FR2969641A1 - Producing middle distillates e.g. diesel from feedstock from renewable sources comprises hydrotreating the feedstock with hydrotreatment catalyst and hydroisomerization of obtained effluent with hydroisomerization catalyst - Google Patents
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Abstract
Description
i La présente invention se rapporte au domaine des procédés de production de distillats moyens à partir d'au moins une charge issue de sources renouvelables seule ou en mélange avec des charges hydrocarbonées pétrolières. Elle a principalement pour objet l'utilisation d'un catalyseur spécifique dans des procédés permettant la production de distillats moyens, de préférence de type diesel et kérosène. État de la technique antérieure Le contexte international des années 2005-2010 est marqué d'abord par la croissance rapide en besoin de carburants, en particulier de bases gazoles dans la communauté européenne et ensuite par l'importance des problématiques liées au réchauffement planétaire et à l'émission de gaz à effet de serre. II en résulte une volonté de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis des matières premières d'origine fossile et de réduction des émissions de CO2. Dans ce contexte, la recherche de nouvelles charges issues de sources renouvelables et pouvant être facilement intégrées au schéma traditionnel du raffinage et de la production de carburants constitue un enjeu d'une importance croissante. A ce titre, l'intégration dans le processus de raffinage de nouveaux produits d'origine végétale, issus de la conversion de la biomasse lignocellulosique ou issus de la production d'huiles végétales ou de graisses animales, a connu ces dernières années un très vif regain d'intérêt en raison de l'augmentation du coût des matières fossiles. De même, les biocarburants traditionnels (éthanol ou esters méthyliques d'huiles végétales principalement) ont acquis un réel statut de complément aux bases pétrolières dans les pools carburants. En outre, les procédés connus à ce jour utilisant des huiles végétales ou des graisses animales sont à l'origine d'émissions importantes de CO2, connues pour ses effets négatifs sur l'environnement. Une meilleure utilisation de ces bio-ressources, comme par exemple leur intégration dans le pool carburant présenterait donc un avantage certain. The present invention relates to the field of processes for producing middle distillates from at least one feedstock derived from renewable sources alone or mixed with petroleum hydrocarbon feedstocks. It mainly relates to the use of a specific catalyst in processes for the production of middle distillates, preferably diesel and kerosene type. STATE OF THE PRIOR ART The international context of the years 2005-2010 is marked first and foremost by the rapid growth in need of fuels, in particular diesel fuel bases in the European community and then by the importance of the problems related to global warming and the emission of greenhouse gases. The result is a desire to reduce energy dependence on fossil-based raw materials and on reducing CO2 emissions. In this context, the search for new charges from renewable sources that can be easily integrated into the traditional pattern of refining and fuel production is an issue of increasing importance. As such, the integration into the refining process of new products of plant origin, resulting from the conversion of lignocellulosic biomass or from the production of vegetable oils or animal fats, has in recent years experienced a very lively renewed interest due to the rising cost of fossil fuels. Similarly, traditional biofuels (mainly ethanol or methyl esters of vegetable oils) have acquired a real status of complement to petroleum bases in fuel pools. In addition, the processes known to date using vegetable oils or animal fats are responsible for significant emissions of CO2, known for its negative effects on the environment. A better use of these bio-resources, such as for example their integration in the fuel pool would therefore be a definite advantage.
La production de bases carburants est de plus en plus identifiée comme un nouveau débouché attractif par le monde agricole, et ce tout particulièrement pour les producteurs d'huiles végétales, issues du broyage de graines oléagineuses comme le colza, le soja, ou le tournesol. En effet, ces huiles végétales sont constituées d'acides gras sous forme de triglycérides, ayant de longues chaînes alkyles dont la structure correspond aux paraffines normales des coupes gazole et kérosène (longueur de chaîne de 12 à 24 atomes de carbone, selon la nature de l'huile végétale). Inadaptées à l'alimentation directe des moteurs diesels modernes, ces huiles végétales doivent être préalablement transformées. The production of fuel bases is increasingly identified as an attractive new outlet for the agricultural world, especially for vegetable oil producers, who grind oilseeds such as rapeseed, soya beans or sunflower seeds. In fact, these vegetable oils consist of fatty acids in the form of triglycerides having long alkyl chains whose structure corresponds to the normal paraffins of the gas oil and kerosene cuts (chain length of 12 to 24 carbon atoms, depending on the nature of the vegetable oil). Inadapted to the direct feeding of modern diesel engines, these vegetable oils must be transformed beforehand.
