles sont généralement de type monocristallin, plus ou moins agglomérées.
La surface spécifique BET de cet oxycarbure est supérieure à 5 m2/g, généralement à 20 m2/g et peut même atteindre 90 m2/g et est nettement supérieure à celle du M003 orienté de départ.
II est difficile de savoir quelle particularité de microstructure le caractérise et permet d'obtenir les résultats inattendus observés. On peut cependant noter qu'il est substantiellement dépourvu d'oxyde MoO2 qui peut être considéré comme un sous produit de réduction néfaste, alors que généralement l'oxycarbure obtenu à partir du MoO3 polycristallin en contient.
Un autre aspect de l'invention est un procédé d'obtention d'oxycarbure de molybdène modifié de surface spécifique élevée, caractérisé en ce que l'on part d'oxyde de molybdène habituel polycristallin, ou optionnellement d'un composé de molybdène (par exemple de ltheptamolybdate d'ammonium) que l'on transforme en oxyde, on traite thermiquement ledit oxyde de molybdène par sublimation-condensation à une température comprise entre 500 et 800"C dans une enceinte sous atmosphère de gaz oxydant pendant au moins 5h pour obtenir un oxyde recristallisé orienté, lequel est ensuite traité sous courant d'un mélange d'hydrocarbure et d'hydrogène pour donner un oxycarbure de molybdène modifié.
L'étape de sublimation-condensation se fait habituellement sous atmosphère statique ou sous courant de gaz oxydant sec ou humide à faible vitesse, ledit gaz pouvant être de l'air. On effectue ainsi une recristallisation de l'oxyde de molybdène sur place, sans transfert de matière appréciable.
Dans le but d'obtenir un catalyseur supporté, on peut mélanger ou déposer l'oxyde de départ ou un précurseur, avec ou sur un matériau inerte vis à vis de l'oxyde, ce matériau servant de support au catalyseur d'oxycarbure modifié.
Ce matériau est habituellement un réfractaire, par exemple l'alumine, mois de préférence un carbure à grande surface spécifique comme le SiC pur ou dopé.
L'oxyde recristallisé obtenu est un oxyde à structure orientée comportant principalement des plaquettes monocristallines de forme allongée présentant une orientation préférentielle.
La préparation de l'oxycarbure à partir de l'oxyde recristallisé se fait selon les méthodes décrites dans les brevets cités ci-dessus.
Un autre aspect de l'invention est l'utilisation de cet oxycarbure de molybdène modifié à grande surface spécifique préparé à partir de MoO3 orienté comme catalyseur dans les réactions pétrochimiques en particulier pour l'isomérisation des hydrocarbures ou leur hydrogénation, en particulier celle des aromatiques pour obtenir une sélectivité élevée à fort taux de conversion.
De tels catalyseurs selon l'invention présentent une activité nettement améliorée par rapport à l'oxycarbure de molybdène polycristallin habituel. En particulier leur vitesse spécifique peut atteindre près de 10 fois celle du MoOC obtenu à partir de MoO3 polycristallin; autrement dit pour une même réaction la quantité de catalyseur nécessaire est plus de 10 fois inférieure. La vitesse spécifique est également supérieure, parfois d'au moins 4 fois, à celle obtenue avec les catalyseurs habituels à base de Pt sur zéolithe.
Les caractéristiques de sélectivité ou de taux de conversion propres à MoOC (sélectivité à forte conversion très supérieure à celle de Pt) ne sont habituellement pas modifiées.
Le catalyseur selon l'invention peut être préparé tel quel (c'est-à-dire en vrac) ou supporté par exemple sur un support de SiC à surface spécifique élevée, comme cela a été déjà dit.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Différentes méthodes de préparation de la phase d'oxyde, MOO3 tel quel ou supporté, présentant l'orientation adéquate pour permettre l'obtention d'un catalyseur à base d'oxycarbure de Mo modifié très actif et sélectif pour la réaction d'isomérisation, sont décrites ci-dessous.
Différentes méthodes de préparation de la phase d'oxyde, MOO3 tel quel ou supporté, présentant l'orientation adéquate pour permettre l'obtention d'un catalyseur à base d'oxycarbure de Mo modifié très actif et sélectif pour la réaction d'isomérisation, sont décrites ci-dessous.
Une première méthode de préparation consiste en un chauffage sous faible courant d'air d'une poudre de MoO3 polycristalline telle quelle à une température comprise de préférence entre 650 et 750"C durant une période allant de 5 à 240h. L'oxyde de molybdène utilisé peut être remplacé soit par un sel précurseur (heptamolybdate), soit par une poudre de métal ou des plaquettes de métal que l'on oxyde. L'oxyde de molybdène après ce traitement se présente sous forme de poudre ou de plaquettes ayant
I'orientation préférentielle souhaitée. Le courant d'air peut être remplacé par tout autre gaz contenant de l'oxygène. Le flux gazeux, généralement de faible vitesse, peut soit être utilisé sous forme de gaz sec ou contenir de la vapeur d'eau. La synthèse peut aussi être réalisée sous une atmosphère statique d'air ou un mélange d'oxygène avec un gaz inerte.
I'orientation préférentielle souhaitée. Le courant d'air peut être remplacé par tout autre gaz contenant de l'oxygène. Le flux gazeux, généralement de faible vitesse, peut soit être utilisé sous forme de gaz sec ou contenir de la vapeur d'eau. La synthèse peut aussi être réalisée sous une atmosphère statique d'air ou un mélange d'oxygène avec un gaz inerte.
Une deuxième méthode de préparation consiste en un chauffage non plus d'une poudre de MoO3 polycristalline mais un mélange intime de MOO3 polycristalin et des grains de SiC. Le traitement est identique à celui décrit dans la première méthode de préparation. Le produit résultant est constitué de grains de SiC recouverts par des plaquettes de MoO3 orientées préférentiellement.
Une troisième méthode de préparation consiste à imprégner un support à base de SiC par une solution contenant un sel de molybdène, par exemple une solution d'heptamolybdate. Le support est ensuite séché dans une étuve à 1200C pendant 12h puis calciné sous flux d'air. La température est montée de l'ambiante à la température de calcination (650-7500C) avec une pente de 60"Cmin-' puis gardée à cette température pendant une période supplémentaire de 24h. Les mélanges gazeux utilisés sont identiques à ceux employés dans les deux premières méthodes.
