FR2779427A1 - METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE - Google Patents
METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE Download PDFInfo
- Publication number
- FR2779427A1 FR2779427A1 FR9807098A FR9807098A FR2779427A1 FR 2779427 A1 FR2779427 A1 FR 2779427A1 FR 9807098 A FR9807098 A FR 9807098A FR 9807098 A FR9807098 A FR 9807098A FR 2779427 A1 FR2779427 A1 FR 2779427A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- perovskite
- catalyst
- dehydrogenation
- mixture
- iron
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
-
- 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
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B35/00—Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving a change in the type of bonding between two carbon atoms already directly linked
- C07B35/04—Dehydrogenation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
- C07C5/3332—Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
-
- 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
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
- C07C2523/74—Iron group metals
- C07C2523/745—Iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
- C07C2523/74—Iron group metals
- C07C2523/75—Cobalt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
PROCEDE DE DESHYDROGENATION D'UN COMPOSE ORGANIQUE UTILISANTPROCESS FOR DEHYDROGENATION OF AN ORGANIC COMPOUND USING
UN CATALYSEUR COMPRENANT UNE PEROVSKITE A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE
RHODIA CHIMIERHODIA CHEMISTRY
La présente invention concerne un procédé de déshydrogénation d'un composé The present invention relates to a process for dehydrogenation of a compound
organique utilisant un catalyseur comprenant une pérovskite. organic using a catalyst comprising a perovskite.
Les procédés de déshydrogénation sont employés dans la préparation de plusieurs composés organiques. On peut citer tout particulièrement le procédé de préparation du styrène qui met en oeuvre la déshydrogénation de l'éthylbenzène en présence d'eau. Ces réactions de déshydrogénation doivent être catalysées pour Dehydrogenation processes are used in the preparation of several organic compounds. Mention may very particularly be made of the process for preparing styrene which uses the dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of water. These dehydrogenation reactions must be catalyzed to
obtenir des rendements et des sélectivités acceptables d'un point de vue industriel. obtain acceptable yields and selectivities from an industrial point of view.
On connaît comme catalyseurs utilisables pour cette réaction des systèmes à base d'oxyde de fer et de carbonate de potassium par exemple ou encore des systèmes mixtes d'oxydes, ces systèmes pouvant être dopés par des éléments comme As catalysts which can be used for this reaction, systems based on iron oxide and potassium carbonate for example or mixed systems of oxides are known, these systems being able to be doped with elements such as
le molybdène, le vanadium, le cérium ou le tungstène. molybdenum, vanadium, cerium or tungsten.
L'objet de l'invention est de procurer de nouveaux catalyseurs pour la The object of the invention is to provide new catalysts for the
déshydrogénation.dehydrogenation.
Dans ce but, le procédé selon l'invention pour la déshydrogénation d'un composé To this end, the process according to the invention for the dehydrogenation of a compound
organique est caractérisé en ce qu'on utilise un catalyseur comprenant une pérovskite. organic is characterized in that a catalyst is used comprising a perovskite.
Alors que les catalyseurs de l'art antérieur nécessitent une formulation plus ou moins complexe pour obtenir la composition catalytique à base des éléments actifs concernés, le catalyseur utilisé dans la présente invention peut se présenter sous la While the catalysts of the prior art require a more or less complex formulation to obtain the catalytic composition based on the active elements concerned, the catalyst used in the present invention may be present in the form of
forme d'une phase unique de préparation plus simple. form of a single phase of simpler preparation.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront encore Other characteristics, details and advantages of the invention will also appear
plus complètement à la lecture de la description qui va suivre, ainsi que des divers more fully on reading the description which follows, as well as the various
exemples concrets mais non limitatifs destinés à l'illustrer. concrete but non-limiting examples intended to illustrate it.
Le procédé de l'inventions'applique notamment aux réactions de déshydrogénation dans lesquelles au moins une liaison simple C-C est transformée en une liaison double C=C. On peut mentionner notamment les réactions permettant la préparation de diènes à partir de carbures éthyléniques, par exemple la préparation du chloroprène à partir des chloro-2 butène-1 et chloro-3 butène-1 ou encore la déshydrogénation du butène-1 pour obtenir le butadiène. On peut mentionner aussi la déshydrogénation des hydrocarbures aromatiques, comme la transformation par déshydrogénation de composés alkyl-aromatiques en composés alkylènearomatiques, par exemple la déshydrogénation de l'alkylbenzène en allylbenzène. On peut citer tout The process of the invention applies in particular to dehydrogenation reactions in which at least one C-C single bond is transformed into a C = C double bond. Mention may in particular be made of the reactions allowing the preparation of dienes from ethylenic carbides, for example the preparation of chloroprene from 2-chloro-butene-1 and 3-chloro-butene-1 or else the dehydrogenation of butene-1 to obtain the butadiene. Mention may also be made of the dehydrogenation of aromatic hydrocarbons, such as the transformation by dehydrogenation of alkyl aromatic compounds into alkylene aromatic compounds, for example the dehydrogenation of alkylbenzene to allylbenzene. We can quote everything
particulièrement la déshydrogénation de l'éthylbenzène pour la préparation du styrène. particularly the dehydrogenation of ethylbenzene for the preparation of styrene.