Une des approches existantes repose sur la réaction de transestérification avec un alcool comme le méthanol conduisant aux esters méthyliques d'huiles végétales (EMHV) couramment appelés biodiesel. Cette voie est aujourd'hui largement employée en Europe puisque la production d'EMHV a augmenté de manière très importante au cours des dix dernières années, pour atteindre 1,5 Mt en 2003 (le taux de croissance annuel moyen était de 35% entre 1992 et 2003). Cette production est notamment soutenue par la directive européenne sur la promotion des biocarburants (2003/30/CE) qui fixe des objectifs croissants de consommation en biocarburants dans le domaine des transports. Ces consommations devront représenter au minimum 20/0 en 2005, 5,750/0 en 2010 et 8% (pourcentages mesurés en énergie) en 2015 des consommations globales d'essence et de gazole utilisés dans les transports. Cependant, ce type de procédé est relativement coûteux et nécessite de limiter le type d'huiles végétales afin de respecter les spécifications du biodiesel. En outre, les charges pour ce type de procédé doivent être soigneusement sélectionnées, si bien qu'un certain nombre d'huiles végétales ne peuvent être traitées de cette manière. Enfin, les propriétés à froid de ces produits constituent également un facteur limitant. One of the existing approaches relies on the transesterification reaction with an alcohol such as methanol leading to methyl esters of vegetable oils (VOME) commonly called biodiesel. This path is now widely used in Europe since the production of VOME has increased dramatically in the last ten years, reaching 1.5 Mt in 2003 (the average annual growth rate was 35% between 1992 and 2003). This production is supported in particular by the European directive on the promotion of biofuels (2003/30 / EC), which sets increasing targets for biofuel consumption in the transport sector. These consumptions will have to represent at least 20/0 in 2005, 5,750 / 0 in 2010 and 8% (percentages measured in energy) in 2015 of the global consumption of gasoline and diesel fuel used in transport. However, this type of process is relatively expensive and requires limiting the type of vegetable oils to meet biodiesel specifications. In addition, the charges for this type of process must be carefully selected, so that a number of vegetable oils can not be treated in this way. Finally, the cold properties of these products are also a limiting factor.
Une autre approche consiste à exploiter directement les huiles végétales via leur transformation en dérivés d'acides gras élémentaires, grâce à des procédés d'hydrotraitement ou d'hydroconversion dont les catalyseurs sont également bien connus de l'Homme du métier pour leurs propriétés d'hydrodéoxygénation (E. Laurent, B. Delmon, Appl. Catal. A, 1994, 109, 1, 77 et 97). Dans ce cas, les triglycérides sont convertis en dérivés principalement paraffiniques et saturés, constituant alors d'excellentes bases hydrocarbonées pour le pool gazole du fait de leurs bons indices de cétane. Another approach consists in directly exploiting vegetable oils via their transformation into elemental fatty acid derivatives, by means of hydrotreatment or hydroconversion processes whose catalysts are also well known to those skilled in the art for their properties. hydrodeoxygenation (E. Lawrence, Delmon B., Catal.App., 1994, 109, 1, 77 and 97). In this case, the triglycerides are converted into mainly paraffinic and saturated derivatives, thus constituting excellent hydrocarbon bases for the diesel fuel pool because of their good cetane numbers.
Le principal inconvénient de ce type de procédé réside dans une consommation d'hydrogène élevée et à des propriétés à froid des bases hydrocarbonées obtenues médiocres. The main disadvantage of this type of process is the high hydrogen consumption and the cold properties of the poorly obtained hydrocarbon bases.
De façon générale, il est admis qu'un catalyseur d'hydrotraitement présentant un fort potentiel catalytique se caractérise par une fonction hydro-déshydrogénante optimisée, c'est à dire une phase active parfaitement dispersée à la surface du support et présentant une teneur en métal élevée. Idéalement, quelle que soit la nature de la charge hydrocarbonée à traiter, le catalyseur doit pouvoir présenter une accessibilité des sites actifs vis-à-vis des réactifs et produits des réactions tout en développant une surface active élevée, ce qui conduit à des contraintes spécifiques en terme de structure et de texture propres au support oxyde constitutif desdits catalyseurs. In general, it is accepted that a hydrotreatment catalyst with a high catalytic potential is characterized by an optimized hydro-dehydrogenating function, that is to say a fully dispersed active phase on the surface of the support and having a metal content high. Ideally, whatever the nature of the hydrocarbon feedstock to be treated, the catalyst must be able to provide an accessibility of the active sites with respect to the reagents and products of the reactions while developing a high active surface, which leads to specific constraints. in terms of structure and texture specific to the constituent oxide support of said catalysts.