Les conditions générales de la préparation des oxydes de molybdène, massique ou supporté, présentant une orientation préférentielle sont les suivantes - le gaz oxydant utilisé est généralement de l'air, mais peut être de l'oxygène
pur ou plus ou moins dilué par un gaz inerte. II n'est pas nécessaire de trop
diluer l'oxygène et on utilise de préférence un gaz contenant au moins 10%
d'oxygène. Le mélange gazeux peut être utilisé sous forme anhydre ou
contenant de la vapeur d'eau comme cela a été déjà dit; - la température de traitement doit être comprise entre 500"C et 8000C. On a
montré qu'à une température inférieure à 500"C, le traitement pour être
efficace, devrait avoir une durée rédhibitoire alors que les températures
supérieures à 8000C entraînent une trop forte évaporation du produit; - la durée du traitement est supérieure à 5h; elle est habituellement comprise
entre 24 et 72 h quand le traitement est effectué en présence d'air humide,
et entre 48 et 120 h en présence d'air sec. Mais elle peut être supérieure, les
performances du catalyseur augmentant avec la durée du traitement.
pur ou plus ou moins dilué par un gaz inerte. II n'est pas nécessaire de trop
diluer l'oxygène et on utilise de préférence un gaz contenant au moins 10%
d'oxygène. Le mélange gazeux peut être utilisé sous forme anhydre ou
contenant de la vapeur d'eau comme cela a été déjà dit; - la température de traitement doit être comprise entre 500"C et 8000C. On a
montré qu'à une température inférieure à 500"C, le traitement pour être
efficace, devrait avoir une durée rédhibitoire alors que les températures
supérieures à 8000C entraînent une trop forte évaporation du produit; - la durée du traitement est supérieure à 5h; elle est habituellement comprise
entre 24 et 72 h quand le traitement est effectué en présence d'air humide,
et entre 48 et 120 h en présence d'air sec. Mais elle peut être supérieure, les
performances du catalyseur augmentant avec la durée du traitement.
Le traitement en présence d'air humide permet d'augmenter la vitesse de transformation en oxyde orienté et ainsi d'obtenir de plus grandes quantités d'oxyde recristallisé qu'en présence d'air sec.
Exemple 1
Cet exemple illustre l'obtention tout d'abord d'oxyde de molybdène (MoO3) tel quel orienté selon l'invention, à l'aide de la première méthode, puis d'oxycarbure de molybdène modifié tel quel en vue de catalyser l'isomérisation du n-heptane.
Cet exemple illustre l'obtention tout d'abord d'oxyde de molybdène (MoO3) tel quel orienté selon l'invention, à l'aide de la première méthode, puis d'oxycarbure de molybdène modifié tel quel en vue de catalyser l'isomérisation du n-heptane.
L'oxyde orienté a été préparé de la manière suivante: une masse de 1000 mg de MoO3 polycristallin a été introduite dans un tube en quartz se trouvant à l'intérieur d'un four tubulaire. L'ensemble a été balayé par un courant d'air sec (10 cm3 min-'). La température du four a été montée de l'ambiante à 680"C avec une vitesse de 20"C min-l. La température a été maintenue pendant une période de 100h. La température du four a été ensuite abaissée à la température ambiante toujours sous flux d'air. A la température ambiante l'oxyde MOO3 orienté ou monocristallin obtenu a été extrait du four et stocké dans une boite à gants pour être par la suite transformé en oxycarbure modifié selon l'invention.
La carburation et l'utilisation d'une partie de l'oxyde tel quel orienté obtenu en présence d'air sec ont ensuite été réalisées dans les conditions suivantes:
Une masse de 12 mg d'oxyde de molybdène orienté (sous forme de plaquettes) préparé ci-dessus a été introduite dans un réacteur tubulaire en acier inoxydable entre deux couches de laine de silice. Le réacteur a été purgé sous un courant d'hydrogène (pureté supérieure à 99,95%) à température ambiante pendant 30 min à pression atmosphérique. Puis la pression du système a été montée sous flux d'hydrogène à 6 bars, la température de réaction est de 350"C. Une fois la température et la pression atteintes, le n-heptane a été injecté dans le courant d'hydrogène, de telle façon que le rapport molaire entre H2 et le n-heptane dans le mélange soit de 30, pour obtenir l'oxycarbure de molybdène.
Une masse de 12 mg d'oxyde de molybdène orienté (sous forme de plaquettes) préparé ci-dessus a été introduite dans un réacteur tubulaire en acier inoxydable entre deux couches de laine de silice. Le réacteur a été purgé sous un courant d'hydrogène (pureté supérieure à 99,95%) à température ambiante pendant 30 min à pression atmosphérique. Puis la pression du système a été montée sous flux d'hydrogène à 6 bars, la température de réaction est de 350"C. Une fois la température et la pression atteintes, le n-heptane a été injecté dans le courant d'hydrogène, de telle façon que le rapport molaire entre H2 et le n-heptane dans le mélange soit de 30, pour obtenir l'oxycarbure de molybdène.
Ensuite les performances catalytiques obtenues lors du réformage du nheptane ont été relevées en fonction du temps pour évaluer un éventuel vieillissement du catalyseur d'oxycarbure de Mo modifié. Les résultats obtenus ainsi que les détails des produits de réaction obtenus sont présentés dans le
Tableau 1.
Tableau 1.
Par ailleurs la figure 1 donne la sélectivité en isomères n-heptane (i-C7) en % en fonction de la conversion dudit n-C7.
Dans le tableau 1, le temps écoulé depuis le début de l'opération est porté en tête des colonnes. Les lignes indiquent successivement: - le taux de conversion total du système (% de molécules de n-heptane
transformées soit par isomérisation, soit par craquage) - vitesse spécifique : nombre de molécules d'hydrocarbure de départ
transformés par g de catalyseur et par seconde - la sélectivité totale en isomères C7 (% de molécules isomérisées par rapport
au total des molécules transformées) - le rendement en isomères C7 (produit de la sélectivité en isomérisation et de
la conversion, %) - les pourcentages des espèces chimiques isomérisées rapportés au total des
isomères obtenus (isomères en C7, go)
DMPen = diméthyl-2,2 pentane + diméthyl-2,3 pentane +
diméthyl-2,4 pentane
2MHex = méthyl-2 hexane
3MHex = méthyl-3 hexane
3EPent = éthyl-3 pentane
Cycliques = méthylcyclohexane + toluène - les pourcentages des espèces chimiques craquées obtenues rapportés au
total des produits craqués obtenus (produits de craquage, %).
transformées soit par isomérisation, soit par craquage) - vitesse spécifique : nombre de molécules d'hydrocarbure de départ
transformés par g de catalyseur et par seconde - la sélectivité totale en isomères C7 (% de molécules isomérisées par rapport
au total des molécules transformées) - le rendement en isomères C7 (produit de la sélectivité en isomérisation et de
la conversion, %) - les pourcentages des espèces chimiques isomérisées rapportés au total des
isomères obtenus (isomères en C7, go)
DMPen = diméthyl-2,2 pentane + diméthyl-2,3 pentane +
diméthyl-2,4 pentane
2MHex = méthyl-2 hexane
3MHex = méthyl-3 hexane
3EPent = éthyl-3 pentane
Cycliques = méthylcyclohexane + toluène - les pourcentages des espèces chimiques craquées obtenues rapportés au
total des produits craqués obtenus (produits de craquage, %).
La surface spécifique BET est de 80 m2/g.