Les réactions de déshydrogénation sont conduites d'une façon connue. Dans le cas de la déshydrogénation de l'éthylbenzène pour la préparation du styrène, on peut indiquer, à titre d'exemple non limitatif les conditions opératoires qui suivent. On réalise la réaction à une température généralement comprise entre environ 500 et environ 700 C. On peut opérer à la pression atmosphérique ou à une pression inférieure ou encore sous pression. On préfère mettre en oeuvre le procédé en continu. De l'eau ou de la vapeur d'eau peut être utilisée avec le réactif pour aider à l'élimination des résidus carbonés du catalyseur. On utilise de préférence le catalyseur en lit fixe, dans The dehydrogenation reactions are carried out in a known manner. In the case of the dehydrogenation of ethylbenzene for the preparation of styrene, the following operating conditions may be indicated, by way of nonlimiting example. The reaction is carried out at a temperature generally between approximately 500 and approximately 700 C. It can be carried out at atmospheric pressure or at a lower pressure or even under pressure. It is preferred to carry out the process continuously. Water or steam can be used with the reagent to help remove carbonaceous residue from the catalyst. The catalyst is preferably used in a fixed bed, in
un ou plusieurs réacteurs.one or more reactors.
Au sens de la présente invention, on entend par pérovskite les composés présentant la structure de type ABO3 dans laquelle A représente un élément substitué ou non, coordonné à 12 atomes d'oxygène et B un élément substitué ou non, coordonné à 6 atomes d'oxygène. Cette structure de type ABO3 doit être comprise, ici Within the meaning of the present invention, the term perovskite is understood to mean compounds having the ABO3 type structure in which A represents a substituted or unsubstituted element, coordinated with 12 oxygen atoms and B a substituted or unsubstituted element, coordinated with 6 atoms of oxygen. This ABO3 type structure must be understood, here
et pour l'ensemble de la description, au sens large, c'est à dire qu'elle correspond à la and for the whole of the description, in the broad sense, that is to say that it corresponds to the
structure des produits dans lesquels les éléments A et B peuvent être partiellement substitués ainsi qu'aux structures lacunaires, structures qui peuvent être représentées par la formule A1.xA'xB1 yB'yO3.d dans laquelle A' et B' représentent les substituants respectifs de A et B, x et y vérifient les relations 05x<1, 05y<1, d peut être nul ou vérifier la relation -0,155d<+0.5, les structures lacunaires correspondant à celles dans lesquelles d est différent de 0. La structure est généralement de type cubique mais la maille cubique peut être plus ou moins déformée en fonction de la quantité et de la structure of the products in which the elements A and B can be partially substituted as well as the lacunar structures, structures which can be represented by the formula A1.xA'xB1 yB'yO3.d in which A 'and B' represent the respective substituents of A and B, x and y verify the relations 05x <1, 05y <1, d can be zero or verify the relation -0,155d <+0.5, the incomplete structures corresponding to those in which d is different from 0. The structure is generally of cubic type but the cubic mesh can be more or less deformed according to the quantity and the
nature du substituant.nature of the substituent.
Il est avantageux d'utiliser une pérovskite dont un élément constitutif est susceptible de présenter, en partie, au moins deux états d'oxydation différents. Cet élément constitutif peut être ainsi présent dans la pérovskite dans un premier état d'oxydation, par exemple à l'état 11, et une autre partie de ce même élément peut être présent ou peut être susceptible de se présenter dans un autre état d'oxydation par exemple à l'état III, le passage d'une partie de l'élément d'un état d'oxydation à un autre se faisant en fonction des conditions opératoires dans lesquelles est utilisé le catalyseur. On peut bien entendu utiliser une pérovskite présentant plusieurs éléments It is advantageous to use a perovskite of which a constituent element is capable of exhibiting, in part, at least two different oxidation states. This constituent element may thus be present in the perovskite in a first oxidation state, for example in state 11, and another part of this same element may be present or may be liable to appear in another state of oxidation for example in state III, the passage of a part of the element from one oxidation state to another taking place as a function of the operating conditions under which the catalyst is used. We can of course use a perovskite with several elements
de ce type.of that type.
Selon une variante particulière de l'invention, on utilise une pérovskite dans laquelle l'élément précité, susceptible de présenter en partie au moins deux états d'oxydation différents est majoritairement l'élément B. Cet élément susceptible de présenter en partie au moins deux états d'oxydation différents, peut être plus particulièrement choisi dans le groupe comprenant le manganèse, le fer, le cobalt et le chrome. Plus particulièrement, on peut utiliser une pérovskite dans laquelle le fer et le cobalt sont présents en combinaison, le fer pouvant According to a particular variant of the invention, a perovskite is used in which the aforementioned element, likely to present in part at least two different oxidation states is mainly element B. This element likely to present in part at least two different oxidation states, can be more particularly chosen from the group comprising manganese, iron, cobalt and chromium. More particularly, it is possible to use a perovskite in which the iron and the cobalt are present in combination, the iron possibly
notamment être en proportion atomique majoritaire par rapport au cobalt. in particular be in majority atomic proportion with respect to cobalt.
Selon une autre variante, on utilise une pérovskite dont au moins un élément constitutif est une terre rare. Ledit élément peut être l'élément A précité. Par terre rare on entend les éléments du groupe constitué par l'yttrium et les éléments de la classification périodique de numéro atomique compris inclusivement entre 57 et 71. La According to another variant, a perovskite is used of which at least one constituent element is a rare earth. Said element may be the aforementioned element A. By rare earth is meant the elements of the group constituted by yttrium and the elements of the periodic classification with atomic number included inclusively between 57 and 71. The
terre rare peut être plus particulièrement le lanthane ou le cérium. rare earth may be more particularly lanthanum or cerium.