La composition et l'utilisation de catalyseurs classiques d'hydrotraitement de charges hydrocarbonées sont bien décrits dans l'ouvrage "Hydrocracking Science and Technology", 1996, J. Scherzer, A. J. Gruia, Marcel Dekker Inc et dans l'article de B. S. Clausen, H. T. Topsoe, F. E. Massoth, issu de l'ouvrage "Catalysis Science and Technology", 1996, volume 11, Springer-Verlag. Ainsi, ces catalyseurs se caractérisent généralement par la présence d'une phase active à base d'au moins un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII du tableau périodique des éléments. Les formulations les plus courantes sont de type cobalt-molybdène (CoMo), nickel-molybdène (NiMo) et nickel-tungstène (NiW). Ces catalyseurs peuvent se présenter sous forme massique ou bien à l'état supporté mettant alors en jeu un solide poreux de nature différente. Dans ce dernier cas, le support poreux est généralement un oxyde amorphe ou mal cristallisé tel que par exemple une alumine, ou un aluminosilicate, éventuellement associé à un matériau zéolithique ou non. Après préparation, au moins un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII constitutif(s) desdits catalyseurs se présente(nt) souvent sous forme d'oxyde. La forme active et stable desdits catalyseurs pour les procédés d'hydrotraitement étant la forme sulfurée, ces catalyseurs doivent subir une étape de sulfuration. Celle-ci peut être réalisée dans l'unité du procédé associé, on parle alors de sulfuration in-situ ou préalablement au chargement du catalyseur dans l'unité, on parle alors de sulfuration ex-situ. The composition and use of conventional hydrotreatment catalysts for hydrocarbon feedstocks are well described in "Hydrocracking Science and Technology", 1996, J. Scherzer, AJ Gruia, Marcel Dekker Inc. and in the article by BS Clausen, HT Topsoe, FE Massoth, from "Catalysis Science and Technology", 1996, Volume 11, Springer-Verlag. Thus, these catalysts are generally characterized by the presence of an active phase based on at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal of the periodic table of the elements. The most common formulations are cobalt-molybdenum (CoMo), nickel-molybdenum (NiMo) and nickel-tungsten (NiW). These catalysts can be in mass form or in the supported state then involving a porous solid of different nature. In the latter case, the porous support is generally an amorphous or poorly crystallized oxide, such as for example an alumina, or an aluminosilicate, optionally combined with a zeolite material or not. After preparation, at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal constituent (s) of said catalysts is often in oxide form. The active and stable form of said catalysts for the hydrotreatment processes being the sulphurized form, these catalysts must undergo a sulphurization step. This can be carried out in the unit of the associated process, in which case it is known as in-situ sulphurization or prior to the loading of the catalyst into the unit, this being known as ex-situ sulphurization.
Les méthodes usuelles conduisant à la formation de la phase active des catalyseurs d'hydrotraitement consistent en un dépôt de précurseur(s) moléculaire(s) d'au moins un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII sur un support oxyde par la technique dite "d'imprégnation à sec" suivi des étapes de maturation, séchage et calcination conduisant à la formation de la forme oxydée du(des)dit(s) métal(aux) employé(s). Vient ensuite l'étape finale de sulfuration génératrice de la phase active comme mentionné ci-dessus. The usual methods leading to the formation of the active phase of the hydrotreatment catalysts consist in depositing the molecular precursor (s) of at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal on a oxide support by the so-called "dry impregnation" technique followed by the maturation, drying and calcination stages leading to the formation of the oxidized form of the said metal (s) employed. Then comes the final stage of sulfuration generating the active phase as mentioned above.
Les performances catalytiques de catalyseurs d'hydrotraitement issus de ces protocoles de synthèse "conventionnels" ont largement été étudiées. En particulier, il a été montré que, pour des teneurs en métal relativement élevées, des phases réfractaires à la sulfuration, formées consécutivement à l'étape de calcination et dues à un phénomène de frittage apparaissent (B. S. Clausen, H. T. Topsoe, et F. E. Massoth, issu de l'ouvrage "Catalysis Science and Technology", 1996, volume 11, Springer-Verlag). Par exemple, dans le cas des catalyseurs de type CoMo ou NiMo supportés sur un support de nature aluminique, ces phases réfractaires à la sulfuration sont soit des cristallites d'oxydes métalliques de formule MoO3, NiO, CoO, CoMoO4 ou CO3O4, de taille suffisante pour être détectées en DRX, soit des espèces du type AI2(MoO4)3, CoAl2O4 ou NiAl2O4 soit les deux. Les trois espèces du type AI2(MoO4)3, CoAl2O4 ou NiAl2O4 contenant l'élément aluminium sont bien connues de l'Homme du métier. Elles résultent de l'interaction entre le support aluminique et les sels précurseurs en solution de la phase active, ce qui se traduit concrètement par une réaction entre des ions AI3+ extraits de la matrice aluminique et lesdits sels pour former des hétéropolyanions d'Anderson de formule [AI(OH)6Mo6O18]3", eux-mêmes précurseurs des phases réfractaires à la sulfuration. La présence de l'ensemble de ces espèces conduit à une perte indirecte non négligeable de l'activité catalytique du catalyseur d'hydrotraitement associé car la totalité des éléments appartenant au moins à un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII n'est pas utilisée au maximum de son potentiel puisque une partie de ceux-ci est immobilisée dans des espèces peu ou non actives. The catalytic performances of hydrotreatment