TABLEAU I
lsomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de.MoO3 tel quel orienté en présence d'air sec
lsomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de.MoO3 tel quel orienté en présence d'air sec
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2,0 <SEP> 15,5 <SEP> 19,5 <SEP> 25,0 <SEP> 41,5
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 2,3 <SEP> 16,2 <SEP> 16,1 <SEP> 16,1 <SEP> 16,0
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (107 <SEP> mol <SEP> 9-l <SEP> s1) <SEP> 71,0 <SEP> 613,5 <SEP> 620,0 <SEP> 608,4 <SEP> 606,0
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 95
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 2,2 <SEP> 15,6 <SEP> 15,5 <SEP> 15,5 <SEP> 15,4
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> {, 70) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6
<tb> 2Mhex <SEP> 40,4 <SEP> 40,3 <SEP> 40,1 <SEP> 40,2 <SEP> 40,1
<tb> 3Mhex <SEP> 46,4 <SEP> 46,5 <SEP> 46,3 <SEP> 46,7 <SEP> 46,4
<tb> 3EPen <SEP> 3,2 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 3,0
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 0,7 <SEP> 0,5 <SEP> 0,9 <SEP> 0,5 <SEP> 0,8
<tb> C6 <SEP> + <SEP> Ci <SEP> 18,0 <SEP> 17,0 <SEP> 14,0 <SEP> 16,0 <SEP> 19,1
<tb> C5+C2 <SEP> 17,9 <SEP> 18,9 <SEP> 13,7 <SEP> 13,1 <SEP> 15,3
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 60,5 <SEP> 60,8 <SEP> 66,6 <SEP> 67,2 <SEP> 63,5
<tb> Autres <SEP> 3,6 <SEP> 3,3 <SEP> 5,7 <SEP> 3,7 <SEP> 2,2
<tb>
L'examen du Tableau 1 permet de faire les commentaires suivants: 1. Le nombre de molécules de n-heptane transformées est très faible pendant
la première heure de la réaction. Après 2 heures environ sous flux de n
heptane et d'hydrogène à 3500C, le catalyseur commence à être actif, ce
qui traduit une importante modification de sa surface. Cette activation
correspond à la réduction et à la carburation de l'oxyde de molybdène
orienté en oxycarbure modifié réactif, par réaction avec le mélange
réactionnel (n-heptane/hydrogène), comme dans le cas d'un oxyde de
molybdène polycristallin.
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 2,3 <SEP> 16,2 <SEP> 16,1 <SEP> 16,1 <SEP> 16,0
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (107 <SEP> mol <SEP> 9-l <SEP> s1) <SEP> 71,0 <SEP> 613,5 <SEP> 620,0 <SEP> 608,4 <SEP> 606,0
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 95
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 2,2 <SEP> 15,6 <SEP> 15,5 <SEP> 15,5 <SEP> 15,4
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> {, 70) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6
<tb> 2Mhex <SEP> 40,4 <SEP> 40,3 <SEP> 40,1 <SEP> 40,2 <SEP> 40,1
<tb> 3Mhex <SEP> 46,4 <SEP> 46,5 <SEP> 46,3 <SEP> 46,7 <SEP> 46,4
<tb> 3EPen <SEP> 3,2 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 3,0
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 0,7 <SEP> 0,5 <SEP> 0,9 <SEP> 0,5 <SEP> 0,8
<tb> C6 <SEP> + <SEP> Ci <SEP> 18,0 <SEP> 17,0 <SEP> 14,0 <SEP> 16,0 <SEP> 19,1
<tb> C5+C2 <SEP> 17,9 <SEP> 18,9 <SEP> 13,7 <SEP> 13,1 <SEP> 15,3
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 60,5 <SEP> 60,8 <SEP> 66,6 <SEP> 67,2 <SEP> 63,5
<tb> Autres <SEP> 3,6 <SEP> 3,3 <SEP> 5,7 <SEP> 3,7 <SEP> 2,2
<tb>
L'examen du Tableau 1 permet de faire les commentaires suivants: 1. Le nombre de molécules de n-heptane transformées est très faible pendant
la première heure de la réaction. Après 2 heures environ sous flux de n
heptane et d'hydrogène à 3500C, le catalyseur commence à être actif, ce
qui traduit une importante modification de sa surface. Cette activation
correspond à la réduction et à la carburation de l'oxyde de molybdène
orienté en oxycarbure modifié réactif, par réaction avec le mélange
réactionnel (n-heptane/hydrogène), comme dans le cas d'un oxyde de
molybdène polycristallin.
2. la sélectivité en isomères C7 est très importante dès le début de la réaction
et reste supérieure à 95%. Les produits isomères formés sont composés
essentiellement des molécules monobranchées (méthyl-2 hexane et
méthyl-3 hexane) et dibranchées (diméthylpentanes) tandis que les
molécules cycliques sont formées en très faible quantité ( < 1%).
et reste supérieure à 95%. Les produits isomères formés sont composés
essentiellement des molécules monobranchées (méthyl-2 hexane et
méthyl-3 hexane) et dibranchées (diméthylpentanes) tandis que les
molécules cycliques sont formées en très faible quantité ( < 1%).
L'examen de la figure 1 montre que la sélectivité en isomères du n-C7 reste
très élevée quelle que soit la conversion de la réaction.
très élevée quelle que soit la conversion de la réaction.
Exemple 2
Cet exemple illustre l'obtention tout d'abord d'oxyde de Mo orienté selon
l'invention, supporté sur un support à base de SiC, à l'aide de la troisième
méthode, puis d'oxycarbure de molybdène modifié et supporté sur ledit SiC
en vue de catalyser l'isomérisation du n-heptane.
Cet exemple illustre l'obtention tout d'abord d'oxyde de Mo orienté selon
l'invention, supporté sur un support à base de SiC, à l'aide de la troisième
méthode, puis d'oxycarbure de molybdène modifié et supporté sur ledit SiC
en vue de catalyser l'isomérisation du n-heptane.
Des granulés de SiC de surface spécifique BET 19 m2/g ont été imprégnés par
une solution aqueuse d'heptamolybdate d'ammonium puis calcinés à 3500C
pendant 2h pour décomposer l'heptamolybdate en oxyde MoO3.
une solution aqueuse d'heptamolybdate d'ammonium puis calcinés à 3500C
pendant 2h pour décomposer l'heptamolybdate en oxyde MoO3.
Les granulés de SiC imprégnés de MoO3 polycristallin ainsi obtenus, placés
dans une barquette en céramique, ont été introduits dans un tube de quartz
placé dans un four tubulaire. L'ensemble a été balayé par un courant d'air
sec avec un débit de 20 cm3 min-1. La montée en température et le reste du montage sont identiques à ceux utilisés dans l'Exemple 1. La température utilisée a été de 700"C. Le système a été maintenu à cette température pendant une période de 72h. La température du four a été abaissée ensuite à la température ambiante toujours sous flux d'air sec. A la tempérarture ambiante le produit, en l'occurrence du MoO3 orienté, ou monocristallin, supporté sur SiC, a été extrait du four et stocké dans une bolte à gants pour être par la suite transformé en oxycarbure modifié.
dans une barquette en céramique, ont été introduits dans un tube de quartz
placé dans un four tubulaire. L'ensemble a été balayé par un courant d'air
sec avec un débit de 20 cm3 min-1. La montée en température et le reste du montage sont identiques à ceux utilisés dans l'Exemple 1. La température utilisée a été de 700"C. Le système a été maintenu à cette température pendant une période de 72h. La température du four a été abaissée ensuite à la température ambiante toujours sous flux d'air sec. A la tempérarture ambiante le produit, en l'occurrence du MoO3 orienté, ou monocristallin, supporté sur SiC, a été extrait du four et stocké dans une bolte à gants pour être par la suite transformé en oxycarbure modifié.