L'invention concerne aussi la combinaison des modes de réalisation et des variantes qui viennent d'être décrits ci-dessus, c'est à dire l'utilisation des pérovskites comprenant une terre rare et un élément susceptible de présenter en partie au moins deux états d'oxydation différents, la terre rare et ledit élément pouvant être les The invention also relates to the combination of the embodiments and variants which have just been described above, that is to say the use of perovskites comprising a rare earth and an element capable of having at least two states at least of different oxidation, the rare earth and said element possibly being the
éléments A et B respectivement.elements A and B respectively.
On peut utiliser dans le cadre de la présente invention des pérovskites dans lesquelles un élément constitutif, plus particulièrement l'élément A, est substitué par un alcalin comme le sodium ou le potassium, un alcalino-terreux comme le magnésium, le Perovskites in which a constituent element, more particularly element A, is substituted by an alkali such as sodium or potassium, an alkaline earth metal such as magnesium,
strontium, le calcium, le baryum ou encore par l'étain, le cadmium ou le plomb. strontium, calcium, barium or by tin, cadmium or lead.
A titre d'exemple, on peut mentionner les pérovskites suivantes: LaCrO3, LaMnO3,La(Cr,Mn)O3, Or et Mn pouvant être en proportions respectives quelconques, LaCoO3, (La1 lx,Srx)MnO3, (La1.x,Srx)CrO3 avec 0<x<1, La(Fe,Co)O3, Fe et Co pouvant être en proportions respectives quelconques, (Lal.x,Srx)(Fe,Co)O3 avec By way of example, the following perovskites can be mentioned: LaCrO3, LaMnO3, La (Cr, Mn) O3, Gold and Mn can be in any respective proportions, LaCoO3, (La1 lx, Srx) MnO3, (La1.x, Srx) CrO3 with 0 <x <1, La (Fe, Co) O3, Fe and Co can be in any respective proportions, (Lal.x, Srx) (Fe, Co) O3 with
0cx<1, ou encore les pérovskites du type SrFeO3_d, (La,Sr)CoO3.d. 0cx <1, or also the perovskites of the SrFeO3_d type, (La, Sr) CoO3.d.
Selon une autre variante de l'invention, on utilise un catalyseur comprenant un support et une phase supportée. Le support est une pérovskite telle que décrite précédemment. La phase supportée est une phase susceptible de catalyser la réaction de déshydrogénation. Cette phase supportée peut être par exemple à base d'un composé d'un alcalin et d'un composé du fer. L'alcalin peut être le potassium. Une telle phase est avantageuse dans le cas de la déshydrogénation de l'éthylbenzène pour la According to another variant of the invention, a catalyst is used comprising a support and a supported phase. The support is a perovskite as described above. The supported phase is a phase capable of catalyzing the dehydrogenation reaction. This supported phase can for example be based on an alkali compound and an iron compound. The alkali can be potassium. Such a phase is advantageous in the case of the dehydrogenation of ethylbenzene for the
préparation du styrène.preparation of styrene.
L'invention concerne aussi une composition catalytique comprenant une pérovskite pour la mise en oeuvre d'un procédé de déshydrogénation. Ce qui a été The invention also relates to a catalytic composition comprising a perovskite for the implementation of a dehydrogenation process. Which was
décrit ci-dessus concernant la pérovskite s'applique ici à la définition de la composition. described above concerning perovskite applies here to the definition of the composition.
Cette composition peut se présenter sous diverses formes telles que granulés, billes, cylindres ou nid d'abeille de dimensions variables, cette composition étant dans ce cas mise en forme par les procédés connus de mise en forme de catalyseurs, par exemple This composition can be in various forms such as granules, beads, cylinders or honeycomb of variable dimensions, this composition being in this case shaped by known methods of forming catalysts, for example
l'extrusion, le compactage, la granulation en drageoir ou en four tournant. extrusion, compaction, granulation in a bezel or in a rotary kiln.
Les pérovskites utilisées dans le cadre de l'invention peuvent être préparées par The perovskites used in the context of the invention can be prepared by
toute méthode connue.any known method.
Les pérovskites peuvent ainsi être préparées par réaction solide/solide, c'est à dire par mélange d'oxydes en poudre et calcination à haute température, ou encore par co-précipitation à partir d'une solution de sels par un agent précipitant (une base par exemple) selon un mode discontinu ou continu, suivi d'un traitement thermique du précipité obtenu à une température suffisante pour obtenir la phase recherchée, cette température étant généralement d'au moins 500 C. On peut aussi mentionner les Perovskites can thus be prepared by solid / solid reaction, that is to say by mixing powdered oxides and calcination at high temperature, or by co-precipitation from a salt solution with a precipitating agent (a base for example) in a discontinuous or continuous mode, followed by a heat treatment of the precipitate obtained at a temperature sufficient to obtain the desired phase, this temperature generally being at least 500 C. We can also mention the
méthodes sol-gel.sol-gel methods.
On peut cependant citer plus particulièrement le procédé de préparation qui suit. Mention may however be made more particularly of the preparation process which follows.
Ce procédé utilise comme produits de départ les sels ou les sols des éléments constitutifs des pérovskites. On entend par éléments constitutifs, les éléments A, B et This process uses as starting materials the salts or the soils of the constituent elements of the perovskites. By constituent elements is meant the elements A, B and
leurs éventuels substituants entrant dans la pérovskite du type décrit plus haut. their possible substituents entering into the perovskite of the type described above.