catalysts resulting from these "conventional" synthesis protocols have been extensively studied. In particular, it has been shown that, for relatively high metal contents, sulfurization-refractory phases formed subsequent to the calcination step and due to a sintering phenomenon occur (BS Clausen, HT Topsoe, and FE Massoth , from "Catalysis Science and Technology", 1996, Volume 11, Springer-Verlag). For example, in the case of catalysts of CoMo or NiMo type supported on an aluminum support, these sulfurization-resistant phases are either crystallites of metal oxides of formula MoO 3, NiO, CoO, CoMoO 4 or CO 3 O 4, of sufficient size. to be detected in XRD, or species of type AI2 (MoO4) 3, CoAl2O4 or NiAl2O4 or both. The three species of the type AI2 (MoO4) 3, CoAl2O4 or NiAl2O4 containing the aluminum element are well known to those skilled in the art. They result from the interaction between the aluminum support and the precursor salts in solution of the active phase, which concretely results in a reaction between Al3 + ions extracted from the aluminum matrix and said salts to form Anderson heteropolyanions of formula [AI (OH) 6 Mo 6 O 18] 3 ", themselves precursors of the phases which are refractory to sulphurization The presence of all these species leads to a non negligible indirect loss of the catalytic activity of the associated hydrotreatment catalyst because the all the elements belonging to at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal is not used to its full potential since a part of these is immobilized in little or no active species.
Les performances catalytiques des catalyseurs d'hydrotraitement conventionnels décrits ci-dessus pourraient donc être améliorées, notamment en développant de nouvelles méthodes de préparation de ces catalyseurs qui permettraient : 1) d'assurer une bonne dispersion de la phase active, en particulier pour des teneurs en métal élevées par exemple par le contrôle de la taille des particules à base de métaux de transition et le maintien des propriétés de ces particules après traitement thermique, 2) de limiter la formation des espèces réfractaires à la sulfuration par exemple par l'obtention d'une meilleure synergie entre les métaux de transition constitutifs de la phase active et le contrôle des interactions entre la phase active, et/ou ses précurseurs et le support poreux employé, 3) d'assurer une bonne diffusion des réactifs et des produits des réactions tout en maintenant des surfaces actives développées élevées par exemple par l'optimisation des propriétés chimiques, texturales et structurales du support poreux. The catalytic performances of the conventional hydrotreatment catalysts described above could therefore be improved, in particular by developing new methods for preparing these catalysts which would make it possible: 1) to ensure good dispersion of the active phase, in particular for contents such as by controlling the size of the transition metal-based particles and maintaining the properties of these particles after heat treatment, 2) limiting the formation of refractory species to sulfurization for example by obtaining a better synergy between the transition metals constituting the active phase and the control of the interactions between the active phase and / or its precursors and the porous support used, 3) to ensure a good diffusion of the reactants and the products of the reactions while maintaining high developed active surfaces for example by optimizing property s chemical, textural and structural porous support.
Plusieurs voies de recherches concernant le développement de nouveaux catalyseurs d'hydrotraitement ont tenté de répondre aux besoins exprimés ci-dessus. Les travaux de recherche de la demanderesse l'ont donc conduit à préparer des catalyseurs d'hydrotraitement et/ou d'hydroisomérisation en modifiant la composition chimique et structurale des espèces métalliques précurseurs des phases actives et ainsi en modifiant les interactions entre le support et la phase active du catalyseur et/ou ses précurseurs oxydes. En particulier, les travaux de la demanderesse l'ont conduit à utiliser des polyoxométallates dont la formule est explicitée ci-dessous comme précurseurs oxydes particuliers de la phase active des catalyseurs utilisés dans le procédé de production de distillats moyens selon l'invention et en particulier dans l'étape d'hydrotraitement et/ou dans l'étape d'hydroisomérisation. Par ailleurs, le support oxyde du catalyseur jouant un rôle non négligeable dans le développement de catalyseurs d'hydrotraitement performants dans la mesure où il va induire des modifications des interactions entre le support et la phase active dudit catalyseur et/ou ses précurseurs oxydes, la demanderesse a également dirigé ses travaux de recherche vers la préparation de catalyseurs d'hydrotraitement utilisant des supports oxydes présentant des propriétés texturales particulières. La demanderesse a donc mis en évidence qu'un catalyseur comprenant, sous sa forme oxyde, au moins un précurseur de phase active sous forme d'au moins un polyoxométallate de formule (HhXXMn,OY)q- explicitée ci-dessous, piégés au sein même d'une matrice oxyde mésostructurée silicique servant de support, présentait une activité catalytique améliorée par rapport à des catalyseurs préparés à partir de précurseurs standard ne contenant pas de polyoxométallates, ledit catalyseur étant sulfuré puis mis en oeuvre dans un procédé de production de distillats moyens selon l'invention. Un objectif de la présente invention est de fournir un procédé de distillats moyens d'au moins une charge issue de sources renouvelables mettant en oeuvre, dans au moins une étape d'hydrotraitement et/ou au moins une étape d'hydroisomérisation, un catalyseur présentant des performances catalytiques améliorées. Several lines of research concerning the development