La carburation suivie de l'utilisation de l'oxyde orienté et supporté obtenu en présence d'air sec ont été ensuite réalisées comme précédemment.
La vitesse spécifique et la sélectivité en isomères C7 obtenues sur le catalyseur en fonction du temps sous flux sont présentées dans le Tableau 2. Les détails concernant la distribution des produits de réaction figurent également dans ce tableau.
TABLEAU 2
Isomérisation du heptane sur oxycarbure de Mo modifié supporté sur SiC préparé à
partir de MoOa supporté sur SiC orienté en présence d'air sec
Isomérisation du heptane sur oxycarbure de Mo modifié supporté sur SiC préparé à
partir de MoOa supporté sur SiC orienté en présence d'air sec
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 10 <SEP> 21 <SEP> 25 <SEP> 49
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 13,5 <SEP> 20,2 <SEP> 22,6 <SEP> 23,6 <SEP> 22,7 <SEP> 23,5
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (10-7 <SEP> mol <SEP> g-l <SEP> de <SEP> 81,0 <SEP> 121,2 <SEP> 872,4 <SEP> 904,2 <SEP> 880,2 <SEP> 896,4
<tb> MoO3 <SEP> s- <SEP>
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 94
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 12,7 <SEP> 19,0 <SEP> 21,5 <SEP> 22,5 <SEP> 21,8 <SEP> 22,1
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%)
<tb> DMPen <SEP> 9,1 <SEP> 10,2 <SEP> 9,4 <SEP> 9,0 <SEP> 8,8 <SEP> 8,7
<tb> 2MHex <SEP> 34,5 <SEP> 41,6 <SEP> 40,5 <SEP> 41,2 <SEP> 40,5 <SEP> 40,2
<tb> 3Mhex <SEP> 34,8 <SEP> 44,5 <SEP> 46,5 <SEP> 46,2 <SEP> 46,5 <SEP> 47,2
<tb> 3EPen <SEP> 19,5 <SEP> 3,5 <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1
<tb> Cycliques <SEP> 2,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,6 <SEP> 0,6 <SEP> 1,1 <SEP> 0,8
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> C6 <SEP> + <SEP> C1 <SEP> 12,9 <SEP> 11,9 <SEP> 12,0 <SEP> 12,4 <SEP> 14,5 <SEP> 17,0
<tb> C5 <SEP> + <SEP> C2 <SEP> 15,7 <SEP> 20,2 <SEP> 20,6 <SEP> 21,9 <SEP> 21,6 <SEP> 19,1
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 70,9 <SEP> 65,9 <SEP> 62,0 <SEP> 60,8 <SEP> 59,7 <SEP> 59,9
<tb> Autres <SEP> 0,5 <SEP> 2,0 <SEP> 5,7 <SEP> 4,9 <SEP> 4,2 <SEP> 4,0
<tb>
Un tel oxycarbure supporté sur SiC offre l'avantage d'une plus grande solidité (résistance à l'abrasion, tenue mécanique ...), de meilleures conditions d'utilisation (pas de.bouchage de réacteurs...) et d'un meilleur rendement d'utilisation (quantité moindre mise en oeuvre par rapport au produit traité).
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 13,5 <SEP> 20,2 <SEP> 22,6 <SEP> 23,6 <SEP> 22,7 <SEP> 23,5
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (10-7 <SEP> mol <SEP> g-l <SEP> de <SEP> 81,0 <SEP> 121,2 <SEP> 872,4 <SEP> 904,2 <SEP> 880,2 <SEP> 896,4
<tb> MoO3 <SEP> s- <SEP>
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 95 <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 94
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 12,7 <SEP> 19,0 <SEP> 21,5 <SEP> 22,5 <SEP> 21,8 <SEP> 22,1
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%)
<tb> DMPen <SEP> 9,1 <SEP> 10,2 <SEP> 9,4 <SEP> 9,0 <SEP> 8,8 <SEP> 8,7
<tb> 2MHex <SEP> 34,5 <SEP> 41,6 <SEP> 40,5 <SEP> 41,2 <SEP> 40,5 <SEP> 40,2
<tb> 3Mhex <SEP> 34,8 <SEP> 44,5 <SEP> 46,5 <SEP> 46,2 <SEP> 46,5 <SEP> 47,2
<tb> 3EPen <SEP> 19,5 <SEP> 3,5 <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1
<tb> Cycliques <SEP> 2,1 <SEP> 0,2 <SEP> 0,6 <SEP> 0,6 <SEP> 1,1 <SEP> 0,8
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> C6 <SEP> + <SEP> C1 <SEP> 12,9 <SEP> 11,9 <SEP> 12,0 <SEP> 12,4 <SEP> 14,5 <SEP> 17,0
<tb> C5 <SEP> + <SEP> C2 <SEP> 15,7 <SEP> 20,2 <SEP> 20,6 <SEP> 21,9 <SEP> 21,6 <SEP> 19,1
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 70,9 <SEP> 65,9 <SEP> 62,0 <SEP> 60,8 <SEP> 59,7 <SEP> 59,9
<tb> Autres <SEP> 0,5 <SEP> 2,0 <SEP> 5,7 <SEP> 4,9 <SEP> 4,2 <SEP> 4,0
<tb>
Un tel oxycarbure supporté sur SiC offre l'avantage d'une plus grande solidité (résistance à l'abrasion, tenue mécanique ...), de meilleures conditions d'utilisation (pas de.bouchage de réacteurs...) et d'un meilleur rendement d'utilisation (quantité moindre mise en oeuvre par rapport au produit traité).
Exemple 3
Cet exemple illustre les résultats obtenus avec un oxycarbure de molybdène tel quel modifié selon l'invention en utilisant un oxyde orienté intermédiaire obtenu en présence d'une atmosphère oxydante humide. Pour cela on a utilisé le procédé de l'exemple 1 dans lequel le courant d'air sec a été remplacé par un courant d'air humide de 30 cm3/min à 3 % (en volume) de vapeur d'eau;
L'oxyde orienté a été obtenu après 48 h de traitement et a été ensuite transformé en oxycarbure puis utilisé pour l'isomérisation du n-heptane, comme dans l'exemple 1.
Cet exemple illustre les résultats obtenus avec un oxycarbure de molybdène tel quel modifié selon l'invention en utilisant un oxyde orienté intermédiaire obtenu en présence d'une atmosphère oxydante humide. Pour cela on a utilisé le procédé de l'exemple 1 dans lequel le courant d'air sec a été remplacé par un courant d'air humide de 30 cm3/min à 3 % (en volume) de vapeur d'eau;
L'oxyde orienté a été obtenu après 48 h de traitement et a été ensuite transformé en oxycarbure puis utilisé pour l'isomérisation du n-heptane, comme dans l'exemple 1.