Le choix entre sel et sol pourra se faire en fonction de la disponibilité des produits, de leur stabilité et, pour ce qui concerne les sels, de leur température de The choice between salt and soil may be made according to the availability of the products, their stability and, as regards the salts, their temperature.
fusion et de décomposition.fusion and decomposition.
On peut utiliser des sels d'acides organiques ou inorganiques. Salts of organic or inorganic acids can be used.
Tous les acides inorganiques ou organiques conviennent à la mise en oeuvre du procédé dans la mesure o ils forment des sels solubles dans le mélange réactionnel, qui peut être un milieu aqueux et organique, avec les éléments constitutifs de la pérovskite. Toutefois, on choisit plus particulièrement les nitrates, les chlorures ou les All the inorganic or organic acids are suitable for carrying out the process insofar as they form soluble salts in the reaction mixture, which can be an aqueous and organic medium, with the constituent elements of perovskite. However, the nitrates, chlorides or
sulfates, comme sels d'acides inorganiques. Les nitrates sont les sels préférés. sulfates, as salts of inorganic acids. Nitrates are the preferred salts.
Concernant les sels d'acides organiques, on choisit généralement les sels Concerning the salts of organic acids, the salts are generally chosen
d'acides carboxyliques aliphatiques saturés ou les sels d'acides hydroxycarboxyliques. of saturated aliphatic carboxylic acids or the salts of hydroxycarboxylic acids.
Comme acides carboxyliques aliphatiques saturés, on peut citer les formiates, les As saturated aliphatic carboxylic acids, mention may be made of formates,
acétates, les propionates.acetates, propionates.
Quant aux acides hydroxycarboxyliques, on utilise habituellement les citrates. As for hydroxycarboxylic acids, citrates are usually used.
Les concentrations des divers sels des éléments dans le milieu réactionnel sont ajustées selon la stoechiométrie de la pérovskite finale désirée et sont en général The concentrations of the various salts of the elements in the reaction medium are adjusted according to the stoichiometry of the desired final perovskite and are generally
comprises entre 0,05 et 5M.between 0.05 and 5M.
La mise en présence des éléments se fait par mélange du ou des sols et/ou des The elements are brought together by mixing the soil (s) and / or
solutions de sel.salt solutions.
On travaille dans des conditions telles que l'on évite la précipitation des sels, ce We work in conditions such as to avoid precipitation of salts, this
qui implique donc que l'on soit à un pH suffisamment acide. which therefore implies that one is at a sufficiently acidic pH.
Par ailleurs, il faut se situer dans un domaine de concentration des éléments tel qu'il n'y ait pas apparition d'un gel, mais obtention d'un mélange des éléments dans une phase liquide ou d'une suspension homogène du ou des éléments du sol dans la solution des autres éléments. Ceci est obtenu en jouant sur la dilution desdits éléments. In addition, it is necessary to be in a field of concentration of the elements such that there is no appearance of a gel, but obtaining a mixture of the elements in a liquid phase or a homogeneous suspension of the soil elements in the solution of other elements. This is achieved by playing on the dilution of said elements.
La suspension ou mélange ainsi obtenu est ensuite séché. The suspension or mixture thus obtained is then dried.
On procède à ce séchage selon toute méthode connue. This drying is carried out according to any known method.
Cependant, de préférence, le mélange est séché par atomisation. Preferably, however, the mixture is spray dried.
Cette atomisation peut se faire en utilisant tout atomiseur classique, par exemple à turbine ou à buse. Dans ce cas, la température d'entrée des gaz en début de séchage est habituellement comprise entre 200 et 300 C, par exemple voisine de 250 C, celle de sortie peut varier entre 120 et 200 C. On utilise une pression crd'air comprise par This atomization can be done using any conventional atomizer, for example with a turbine or a nozzle. In this case, the inlet temperature of the gases at the start of drying is usually between 200 and 300 ° C., for example close to 250 ° C., the outlet temperature may vary between 120 and 200 ° C. An air pressure of between by
exemple entre 2 et 3 bars.example between 2 and 3 bars.
Selon un mode de réalisation particulier, on sèche ledit mélange par injection de According to a particular embodiment, said mixture is dried by injection of
celui-ci dans un gaz ayant une vitesse suffisante pour l'atomiser. the latter in a gas having a sufficient speed to atomize it.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le séchage est effectué dans un réacteur 'flash", par exemple du type mis au point par la Demanderesse et décrit notamment dans les brevets français n 2 257 326, 2 419 754, 2 431 321. Dans ce cas, les gaz chauds sont animés d'un mouvement hélicoïdal et s'écoulent dans un puits- tourbillon. La suspension est injectée suivant une trajectoire confondue avec l'axe de symétrie des trajectoires hélicoïdales des gaz, ce qui permet de transférer parfaitement la quantité de mouvement des gaz aux particules de cette suspension. Par ailleurs, le temps de séjour des particules dans le réacteur est extrêmement faible, il est en général inférieur à 1/10 de seconde, ce qui supprime tout Thus, according to a particular embodiment of the invention, the drying is carried out in a "flash" reactor, for example of the type developed by the Applicant and described in particular in French patents 2 257 326, 2 419 754, 2 431 321. In this case, the hot gases are driven in a helical movement and flow in a vortex well.The suspension is injected along a trajectory coincident with the axis of symmetry of the helical trajectories of the gases, which allows the momentum to be transferred perfectly from the gases to the particles of this suspension. Furthermore, the residence time of the particles in the reactor is extremely short, it is generally less than 1/10 of a second, which eliminates all
risque de surchauffe par suite d'un contact trop long avec les gaz. risk of overheating due to too long contact with gases.