of new hydrotreatment catalysts have attempted to meet the needs expressed above. The research work of the applicant has therefore led to the preparation of hydrotreating and / or hydroisomerization catalysts by modifying the chemical and structural composition of the precursor metal species of the active phases and thus by modifying the interactions between the support and the active phase of the catalyst and / or its precursor oxides. In particular, the work of the applicant has led to the use of polyoxometalates whose formula is explained below as particular oxide precursors of the active phase of the catalysts used in the process for producing middle distillates according to the invention and in particular in the hydrotreatment step and / or in the hydroisomerization step. Furthermore, the oxide support of the catalyst plays a significant role in the development of efficient hydrotreatment catalysts insofar as it will induce modifications of the interactions between the support and the active phase of said catalyst and / or its precursor oxides. Applicant has also directed his research work towards the preparation of hydrotreatment catalysts using oxide supports having particular textural properties. The Applicant has thus demonstrated that a catalyst comprising, in its oxide form, at least one active phase precursor in the form of at least one polyoxometalate of formula (HhXXMn, OY) q - explained below, trapped within even of a silicic mesostructured oxide support matrix, exhibited an improved catalytic activity compared to catalysts prepared from standard precursors not containing polyoxometalates, said catalyst being sulphurized and then used in a process for producing middle distillates according to the invention. An object of the present invention is to provide a process for middle distillates of at least one feedstock derived from renewable sources using, in at least one hydrotreatment step and / or at least one hydroisomerization step, a catalyst having improved catalytic performance.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé de distillats moyens d'au moins une charge issue de sources renouvelables mettant en oeuvre, dans au moins une étape d'hydrotraitement et/ou au moins une étape d'hydroisomérisation, un catalyseur présentant des performances catalytiques améliorées, ledit procédé permettant d'obtenir la production de paraffines répondant aux spécifications carburants et notamment aux normes en vigueur pour les carburants gazole et kérosène constituant les distillats moyens et en particulier à haut indice de cétane. Another object of the present invention is to provide a process for middle distillates of at least one feedstock derived from renewable sources using, in at least one hydrotreatment step and / or at least one hydroisomerization step, a catalyst having improved catalytic performance, said process making it possible to obtain the production of paraffins meeting the fuel specifications and in particular the standards in force for the diesel and kerosene fuels constituting the middle distillates and in particular with high cetane number.
Résumé de l'invention L'invention concerne un procédé de production de distillats moyens à partir d'au moins une charge issue de sources renouvelables comprenant au moins une étape d'hydrotraitement dans laquelle au moins ladite charge est mise en contact avec au moins un catalyseur d'hydrotraitement à une température comprise entre 120 et 450°C, à une pression comprise entre 1 et 10 MPa, à une vitesse spatiale horaire comprise entre 0,1 et 10 h-1 et en présence d'un ratio hydrogène /charge compris entre 50 et 3000 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge et au moins une étape d'hydroisomérisation dans laquelle l'effluent issu de l'étape a) est mis en contact avec au moins un catalyseur d'hydroisomérisation à une température comprise entre 120 et 450°C, à une pression comprise entre 1 et 10 MPa, à une vitesse spatiale horaire comprise entre 0,1 et 10 h-1 et en présence d'un ratio hydrogène/charge compris entre 50 et 3000 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge, ladite étape d'hydrotraitement et/ou ladite étape d'hydroisomérisation mettant en oeuvre un catalyseur comprenant, sous sa forme oxyde, au moins un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique présent(s) sous forme d'au moins un polyoxométallate de formule (HhXXMn,Oy)q" dans laquelle X est un élément choisi parmi le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), ledit élément étant pris seul, M est un ou plusieurs élément(s) choisi(s) parmi le molybdène (Mo), le tungstène (W), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), O étant l'oxygène, h étant un entier compris entre 0 et 12, x étant un entier compris entre 0 et 4, m étant un entier égal à 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 18, y étant un entier compris entre 17 et 72 et q étant un entier compris entre 1 et 20, lesdits polyoxométallates étant présents au sein d'une matrice mésostructurée à base d'oxyde d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments, ladite matrice ayant une taille de pore comprise entre 1,5 et 50 nm et présentant des parois amorphes d'épaisseur comprise entre 1 et 30 nm, ledit catalyseur étant sulfuré avant d'être mis en oeuvre dans ledit procédé. SUMMARY OF THE INVENTION The invention relates to a method for producing middle distillates from at least one feedstock from renewable sources comprising at least one hydrotreatment stage in which at least said feedstock is brought into contact with at least one feedstock. hydrotreatment catalyst at a temperature between 120 and 450 ° C, at a pressure of between 1 and 10 MPa, at a space velocity of between 0.1 and 10 h -1 and in the presence of a hydrogen / charge ratio between 50 and 3000 Nm3 of hydrogen / m 3 of feedstock and at