Les résultats sont donnés dans le Tableau 3
TABLEAU 3
Isomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 tel quel orienté en présence d'air humide
TABLEAU 3
Isomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 tel quel orienté en présence d'air humide
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2,75 <SEP> 14,75 <SEP> 19,25 <SEP> 23,25 <SEP> 42
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 9,9 <SEP> 21,6 <SEP> 21 <SEP> 20,9 <SEP> 20,9
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (1û-7 <SEP> mol <SEP> g-1 <SEP> s-1) <SEP> 177,7 <SEP> 362,4 <SEP> 353,7 <SEP> 352,8 <SEP> 352,7
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 88 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 8,7 <SEP> 20,1 <SEP> 19,5 <SEP> 19,4 <SEP> 19,4
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 14 <SEP> 13,5 <SEP> 13,3 <SEP> 13,3 <SEP> 13,3
<tb> 2Mhex <SEP> 41,5 <SEP> 39,7 <SEP> 39,6 <SEP> 39,6 <SEP> 39,6
<tb> 3Mhex <SEP> 40,9 <SEP> 43,1 <SEP> 43,2 <SEP> 43,2 <SEP> 43,2
<tb> 3EPen <SEP> 2,7 <SEP> 2,9 <SEP> 2,9 <SEP> 3 <SEP> 2,9
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 0 <SEP> 0,4 <SEP> 0,4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,4
<tb> C6 <SEP> + <SEP> CI <SEP> 5,9 <SEP> 11,3 <SEP> 10,6 <SEP> 11,3 <SEP> 11,2
<tb> CS+C2 <SEP> 8,9 <SEP> 10,8 <SEP> 10,9 <SEP> 10,7 <SEP> 10,8
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 79,5 <SEP> 74,4 <SEP> 74,5 <SEP> 74,8 <SEP> 74,7
<tb> Autres <SEP> 5,6 <SEP> 3,5 <SEP> 4 <SEP> 3,2 <SEP> 3,3
<tb>
On voit que la vitesse spécifique est toujours élevée bien qu'inférieure à celle obtenue quand l'oxyde de Mo orienté est élaboré en présence d'air sec. Par contre l'élaboration dudit oxyde orienté requiert une durée nettement inférieure.
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 9,9 <SEP> 21,6 <SEP> 21 <SEP> 20,9 <SEP> 20,9
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (1û-7 <SEP> mol <SEP> g-1 <SEP> s-1) <SEP> 177,7 <SEP> 362,4 <SEP> 353,7 <SEP> 352,8 <SEP> 352,7
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 88 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 93
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 8,7 <SEP> 20,1 <SEP> 19,5 <SEP> 19,4 <SEP> 19,4
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 14 <SEP> 13,5 <SEP> 13,3 <SEP> 13,3 <SEP> 13,3
<tb> 2Mhex <SEP> 41,5 <SEP> 39,7 <SEP> 39,6 <SEP> 39,6 <SEP> 39,6
<tb> 3Mhex <SEP> 40,9 <SEP> 43,1 <SEP> 43,2 <SEP> 43,2 <SEP> 43,2
<tb> 3EPen <SEP> 2,7 <SEP> 2,9 <SEP> 2,9 <SEP> 3 <SEP> 2,9
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 0 <SEP> 0,4 <SEP> 0,4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,4
<tb> C6 <SEP> + <SEP> CI <SEP> 5,9 <SEP> 11,3 <SEP> 10,6 <SEP> 11,3 <SEP> 11,2
<tb> CS+C2 <SEP> 8,9 <SEP> 10,8 <SEP> 10,9 <SEP> 10,7 <SEP> 10,8
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C3 <SEP> 79,5 <SEP> 74,4 <SEP> 74,5 <SEP> 74,8 <SEP> 74,7
<tb> Autres <SEP> 5,6 <SEP> 3,5 <SEP> 4 <SEP> 3,2 <SEP> 3,3
<tb>
On voit que la vitesse spécifique est toujours élevée bien qu'inférieure à celle obtenue quand l'oxyde de Mo orienté est élaboré en présence d'air sec. Par contre l'élaboration dudit oxyde orienté requiert une durée nettement inférieure.
ExemPle 4
Dans cet exemple, on a comparé les vitesses spécifiques obtenues avec un catalyseur à base d'oxycarbure tel quel modifié, préparé à partir du précurseur MOO3 en vrac orienté en présence d'air sec de l'Exemple 1 et activé sous le mélarige de n-heptane et hydrogène à 6 bars et 3500C, et les vitesses obtenues avec un catalyseur préparé à partir de MoO3 tel quel polycristallin de l'art antérieur activé dans les mêmes conditions.
Dans cet exemple, on a comparé les vitesses spécifiques obtenues avec un catalyseur à base d'oxycarbure tel quel modifié, préparé à partir du précurseur MOO3 en vrac orienté en présence d'air sec de l'Exemple 1 et activé sous le mélarige de n-heptane et hydrogène à 6 bars et 3500C, et les vitesses obtenues avec un catalyseur préparé à partir de MoO3 tel quel polycristallin de l'art antérieur activé dans les mêmes conditions.
Les vitesses spécifiques et les sélectivités en isomères C7 obtenues avec les deux catalyseurs ainsi que les détails des produits de réaction sont présentés dans le Tableau 4.
Tableau 4
Isomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 orienté en présence d'air sec et de MoOa polycristallin
Isomérisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 orienté en présence d'air sec et de MoOa polycristallin
<tb> <SEP> MoOxCy <SEP> modifié <SEP> MoOxCy <SEP> art <SEP> antérieur
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2,0 <SEP> 15,5 <SEP> 25,0 <SEP> 2,0 <SEP> 10,0 <SEP> 25,0
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 2,3 <SEP> 16,2 <SEP> 16,1 <SEP> 26,4 <SEP> 43,0 <SEP> 43,2
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> 71,0 <SEP> 613,5 <SEP> 608,4 <SEP> 37,3 <SEP> 53,1 <SEP> 53,2
<tb> (10-7 <SEP> mol <SEP> g-' <SEP> s-')
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 94
<tb> Rendement <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%1 <SEP> 2,2 <SEP> 15,6 <SEP> 15,5 <SEP> 24,6 <SEP> 40,0 <SEP> 40,6
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (SOJ <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6 <SEP> 13,3 <SEP> 13,5 <SEP> 13,4
<tb> 2MHex <SEP> 40,4 <SEP> 40,3 <SEP> 40,2 <SEP> 41,4 <SEP> 39,2 <SEP> 39,1
<tb> 3MHex <SEP> 46,4 <SEP> 46,5 <SEP> 46,7 <SEP> 42,4 <SEP> 44,1 <SEP> 44,2
<tb> 3EPen <SEP> 3,2 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 2,9 <SEP> 3,2 <SEP> 3,2
<tb> Cycliques <SEP> 0,7 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%)
<tb> C6+ <SEP> Cl <SEP> 18 <SEP> 17 <SEP> 16 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 25
<tb> CS+C2 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 13 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 16
<tb> C4+C3 <SEP> 60 <SEP> 61 <SEP> 67 <SEP> 67 <SEP> 58 <SEP> 56
<tb> Autres <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2
<tb>
L'examen de ce tableau permet de tirer les conclusions suivantes: 1. La vitesse spécifique pour la réaction d'isomérisation du n-heptane obtenue
sur un oxycarbure de molybdène modifié préparé à partir du MoO3 orienté
selon l'invention est largement supérieure à celle obtenue sur la même
phase active mais préparée à partir du MOO3 polycristallin (608 au lieu de
53.10-7 mol g-1 s-1).