Selon les débits respectifs des gaz et de la suspension, la température d'entrée des gaz est comprise entre 400 et 900 C et plus particulièrement 600-800 C, la Depending on the respective flow rates of the gases and of the suspension, the gas inlet temperature is between 400 and 900 C and more particularly 600-800 C, the
température du solide séché entre 150 et 300 C. temperature of the dried solid between 150 and 300 C.
En ce qui conceme le réacteur flash mentionné plus haut, on pourra se référer Regarding the flash reactor mentioned above, we can refer
notamment à la figure 1 de la demande de brevet français n 2 431 321. in particular in FIG. 1 of French patent application no. 2 431 321.
Ledit réacteur est constitué d'une chambre de combustion et d'une chambre de Said reactor consists of a combustion chamber and a
contact composée d'un bicône ou d'un cône tronqué dont la partie supérieure diverge. contact composed of a bicone or a truncated cone, the upper part of which diverges.
La chambre de combustion débouche dans la chambre de contact par un passage The combustion chamber opens into the contact chamber through a passage
réduit.reduced.
La partie supérieure de la chambre de combustion est munie d'une ouverture The upper part of the combustion chamber has an opening
permettant l'introduction de la phase combustible. allowing the introduction of the combustible phase.
D'autre part, la chambre de combustion comprend un cylindre interne coaxial, définissant ainsi à l'intérieur de celle-ci une zone centrale et une zone périphérique annulaire et présentant des perforations se situant pour la plupart vers la partie supérieure de ladite chambre. Celle-ci comprend de préférence au minimum six perforations distribuées sur au moins un cercle, mais de préférence sur plusieurs cercles espacés axialement. La surface totale des perforations localisées dans la partie inférieure de la chambre peut être très faible, de l'ordre de 1/10 à 1/100 de la surface On the other hand, the combustion chamber comprises an internal coaxial cylinder, thus defining inside thereof a central zone and an annular peripheral zone and having perforations lying for the most part towards the upper part of said chamber. This preferably comprises at least six perforations distributed over at least one circle, but preferably over several circles spaced axially. The total area of the perforations located in the lower part of the chamber can be very small, of the order of 1/10 to 1/100 of the area
totale des perforations dudit cylindre interne coaxial. total of the perforations of said internal coaxial cylinder.
Les perforations sont habituellement circulaires et présentent une épaisseur très faible. De préférence, le rapport du diamètre de celles- ci à l'épaisseur de la paroi est d'au moins 5, l'épaisseur minimale de la paroi étant seulement limitée par les impératifs mécaniques. Enfin, un tuyau coudé débouche dans le passage réduit, dont l'extrémité s'ouvre The perforations are usually circular and have a very small thickness. Preferably, the ratio of the diameter of these to the thickness of the wall is at least 5, the minimum thickness of the wall being only limited by mechanical requirements. Finally, a bent pipe opens into the reduced passage, the end of which opens
dans l'axe de la zone centrale.in line with the central area.
La phase gazeuse animée d'un mouvement hélicoïdal (par la suite phase hélicoïdale) est composée d'un gaz, généralement de l'air, introduit dans un orifice pratiqué dans la zone annulaire, de préférence cet orifice est situé dans la partie The gas phase animated by a helical movement (thereafter helical phase) is composed of a gas, generally air, introduced into an orifice made in the annular zone, preferably this orifice is located in the part
inférieure de ladite zone.lower of said zone.
Afin d'obtenir une phase hélicoïdale au niveau du passage réduit, la phase gazeuse est de préférence introduite à basse pression dans l'orifice précité, c'est-à-dire à une pression inférieure à 1 bar et plus particulièrement à une pression comprise In order to obtain a helical phase at the reduced passage, the gas phase is preferably introduced at low pressure into the aforementioned orifice, that is to say at a pressure less than 1 bar and more particularly at a pressure included
entre 0,2 et 0,5 bar au-dessus de la pression existant dans la chambre de contact. between 0.2 and 0.5 bar above the pressure existing in the contact chamber.
La vitesse de cette phase hélicoïdale est généralement comprise entre 10 et 100 The speed of this helical phase is generally between 10 and 100
m/s et de préférence entre 30 et 60 m/s. m / s and preferably between 30 and 60 m / s.
Par ailleurs, une phase combustible qui peut être notamment du méthane ou du gaz naturel, est injectée axialement par l'ouverture précitée dans la zone centrale à Furthermore, a combustible phase which may in particular be methane or natural gas, is injected axially through the aforementioned opening in the central zone to
une vitesse d'environ 100 à 150 m/s. a speed of about 100 to 150 m / s.
La phase combustible est enflammée par tout moyen connu, dans la région o le The combustible phase is ignited by any known means, in the region where the
combustible et la phase hélicoïdale sont en contact. fuel and the helical phase are in contact.
Par la suite, le passage imposé des gaz dans le passage réduit se fait suivant un ensemble de trajectoires confondues avec des familles de génératrices d'un hyperboloide. Ces génératrices reposent sur une famille de cercles, d'anneaux de petite taille localisées près et au- dessous du passage réduit, avant de diverger dans Thereafter, the imposed passage of the gases in the reduced passage is done according to a set of trajectories confused with families of generators of a hyperboloide. These generators rest on a family of circles, of small rings located near and below the reduced passage, before diverging in
toutes les directions.all directions.
On introduit ensuite la substance à traiter sous forme de liquide par le tuyau The substance to be treated is then introduced in the form of a liquid through the pipe.
précité.cited above.