least one hydroisomerization step in which the effluent from step a) is brought into contact with at least one hydroisomerization catalyst at a temperature between 120 and 450 ° C., at a pressure of between 1 and 10 MPa, at a space velocity of between 0.1 and 10 h -1 and in the presence of a hydrogen / charge ratio of between 50 and 3000 Nm 3 of hydrogen. / m3 of charge, said hydro step treatment and / or said hydroisomerisation step using a catalyst comprising, in its oxide form, at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal of the periodic classification present in the form of at least one polyoxometalate of formula (HhXXMn, Oy) q "wherein X is a member selected from phosphorus (P), silicon (Si), boron (B), nickel (Ni) and cobalt (Co) , said element being taken alone, M is one or more element (s) chosen from molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and cobalt (Co), O being oxygen where h is an integer from 0 to 12, where x is an integer from 0 to 4, where m is an integer of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 18, where y is an integer between 17 and 72 and q being an integer between 1 and 20, said polyoxometalates being present within an oxide-based mesostructured matrix of at least one Y element selected from the group consisting of by silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements, said matrix having a pore size of between 1.5 and 50 nm and exhibiting amorphous walls with a thickness between 1 and 30 nm, said catalyst being sulphurized before being used in said process.
Intérêt de l'invention Un des avantages de la présente invention réside donc dans la mise en oeuvre, dans un procédé de production de distillats moyens à partir d'au moins une charge issue de sources renouvelables, d'un catalyseur, dans au moins une étape a) d'hydrotraitement et/ou au moins une étape b) d'hydroisomérisation, présentant simultanément les propriétés catalytiques propres à la présence de polyoxométallates et les propriétés de réactivité de surface de la matrice oxyde mésostructurée dans laquelle sont piégés lesdits polyoxométallates. II en résulte des propriétés et des interactions innovantes entre lesdits polyoxométallates et le réseau inorganique mésostructuré de ladite matrice. Ces interactions se traduisent par une activité en hydrotraitement et en hydroisomérisation accrue par rapport aux catalyseurs décrits dans l'art antérieur, ceci étant dû en particulier à une meilleure dispersion de la phase active grâce à l'utilisation d'une matrice oxyde mésostructurée dans laquelle sont piégés des polyoxométallates. Ces interactions se traduisent également par une augmentation du rendement en distillats moyens obtenus à l'issu du procédé. Exposé de l'invention L'invention concerne un procédé de production de distillats moyens à partir d'au moins une charge issue de sources renouvelables. One of the advantages of the present invention therefore lies in the implementation, in a method for producing middle distillates from at least one feedstock from renewable sources, of a catalyst, in at least one step a) of hydrotreatment and / or at least one hydroisomerization step b), simultaneously exhibiting the catalytic properties specific to the presence of polyoxometalates and the surface reactivity properties of the mesostructured oxide matrix in which said polyoxometalates are trapped. This results in innovative properties and interactions between said polyoxometalates and the mesostructured inorganic network of said matrix. These interactions result in an increased hydrotreatment and hydroisomerization activity compared to the catalysts described in the prior art, this being due in particular to a better dispersion of the active phase through the use of a mesostructured oxide matrix in which are entrapped polyoxometalates. These interactions also result in an increase in the yield of middle distillates obtained at the end of the process. The invention relates to a process for producing middle distillates from at least one feedstock from renewable sources.
Charqes La charge mise en oeuvre dans le procédé de production de distillats moyens selon l'invention est avantageusement choisie parmi les huiles et les graisses d'origine végétale ou animale, ou des mélanges de telles charges, contenant des triglycérides et/ou des acides gras libres et/ou des esters. Les huiles végétales peuvent avantageusement être brutes ou raffinées, totalement ou en partie, et issues des végétaux choisis parmi le colza, le tournesol, le soja, le palme, le palmiste, l'olive, la noix de coco, le jatropha, pris seuls ou en mélange, cette liste n'étant pas limitative. Les huiles d'algues ou de poissons peuvent également avantageusement être utilisées. Les huiles peuvent également avantageusement être produites à partir d'organismes génétiquement modifiés. Les graisses animales sont avantageusement choisies parmi le lard ou les graisses composées de résidus de l'industrie alimentaire ou issues des industries de la restauration prises seules ou en mélange. Charges The feedstock used in the process for producing middle distillates according to the invention is advantageously chosen from oils and fats of vegetable or animal origin, or mixtures of such fillers, containing triglycerides and / or fatty acids. free and / or esters. The vegetable oils may advantageously be crude or refined, wholly or in part, and derived from plants selected from rapeseed, sunflower, soybean, palm, palm kernel, olive, coconut, jatropha, taken alone. or in a mixture, this list not being limiting. Algae or fish oils can also be advantageously used. The oils can also advantageously be produced from genetically modified organisms. Animal fats are advantageously chosen from lard or fats composed of residues from the food industry or from catering industries taken alone or as a mixture.