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2,0 <SEP> 15,5 <SEP> 25,0 <SEP> 2,0 <SEP> 10,0 <SEP> 25,0
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 2,3 <SEP> 16,2 <SEP> 16,1 <SEP> 26,4 <SEP> 43,0 <SEP> 43,2
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> 71,0 <SEP> 613,5 <SEP> 608,4 <SEP> 37,3 <SEP> 53,1 <SEP> 53,2
<tb> (10-7 <SEP> mol <SEP> g-' <SEP> s-')
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP> 95 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 93 <SEP> 93 <SEP> 94
<tb> Rendement <SEP> en <SEP> i- <SEP> C7 <SEP> (%1 <SEP> 2,2 <SEP> 15,6 <SEP> 15,5 <SEP> 24,6 <SEP> 40,0 <SEP> 40,6
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (SOJ <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 9,5 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6 <SEP> 13,3 <SEP> 13,5 <SEP> 13,4
<tb> 2MHex <SEP> 40,4 <SEP> 40,3 <SEP> 40,2 <SEP> 41,4 <SEP> 39,2 <SEP> 39,1
<tb> 3MHex <SEP> 46,4 <SEP> 46,5 <SEP> 46,7 <SEP> 42,4 <SEP> 44,1 <SEP> 44,2
<tb> 3EPen <SEP> 3,2 <SEP> 3,1 <SEP> 3,1 <SEP> 2,9 <SEP> 3,2 <SEP> 3,2
<tb> Cycliques <SEP> 0,7 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%)
<tb> C6+ <SEP> Cl <SEP> 18 <SEP> 17 <SEP> 16 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 25
<tb> CS+C2 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 13 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> 16
<tb> C4+C3 <SEP> 60 <SEP> 61 <SEP> 67 <SEP> 67 <SEP> 58 <SEP> 56
<tb> Autres <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2
<tb>
L'examen de ce tableau permet de tirer les conclusions suivantes: 1. La vitesse spécifique pour la réaction d'isomérisation du n-heptane obtenue
sur un oxycarbure de molybdène modifié préparé à partir du MoO3 orienté
selon l'invention est largement supérieure à celle obtenue sur la même
phase active mais préparée à partir du MOO3 polycristallin (608 au lieu de
53.10-7 mol g-1 s-1).
2. La distribution des produits de réaction (isomères et craqués) est
pratiquement identique entre les deux catalyseurs. Ceci montre que la
phase active formée est de nature chimique identique, à savoir
l'oxycarbure de molybdène.
pratiquement identique entre les deux catalyseurs. Ceci montre que la
phase active formée est de nature chimique identique, à savoir
l'oxycarbure de molybdène.
Exemple 5
Le même type de comparaison que dans l'exemple 4 (oxycarbure modifié/oxycarbure art antérieur) a été faite.
Le même type de comparaison que dans l'exemple 4 (oxycarbure modifié/oxycarbure art antérieur) a été faite.
On a ainsi comparé les vitesses spécifiques dans le cas d'un oxycarbure de Mo modifié, supporté sur SiC, obtenu à partir d'un oxyde de Mo supporté et modifié en présence d'air humide (comme dans l'exemple 3) et dans le cas d'un oxycarbure obtenu à partir de MOO3 polycristallin supporté sur le même
SiC.
SiC.
Les conditions opératoires de l'activation et de l'isomérisation du n-heptane sont les mêmes que celles de l'exemple 4.
Les résultats sont donnés dans le tableau 5.
Tableau 5
Isomerisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo supporté préparé à partir de MoO3
orienté en présence d'air humide et de MOO3 polycristallin, supportés sur SiC
Isomerisation du n-heptane sur oxycarbure de Mo supporté préparé à partir de MoO3
orienté en présence d'air humide et de MOO3 polycristallin, supportés sur SiC
<tb> <SEP> MoOxCy <SEP> modifié <SEP> sur <SEP> SiC <SEP> MoOxCy <SEP> art <SEP> antérieur <SEP> sur <SEP> SiC
<tb> Temps <SEP> 2 <SEP> 5,75 <SEP> 24 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 25
<tb> Conversion <SEP> % <SEP> 10,7 <SEP> 42,3 <SEP> 41,4 <SEP> 13,5 <SEP> 20,2 <SEP> 22,7
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (10-7 <SEP> 79,7 <SEP> 420,2 <SEP> 421,9 <SEP> 91,5 <SEP> 131,1 <SEP> 146,7
<tb> mol/g/sec
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i-C7 <SEP> (%) <SEP> 85 <SEP> 92 <SEP> 93 <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 96
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> 9,1 <SEP> 38,9 <SEP> 38,5 <SEP> 12,7 <SEP> 19 <SEP> 21,8
<tb> i-C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 14,3 <SEP> 13,7 <SEP> 13,1 <SEP> 9,1 <SEP> 10,2 <SEP> 8,8
<tb> 2MHex <SEP> 40,5 <SEP> 40,2 <SEP> 39,7 <SEP> 34,5 <SEP> 41,6 <SEP> 40,5
<tb> 3mhex <SEP> 39,8 <SEP> 42,6 <SEP> 43,5 <SEP> 34,8 <SEP> 44,5 <SEP> 46,5
<tb> 3EPen <SEP> 2,7 <SEP> 2,9 <SEP> 3 <SEP> 19,5 <SEP> 3,5 <SEP> 3,1
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> 1%1 <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 1,8 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 2,1 <SEP> 0,2 <SEP> 1,1
<tb> C6+C1 <SEP> 5,3 <SEP> 11 <SEP> 12,5 <SEP> 12,9 <SEP> 11,9 <SEP> 16
<tb> C5+C2 <SEP> 7,5 <SEP> 11,5 <SEP> 11,7 <SEP> 15,7 <SEP> 20,2 <SEP> 21,6
<tb> C4+C3 <SEP> 81,5 <SEP> 73 <SEP> 71,3 <SEP> 70,9 <SEP> 65,9 <SEP> 59,7
<tb> Autres <SEP> 5,8 <SEP> 4, 6 <SEP> 4,5 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 2,7
<tb>
On voit que là encore la vitesse spécifique obtenue avec l'oxycarbure modifié supporté est nettement augmentée par rapport à celle de l'oxycarbure obtenu à partir de MOO3 polycristallin.