Le liquide est alors fractionné en une multitude de gouttes, chacune d'elles étant transportée par un volume de gaz et soumise à un mouvement créant un effet centrifuge. Le rapport entre la quantité de mouvement propre de la phase hélicoïdale à celle du liquide doit être élevé. En particulier, il est d'au moins 100 et de préférence compris The liquid is then divided into a multitude of drops, each of them being transported by a volume of gas and subjected to a movement creating a centrifugal effect. The ratio between the natural momentum of the helical phase to that of the liquid must be high. In particular, it is at least 100 and preferably included
entre 1000 et 10000.between 1,000 and 10,000.
Les quantités de mouvement au niveau du passage réduit sont calculées en fonction des débits d'entrée du gaz et de la substance à traiter, ainsi que de la section dudit passage. Une augmentation des débits entraîne un grossissement de la taille des gouttes. Dans ces conditions, le mouvement propre des gaz est imposé dans sa direction et son intensité aux gouttes de la substance à traiter, séparées les unes des autres dans la zone de convergence des deux courants. La vitesse du liquide est de plus réduite au minimum nécessaire pour obtenir un The amounts of movement at the level of the reduced passage are calculated as a function of the inlet flow rates of the gas and of the substance to be treated, as well as of the section of said passage. An increase in flow rates leads to a magnification of the drop size. Under these conditions, the proper movement of the gases is imposed in its direction and its intensity on the drops of the substance to be treated, separated from each other in the zone of convergence of the two streams. The speed of the liquid is further reduced to the minimum necessary to obtain a
flot continu.continuous flow.
Le rapport de la masse du liquide et du gaz est bien évidemment choisi en fonction de plusieurs facteurs comme la température du fluide et l'opération à The ratio of the mass of the liquid and the gas is obviously chosen as a function of several factors such as the temperature of the fluid and the operation at
effectuer, comme la vaporisation du liquide. perform, such as spraying the liquid.
Il est à noter que cette représentation et ce fonctionnement du réacteur 'flash' ne It should be noted that this representation and operation of the 'flash' reactor does not
sont qu'un exemple et que d'autres réalisations et fonctionnement sont envisageables. are only an example and that other realizations and functioning are possible.
Après séchage du mélange comprenant les sols et/ou les sels d'éléments After drying of the mixture comprising the soils and / or the salts of elements
constitutifs de la pérovskite, la poudre récupérée est calcinée. constituent of perovskite, the recovered powder is calcined.
Cette calcination a pour but d'éliminer les anions, par exemple les nitrates The purpose of this calcination is to remove anions, for example nitrates
présents dans le produit séché. Elle a aussi pour but de former la phase recherchée. present in the dried product. It also aims to form the desired phase.
La calcination est effectuée à une température variant entre environ 450 C et environ 1200 C, de préférence entre environ 570 C et environ 1200 C. La calcination peut se faire en particulier sous air et/ou sous un mélange air/oxygène en atmosphère The calcination is carried out at a temperature varying between approximately 450 C and approximately 1200 C, preferably between approximately 570 C and approximately 1200 C. The calcination can be carried out in particular in air and / or under an air / oxygen mixture in atmosphere
statique ou sous balayage.static or under scanning.
La durée de la calcination est habituellement comprise entre 15 minutes et 10 The duration of the calcination is usually between 15 minutes and 10
heures en fonction de la température et du type de four utilisé. hours depending on the temperature and the type of oven used.
Il est à noter qu'une étape de broyage préalable à la calcination n'est pas nécessaire. Toutefois, on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en effectuant une It should be noted that a grinding step prior to calcination is not necessary. However, it would not be departing from the scope of the present invention to carry out a
telle opération.such operation.
Dans le cas de la variante o la pérovskite est utilisée comme support d'une phase catalytique, le dépôt de la phase catalytique pourra se faire par exemple par imprégnation. Des exemples vont maintenant être donnés In the case of the variant where perovskite is used as a support for a catalytic phase, the deposition of the catalytic phase can be done for example by impregnation. Examples will now be given
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Cet exemple concerne une pérovskite de formule Lao,6Sro,4CoO3. This example concerns a perovskite of formula Lao, 6Sro, 4CoO3.
On utilise comme produit de départ des solutions de nitrate de lanthane, de nitrate de strontium et de nitrate de cobalt dans les proportions stoechiométriques de la Solutions of lanthanum nitrate, strontium nitrate and cobalt nitrate in the stoichiometric proportions of
composition attendue.expected composition.
On forme un mélange de ces solutions et le mélange obtenu est séché dans un réacteur 'flash' du type décrit plus haut dans les conditions suivantes: température d'entrée des gaz 750 0C, température de sortie des gaz 230 0C, température du solide A mixture of these solutions is formed and the mixture obtained is dried in a 'flash' reactor of the type described above under the following conditions: gas inlet temperature 750 0C, gas outlet temperature 230 0C, solid temperature
séché 1500C.dried 1500C.
Une partie (300g) du produit obtenu est calcinée dans un four statique à 1000 C avec une montée en température de 5 C/mn et un palier de 2h15 mn. A l'issue de la calcination le produit est compacté par pressage uniaxial (30T) puis concassé et A portion (300g) of the product obtained is calcined in a static oven at 1000 C with a temperature rise of 5 C / min and a level of 2h15 min. After calcination the product is compacted by uniaxial pressing (30T) then crushed and
tamisé entre 1,6 et 2,4mm.sieved between 1.6 and 2.4mm.