Ces charges contiennent essentiellement des structures chimiques de type triglycérides que l'Homme du métier connaît également sous l'appellation tri ester d'acides gras ainsi que des acides gras libres. Un tri ester d'acide gras est ainsi composé de trois chaînes d'acides gras estérifiées à une racine glycérol. Ces chaînes d'acide gras sous forme de tri ester ou sous forme d'acide gras libres, possèdent un nombre d'insaturations par chaîne généralement compris entre 0 et 3 mais qui peut être plus élevé notamment pour les huiles issues d'algues qui présentent généralement un nombre d'insaturations par chaînes de 5 à 6. Les molécules présentes dans les charges issues de sources renouvelables utilisées dans la présente invention présentent donc un nombre d'insaturations, exprimé par molécule de triglycéride, avantageusement compris entre 0 et 18. Dans ces charges, le taux d'insaturation, exprimé en nombre d'insaturations par chaîne grasse hydrocarbonée, est avantageusement compris entre 0 et 6. Les charges issues de sources renouvelables ont un indice d'iode de 0 à 600 s généralement 5 à 200 et une teneur en oxygène de 5 à 20% poids et de préférence 8% poids et 13% poids. Les charges issues de sources renouvelables peuvent avoir des teneurs en azote comprises entre 1 ppm et 500 ppm poids. These fillers essentially contain triglyceride-type chemical structures which are also known to those skilled in the art as tri-ester of fatty acids as well as free fatty acids. A tri-ester of fatty acid is thus composed of three fatty acid chains esterified to a glycerol root. These fatty acid chains in the form of tri-ester or in the form of free fatty acid have a number of unsaturations per chain generally between 0 and 3, but which may be higher, especially for the oils derived from algae which present generally, a number of chain unsaturations of 5 to 6. The molecules present in the feeds from renewable sources used in the present invention therefore have a number of unsaturations, expressed per molecule of triglyceride, advantageously between 0 and 18. In these charges, the unsaturation rate, expressed as the number of unsaturations per hydrocarbon fatty chain, is advantageously between 0 and 6. The charges from renewable sources have an iodine number of from 0 to 600 s, generally from 5 to 200, and an oxygen content of 5 to 20% by weight and preferably 8% by weight and 13% by weight. The charges from renewable sources may have nitrogen contents of between 1 ppm and 500 ppm by weight.
De préférence, ladite charge issue de sources renouvelables utilisée dans le procédé selon l'invention est préalablement prétraitée ou pré-raffinée de façon à éliminer, par un traitement approprié, des contaminants présents naturellement dans les bio-liquides d'origine renouvelable tels que les métaux alcalins, alcalino-terreux, et métaux de transition ainsi que l'azote. Des traitements appropriés peuvent par exemple être des traitements thermiques et/ou chimiques, bien connus de l'Homme du métier du raffinage. De manière préférée, l'étape de prétraitement optionnelle consiste en une pré-hydrogénation douce de ladite charge de façon à hydrogéner les insaturations réactives en présence d'un catalyseur de pré-hydrogénation. Ladite étape de pré-hydrogénation douce opère avantageusement à une température comprise entre 50°C et 400°C et à une pression d'hydrogène comprise entre 0,1 et 10 MPa et de manière préférée, à une température comprise entre 150°C et 200°C. Le catalyseur de pré-hydrogénation comprend avantageusement des métaux du groupe VIII et/ou VIB et de manière préférée, le catalyseur de pré-hydrogénation est un catalyseur à base de palladium, de platine, de nickel, de nickel et de molybdène ou à base de cobalt et de molybdène, dispersé(s) sur un oxyde métallique ou un mélange d'oxydes tels que les supports alumine, silice, titane, zéolithe, etc. Les métaux des catalyseurs utilisés dans ladite étape de pré-hydrogénation douce sont des métaux sulfurés ou des phases métalliques et de préférence des phases métalliques. Preferably, said feedstock from renewable sources used in the process according to the invention is pretreated beforehand or pre-refined so as to eliminate, by appropriate treatment, contaminants naturally present in bio-liquids of renewable origin such as alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals as well as nitrogen. Suitable treatments may for example be heat and / or chemical treatments, which are well known to a person skilled in the art of refining. Preferably, the optional pretreatment step consists of a mild pre-hydrogenation of said feedstock so as to hydrogenate the reactive unsaturations in the presence of a pre-hydrogenation catalyst. Said mild pre-hydrogenation step advantageously operates at a temperature of between 50 ° C. and 400 ° C. and at a hydrogen pressure of between 0.1 and 10 MPa and, preferably, at a temperature of between 150 ° C. and 200 ° C. The pre-hydrogenation catalyst advantageously comprises metals of group VIII and / or VIB and, preferably, the pre-hydrogenation catalyst is a catalyst based on palladium, platinum, nickel, nickel and molybdenum or based on cobalt and molybdenum, dispersed on a metal oxide or a mixture of oxides such as supports alumina, silica, titanium, zeolite, etc. The metals of the catalysts used in said soft pre-hydrogenation step are sulphide metals or metal phases and preferably metal phases.