<tb> Temps <SEP> 2 <SEP> 5,75 <SEP> 24 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 25
<tb> Conversion <SEP> % <SEP> 10,7 <SEP> 42,3 <SEP> 41,4 <SEP> 13,5 <SEP> 20,2 <SEP> 22,7
<tb> Vitesse <SEP> spécifique <SEP> (10-7 <SEP> 79,7 <SEP> 420,2 <SEP> 421,9 <SEP> 91,5 <SEP> 131,1 <SEP> 146,7
<tb> mol/g/sec
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> i-C7 <SEP> (%) <SEP> 85 <SEP> 92 <SEP> 93 <SEP> 94 <SEP> 94 <SEP> 96
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> 9,1 <SEP> 38,9 <SEP> 38,5 <SEP> 12,7 <SEP> 19 <SEP> 21,8
<tb> i-C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Isomères <SEP> en <SEP> C7 <SEP> (%) <SEP>
<tb> DMPen <SEP> 14,3 <SEP> 13,7 <SEP> 13,1 <SEP> 9,1 <SEP> 10,2 <SEP> 8,8
<tb> 2MHex <SEP> 40,5 <SEP> 40,2 <SEP> 39,7 <SEP> 34,5 <SEP> 41,6 <SEP> 40,5
<tb> 3mhex <SEP> 39,8 <SEP> 42,6 <SEP> 43,5 <SEP> 34,8 <SEP> 44,5 <SEP> 46,5
<tb> 3EPen <SEP> 2,7 <SEP> 2,9 <SEP> 3 <SEP> 19,5 <SEP> 3,5 <SEP> 3,1
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> 1%1 <SEP>
<tb> Cycliques <SEP> 1,8 <SEP> 0,3 <SEP> 0,3 <SEP> 2,1 <SEP> 0,2 <SEP> 1,1
<tb> C6+C1 <SEP> 5,3 <SEP> 11 <SEP> 12,5 <SEP> 12,9 <SEP> 11,9 <SEP> 16
<tb> C5+C2 <SEP> 7,5 <SEP> 11,5 <SEP> 11,7 <SEP> 15,7 <SEP> 20,2 <SEP> 21,6
<tb> C4+C3 <SEP> 81,5 <SEP> 73 <SEP> 71,3 <SEP> 70,9 <SEP> 65,9 <SEP> 59,7
<tb> Autres <SEP> 5,8 <SEP> 4, 6 <SEP> 4,5 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 2,7
<tb>
On voit que là encore la vitesse spécifique obtenue avec l'oxycarbure modifié supporté est nettement augmentée par rapport à celle de l'oxycarbure obtenu à partir de MOO3 polycristallin.
ExemPle 6
Cet exemple illustre l'utilisation de l'oxycarbure de molybdène tel quel modifié selon l'invention dans la réaction d'hydrogénation et de décyclisation du benzène.
Cet exemple illustre l'utilisation de l'oxycarbure de molybdène tel quel modifié selon l'invention dans la réaction d'hydrogénation et de décyclisation du benzène.
Dans cet exemple le catalyseur d'oxycarbure modifié est obtenu à partir du MOO3 orienté (sous forme de plaquettes) synthétisé en présence d'air sec dans l'Exemple 1 et est utilisé dans la réaction d'hydrogénation et de décyclisation du benzène. La température de réaction et la pression de travail sont respectivement de 3500C et 60 bars. Les résultats obtenus sont reportés dans le
Tableau 6. Le catalyseur est activé dans un premier temps à 6 bars sous un mélange de n-heptane/hydrogène (cf exemple 3) puis placé sous un mélange de benzène/hydrogène à 60 bars.
Tableau 6. Le catalyseur est activé dans un premier temps à 6 bars sous un mélange de n-heptane/hydrogène (cf exemple 3) puis placé sous un mélange de benzène/hydrogène à 60 bars.
Tableau 6
Hydrogénation du benzène sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 orienté en présence d'air sec et après activation sous n
heptane/hydrogène (cf exemple 3)
Hydrogénation du benzène sur oxycarbure de Mo modifié, tel quel, préparé à partir
de MoO3 orienté en présence d'air sec et après activation sous n
heptane/hydrogène (cf exemple 3)
<tb> Temps <SEP> (h) <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 22 <SEP> 28
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 45,5 <SEP> 60,3 <SEP> 70,5 <SEP> 75,0 <SEP> 74,1
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> C6 <SEP> (%) <SEP> 99 <SEP> 98 <SEP> 97 <SEP> 98 <SEP> 98
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> C6 <SEP> (%) <SEP> 45,0 <SEP> 59,1 <SEP> 68,4 <SEP> 73,5 <SEP> 72,6
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> produits <SEP> à <SEP> 6 <SEP> atomes <SEP> de <SEP> C <SEP> {%) <SEP>
<tb> Méthylcyclopentane <SEP> 42,4 <SEP> 33,0 <SEP> 24,0 <SEP> 22,8 <SEP> 23,0
<tb> Cyclohexane <SEP> 45,6 <SEP> 55,3 <SEP> 63,8 <SEP> 64,9 <SEP> 64,7
<tb> Décyclisation <SEP> 12,0 <SEP> 11,7 <SEP> 12,2 <SEP> 12,3 <SEP> 12,3
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cs <SEP> + <SEP> Ci <SEP> 49,7 <SEP> 51,0 <SEP> 52,0 <SEP> 51,2 <SEP> 50,0
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C2 <SEP> 25,7 <SEP> 26,0 <SEP> 27,0 <SEP> 26,8 <SEP> 27,3
<tb> 2C3 <SEP> 10,0 <SEP> 9,2 <SEP> 10,0 <SEP> 9,6 <SEP> 10,2
<tb> Autres <SEP> 14,6 <SEP> 12,8 <SEP> 11,0 <SEP> 12,4 <SEP> 12,5
<tb>
Deux points sont à souligner: - la très forte sélectivité en produit à 6 atomes de carbone, toujours
supérieure à 97% - un taux significatif de décyclisation sans craquage autour de 125; cette
valeur est exceptionnellement élevée pour une réaction si difficile et laisse à
penser que ce catalyseur peut être utilisé pour des réactions de
décyclisation des aromatiques dans le raffinage du pétrole, sachant que le
benzène est l'aromatique le plus difficile à décycliser.