La pérovskite est ensuite utilisée dans les conditions qui sont données ci- Perovskite is then used under the conditions which are given below.
dessous pour la déshydrogénation de l'éthylbenzène. below for the dehydrogenation of ethylbenzene.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Cet exemple concerne une pérovskite de formule La0,6Sr0o,4Fe0,8Co0,203. This example relates to a perovskite of formula La0,6Sr0o, 4Fe0,8Co0,203.
On utilise le même mode opératoire que dans l'exemple 1 en utilisant en outre The same procedure is used as in Example 1, using in addition
une solution de nitrate de fer.iron nitrate solution.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Cet exemple concerne une pérovskite de formule La0,5Sr0,5MnO3. This example relates to a perovskite of formula La0,5Sr0,5MnO3.
On utilise le même mode opératoire que dans l'exemple 1 en utilisant en une The same procedure is used as in Example 1, using in one
solution de nitrate de manganèse.manganese nitrate solution.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
On utilise la pérovskite sous forme d'une poudre obtenue dans l'exemple 2. Le produit est imprégné à sec de la manière suivante. 70g du produit sont mis dans un cristallisoir en verre de 120mm de diamètre. On y ajoute 21,8ml d'une solution de citrate de fer et d'acétate de potassium (100ml de cette solution contiennent 35,42g de citrate de fer et 24, 28g d'acétate de potassium). L'addition se fait goutte à goutte en homogénéisant avec une spatule. Le produit imprégné est ensuite séché 16 heures à Perovskite is used in the form of a powder obtained in Example 2. The product is impregnated dry as follows. 70g of the product are placed in a 120mm diameter glass crystallizer. 21.8 ml of a solution of iron citrate and potassium acetate are added thereto (100 ml of this solution contain 35.42 g of iron citrate and 24.28 g of potassium acetate). The addition is done drop by drop, homogenizing with a spatula. The impregnated product is then dried for 16 hours at
0C et calciné 1 heure à 800 C. La poudre obtenue est pastillée et concassée à 1,6- 0C and calcined for 1 hour at 800 C. The powder obtained is pelletized and crushed to 1.6-
2,4mm. Les produits obtenus selon les exemples précédents sont mis en oeuvre de la 2.4mm. The products obtained according to the preceding examples are implemented from the
manière suivante.next way.
On utilise un réacteur qui est un tube en inox de 316L, de longueur totale de 240mm avec une entrée pour les réactifs et une sortie pour les produits formés. Le système est équipé de deux chromatographes, l'un muni d'un détecteur FID (colonne A reactor is used which is a 316L stainless steel tube, with a total length of 240mm with an inlet for the reagents and an outlet for the products formed. The system is equipped with two chromatographs, one fitted with an FID detector (column
remplie silocel+10% FFAP), l'autre d'un catharomètre (colonne remplie HAYESEP A). filled with silocel + 10% FFAP), the other with a catharometer (column filled with HAYESEP A).
Le chauffage du réacteur est assuré par un four à bain de sable fluidisé. The reactor is heated by a fluidized sand bath oven.
Le réacteur est chargé avec 27,3g de catalyseur soit un volume d'environ 20cm3. The reactor is loaded with 27.3 g of catalyst, ie a volume of approximately 20 cm 3.
La température est ajustée à 580 0C et un mélange d'eau et d'éthytbenzène est envoyé dans le réacteur par l'intermédiaire d'un vaporisateur avec un débit respectif de 27,2cm3/h pour I'eau et de 15, 63cm3/h pour l'éthylbenzène. Le gaz traceur est l'azote envoyé avec un débit de 3,281/h. La conversion et la sélectivité sont mesurées après The temperature is adjusted to 580 ° C. and a mixture of water and ethylbenzene is sent to the reactor via a vaporizer with a respective flow rate of 27.2 cm 3 / h for water and 15.63 cm 3 / h for ethylbenzene. The tracer gas is nitrogen sent with a flow rate of 3.281 / h. Conversion and selectivity are measured after
h de test.h of test.
Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous. The results are given in the table below.