<tb> Conversion <SEP> (%) <SEP> 45,5 <SEP> 60,3 <SEP> 70,5 <SEP> 75,0 <SEP> 74,1
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> C6 <SEP> (%) <SEP> 99 <SEP> 98 <SEP> 97 <SEP> 98 <SEP> 98
<tb> Rendement <SEP> de <SEP> réaction <SEP> en <SEP> C6 <SEP> (%) <SEP> 45,0 <SEP> 59,1 <SEP> 68,4 <SEP> 73,5 <SEP> 72,6
<tb> Répartition <SEP> des <SEP> produits <SEP> de <SEP> réaction
<tb> Sélectivité <SEP> en <SEP> produits <SEP> à <SEP> 6 <SEP> atomes <SEP> de <SEP> C <SEP> {%) <SEP>
<tb> Méthylcyclopentane <SEP> 42,4 <SEP> 33,0 <SEP> 24,0 <SEP> 22,8 <SEP> 23,0
<tb> Cyclohexane <SEP> 45,6 <SEP> 55,3 <SEP> 63,8 <SEP> 64,9 <SEP> 64,7
<tb> Décyclisation <SEP> 12,0 <SEP> 11,7 <SEP> 12,2 <SEP> 12,3 <SEP> 12,3
<tb> Produits <SEP> de <SEP> craquage <SEP> (%) <SEP>
<tb> Cs <SEP> + <SEP> Ci <SEP> 49,7 <SEP> 51,0 <SEP> 52,0 <SEP> 51,2 <SEP> 50,0
<tb> C4 <SEP> + <SEP> C2 <SEP> 25,7 <SEP> 26,0 <SEP> 27,0 <SEP> 26,8 <SEP> 27,3
<tb> 2C3 <SEP> 10,0 <SEP> 9,2 <SEP> 10,0 <SEP> 9,6 <SEP> 10,2
<tb> Autres <SEP> 14,6 <SEP> 12,8 <SEP> 11,0 <SEP> 12,4 <SEP> 12,5
<tb>
Deux points sont à souligner: - la très forte sélectivité en produit à 6 atomes de carbone, toujours
supérieure à 97% - un taux significatif de décyclisation sans craquage autour de 125; cette
valeur est exceptionnellement élevée pour une réaction si difficile et laisse à
penser que ce catalyseur peut être utilisé pour des réactions de
décyclisation des aromatiques dans le raffinage du pétrole, sachant que le
benzène est l'aromatique le plus difficile à décycliser.
Claims (10)
1. Catalyseur à base d'oxycarbure de molybdène modifié caractérisé en ce
qu'il est préparé à partir d'un oxyde de molybdène MoOa ayant une
structure comportant essentiellement des plaquettes monocristallines
orientées dans une direction préférentielle.
2. Catalyseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que il a une surface
spécifique BET d'au moins 5 m2/g..
3. Catalyseur selon l ~unie quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en
ce que l'oxycarbure est supporté sur un support, ledit support ayant de
préférence une surface spécifique BET élevée.
4. Catalyseur selon la revendication 3 caractérisé en ce que le support est du
carbure de silicium pur ou dopé.
5. Procédé d'obtention de catalyseur à base d'oxycarbure de molybdène
modifié caractérisé en ce que l'on part d'oxyde de molybdène habituel
polycristallin ou optionnellement d'un composé de molybdène précurseur
qu'on transforme en oxyde, que l'on traite thermiquement ledit oxyde de
molybdène par sublimation-condensation à une température comprise
entre 500 et 8000C dans une enceinte sous atmosphère de gaz oxydant
pendant au moins 5h pour obtenir un oxyde recristallisé orienté, lequel est
ensuite traité sous courant d'un mélange d'hydrocarbure et d'hydrogène
pour donner un oxycarbure de molybdène modifié.
6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'oxyde de
molybdène polycristallin ou le composé de molybdène précurseur de
l'oxyde est mélangé avec ou déposé sur un support avant traitement
thermique.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en
ce que l'atmosphère de gaz oxydant est un courant de faible vitesse ou
une atmosphère statique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en
ce que le gaz oxydant est de l'air sec ou humide.
9. Utilisation des catalyseurs à base d'oxycarbure de molybdène orienté des
revendications 1 à 4 ou obtenus selon le procédé des revendications 5 à 8
à la catalyse des réactions pétrochimiques.
10. Utilisation selon la revendication 9 caractérisée en ce que les réactions
pétrochimiques sont l'isomérisation, l'hydrogénation des hydrocarbures
linéaires et cycliques ou la décyclisation des aromatiques.
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|---|---|---|---|
| FR9703726A FR2760979B1 (fr) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Catalyseurs a base d'oxycarbure de molybdene modifie prepare a partir d'oxyde de molybdene oriente et son procede d'obtention |
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| EP98914949A EP0968054A1 (fr) | 1997-03-21 | 1998-03-19 | Catalyseurs a base d'oxycarbure de molybdene modifie prepare a partir d'oxyde de molybdene oriente et son procede d'obtention |
| BR9808399-6A BR9808399A (pt) | 1997-03-21 | 1998-03-19 | Catalisadores à base de oxicarboneto de molibdênio modificado preparado a partir de óxido de molibidênio orientado e seu processo de obtenção |
| JP54324898A JP2001517152A (ja) | 1997-03-21 | 1998-03-19 | 配向酸化モリブデンから調製される、改良されたオキシ炭化モリブデンをベースとする触媒とその獲得方法 |
| ZA982404A ZA982404B (en) | 1997-03-21 | 1998-03-20 | Modified molybdenum oxycarbide-based catalysts prepared from oriented molybdenum oxide and method of obtaining the same |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| US4271041A (en) * | 1979-02-08 | 1981-06-02 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University | High surface area molybdenum oxycarbide catalysts |
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| EP0654458A1 (fr) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique géré par l'ordonnance du 23 Septembre 1967) | Procédé d'isomérisation d'hydrocarbures linéaires contenant au moins 7 atomes de carbone à l'aide de catalyseurs à base d'oxycarbure de molybdène |
-
1997
- 1997-03-21 FR FR9703726A patent/FR2760979B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-19 CA CA002284883A patent/CA2284883A1/fr not_active Abandoned
- 1998-03-19 WO PCT/FR1998/000551 patent/WO1998042438A1/fr not_active Application Discontinuation
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- 1998-03-19 JP JP54324898A patent/JP2001517152A/ja active Pending
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1999
- 1999-09-20 NO NO994561A patent/NO994561L/no unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4271041A (en) * | 1979-02-08 | 1981-06-02 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford Junior University | High surface area molybdenum oxycarbide catalysts |
| WO1990011251A1 (fr) * | 1989-03-28 | 1990-10-04 | Pechiney Electrometallurgie | Obtention de carbures de metaux lourds a surface specifique elevee |
| EP0474570A1 (fr) * | 1990-09-06 | 1992-03-11 | PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique géré par l'ordonnance du 23 Septembre 1967) | Procédé d'activation de la surface de carbures de métaux lourds à surface spécifique élevée en vue de réactions catalytiques |
| FR2680984A1 (fr) * | 1991-09-06 | 1993-03-12 | Pechiney Recherche | Preparation de catalyseur a partir d'oxydes metalliques par reduction et carburation partielle par les gaz reactionnels. |
| EP0654458A1 (fr) * | 1993-11-18 | 1995-05-24 | PECHINEY RECHERCHE (Groupement d'Intérêt Economique géré par l'ordonnance du 23 Septembre 1967) | Procédé d'isomérisation d'hydrocarbures linéaires contenant au moins 7 atomes de carbone à l'aide de catalyseurs à base d'oxycarbure de molybdène |
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