Sél. signifie sélectivité. Produit Conversion de Sél. C8HR Sél. C7H8 Sél. CCHF Sél. CH4 Sél. CO+CO2 l'éthylbenzène % % % % % % Ex. 1 12,2 84,1 2,2 5,6 2,6 5,5 Ex. 2 33,9 89,0 3,5 4, 4 1,1 2,0 Ex. 3 26,8 89,9 1,8 5,8 1,2 1,2 Ex. 4 38,5 94,7 3,9 0,6 0,1 0,6 Salt. means selectivity. Product Conversion from Sel. C8HR Sel. C7H8 Sel. CCHF Sel. CH4 Sel. CO + CO2 ethylbenzene%%%%%% Ex. 1 12.2 84.1 2.2 5.6 2.6 5.5 Ex. 2 33.9 89.0 3.5 4, 4 1, 1 2.0 Ex. 3 26.8 89.9 1.8 5.8 1.2 1.2 Ex. 4 38.5 94.7 3.9 0.6 0.1 0.6
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9807098A FR2779427A1 (en) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE |
PCT/FR1999/001290 WO1999064377A1 (en) | 1998-06-05 | 1999-06-02 | Method for dehydrogenating an organic compound using a catalyst comprising a perovskite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9807098A FR2779427A1 (en) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2779427A1 true FR2779427A1 (en) | 1999-12-03 |
Family
ID=9527064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9807098A Pending FR2779427A1 (en) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2779427A1 (en) |
WO (1) | WO1999064377A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110057184A (en) * | 2008-09-22 | 2011-05-31 | 각코호진 와세다다이가쿠 | Dehydrogenation catalyst for alkyl aromatic compounds having high redox catalysis, process for preparation of the catalyst and process of dehydrogenation with the same |
CN107456973A (en) * | 2017-08-02 | 2017-12-12 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | Hierarchical self-assembly perovskite micro-sphere structure preparation method and products thereof and application |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3644549A (en) * | 1970-09-09 | 1972-02-22 | Gulf Research Development Co | Dehydrogenation of ethylbenzene to styrene using so2 and ferrite catalysis in the form of spinels or perovskites |
US4055513A (en) * | 1976-04-13 | 1977-10-25 | Exxon Research & Engineering Co. | Perovskite catalysts and process for their preparation |
EP0112240A1 (en) * | 1982-12-14 | 1984-06-27 | Institut Français du Pétrole | Preparation process for a catalyst comprising oxides of iron, chromium, potassium and a rare earth metal, useful in dehydrogenation reactions |
US4737355A (en) * | 1986-12-15 | 1988-04-12 | The Standard Oil Company | Preparation of vanadium III oxidic compounds, and dehydrogenation of paraffins |
EP0558148A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-01 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for the dehydrogenation of organic compounds |
-
1998
- 1998-06-05 FR FR9807098A patent/FR2779427A1/en active Pending
-
1999
- 1999-06-02 WO PCT/FR1999/001290 patent/WO1999064377A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3644549A (en) * | 1970-09-09 | 1972-02-22 | Gulf Research Development Co | Dehydrogenation of ethylbenzene to styrene using so2 and ferrite catalysis in the form of spinels or perovskites |
US4055513A (en) * | 1976-04-13 | 1977-10-25 | Exxon Research & Engineering Co. | Perovskite catalysts and process for their preparation |
EP0112240A1 (en) * | 1982-12-14 | 1984-06-27 | Institut Français du Pétrole | Preparation process for a catalyst comprising oxides of iron, chromium, potassium and a rare earth metal, useful in dehydrogenation reactions |
US4737355A (en) * | 1986-12-15 | 1988-04-12 | The Standard Oil Company | Preparation of vanadium III oxidic compounds, and dehydrogenation of paraffins |
EP0558148A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-01 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Process for the dehydrogenation of organic compounds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1999064377A1 (en) | 1999-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2146601C (en) | Catalysts for reducing spinel-containing nitrogen oxide emissions | |
Fino et al. | Studies on kinetics and reactions mechanism of La2− xKxCu1− yVyO4 layered perovskites for the combined removal of diesel particulate and NOx | |
CA2150296C (en) | Highly reducible alumina, cerium oxide and zirconium oxide compounds; process for preparing the same and their use for producing catalysts | |
FR2515984A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING CATALYST FOR EXHAUST GAS PURIFICATION | |
FR2696109A1 (en) | Catalyst for partial oxidn. of methane to hydrogen or synthesis gas - composed mixed oxide of rare earth, strontium or bismuth and one or two elements from Gp=IVB, Gp=VB, Gp=VIB, Gp=VIIb and Gp=VIII | |
EP3740464B1 (en) | Odh complex with on-line mixer unit and feed line cleaning | |
EP0684072B1 (en) | Rare earth-based dispersible compound, process for its preparation and for the preparation of a colloidal suspension obtained from it. | |
CA2084628A1 (en) | Tentalum- or niobium-based perovskites and process for their preparation | |
CA2230714C (en) | Method for catalytically processing gases with a high oxygen content to reduce nitrogen oxide emissions | |
FR2891163A1 (en) | Preparing chromium oxide catalyst, useful to prepare pentafluoroethane, comprises heating powders of chromium hydroxide and another metal hydroxide to form their oxides, mixing oxides, granulating and calcining and fluorinating granules | |
FR2779427A1 (en) | METHOD FOR DEHYDROGENATING AN ORGANIC COMPOUND USING A CATALYST COMPRISING A PEROVSKITE | |
EP1539669A1 (en) | Method for producing acrylic acid from propane | |
WO2006058998A2 (en) | Preparing tantalum-based catalysts for selective oxidation of propane into acrylic acid | |
FR2687670A1 (en) | PROCESS FOR AMMOXYDATING SATURATED HYDROCARBONS | |
CA2073073C (en) | Process for the ammoxydation of saturated hydrocarbons | |
WO2005023402A1 (en) | Oxygen conducting membranes, preparation method thereof, and reactor and method using same | |
CA2202185A1 (en) | Nitrogen oxide reducing catalyst compositions based on tantalum, vanadium, niobium, copper or antimony | |
CN107413340A (en) | A kind of methane water reformation hydrogen production catalyst and preparation method thereof | |
EP1177032A1 (en) | Device for purifying exhaust gases for an internal combustion engine | |
JP2007501108A (en) | Continuous production of heterogeneous catalyst libraries | |
CN113457700B (en) | Vanadium-phosphorus-oxygen catalyst for aldol condensation and preparation method and application thereof | |
WO2023170562A1 (en) | Process and catalyst for the production of hydrogen by decomposition of ammonia by plasma catalysis | |
US6228292B1 (en) | Process for the preparation of pulverulent heterogeneous substances | |
EP0545757A1 (en) | Process for the preparation of perovskites on the basis of manganese or chromium and perovskites so obtained | |
RU2303568C2 (en) | Porous carbon material manufacturing process |