Plus particulièrement, l'invention porte sur un procédé de production de distillats moyens à partir d'au moins une charge issue de sources renouvelables comprenant au moins une étape d'hydrotraitement et au moins une étape d'hydroisomérisation. Les catalyseurs décrits selon l'invention peuvent être utilisés dans l'étape d'hydrotraitement et/ou dans l'étape d'hydroisomérisation. L'étape d'hydrotraitement permet notamment l'élimination des hétéroatomes (oxygène et azote) présents dans ladite charge et la production d'hydrocarbures paraffiniques. L'étape d'hydroisomérisation de l'effluent paraffinique issu de l'étape d'hydrotraitement permet la production de distillats moyens de propriétés à froid améliorées. Ledit procédé selon l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre en deux étapes ou en une seule étape. Ainsi, l'étape d'hydrotraitement et l'étape d'hydroisomérisation peuvent avantageusement être mises en ceuvre dans deux réacteurs séparés ou dans un seul réacteur. More particularly, the invention relates to a process for producing middle distillates from at least one feedstock derived from renewable sources comprising at least one hydrotreating step and at least one hydroisomerization step. The catalysts described according to the invention can be used in the hydrotreatment step and / or in the hydroisomerization step. The hydrotreating step notably allows the elimination of the heteroatoms (oxygen and nitrogen) present in said feedstock and the production of paraffinic hydrocarbons. The hydroisomerization step of the paraffinic effluent from the hydrotreatment stage allows the production of middle distillates with improved cold properties. Said method according to the invention can advantageously be implemented in two steps or in a single step. Thus, the hydrotreatment step and the hydroisomerization step may advantageously be carried out in two separate reactors or in a single reactor.
Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en deux étapes, l'étape d'hydrotraitement et l'étape d'hydroisomérisation dudit procédé sont mises en ceuvre dans deux réacteurs séparés. Dans ce cas, et dans le cas où l'étape d'hydrotraitement et l'étape d'hydroisomérisation mettent en ceuvre un catalyseur décrit selon l'invention, l'étape d'hydrotraitement met avantageusement en ceuvre un catalyseur comprenant une matrice mésostructurée constituée d'oxyde de silicium et l'étape d'hydroisomérisation met avantageusement en ceuvre un catalyseur comprenant une matrice mésostructurée comprenant un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium. Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en deux étapes, et dans le cas où le catalyseur décrit selon l'invention est mis en ceuvre dans une seule des deux étapes d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation, le catalyseur de l'autre étape est avantageusement un catalyseur classique d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation de l'art antérieur. Le catalyseur classique d'hydrotraitement comprend avantageusement au moins un élément du groupe VIII et/ou au moins un élément du groupe VIB et éventuellement au moins un élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium et un support alumine ou silice alumine. Le catalyseur classique d'hydroisomérisation comprend avantageusement au moins un élément du groupe VIII noble ou non noble et/ou au moins un élément du groupe VIB et éventuellement au moins un élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium et un support choisi parmi l'alumine, la silice alumine et les zéolithes connus de l'Homme du métier. Dans le cas de l'utilisation de métaux nobles, la phase active est sous forme métallique et dans le cas de l'utilisation de métaux non nobles, la phase active est sous forme sulfure. Les catalyseurs d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation peuvent également avantageusement être choisis parmi les catalyseurs d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation décrits dans les brevets FR 2 910 483 et FR 2 932 811. Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en oeuvre en une seule étape, l'étape d'hydrotraitement et l'étape d'hydroisomérisation dudit procédé sont mises en ceuvre dans un seul réacteur. Dans ce cas, lesdites étapes d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation sont mises en ceuvre en présence d'un seul et même catalyseur selon l'invention comprenant une matrice mésostructurée constituée d'oxyde de silicium Lesdites étapes d'hydrotraitement et d'hydroisomérisation sont avantageusement mises en oeuvre en lit fixe. In the preferred case where said process according to the invention is carried out in two steps, the hydrotreatment step and the hydroisomerization step of said process are carried out in two separate reactors. In this case, and in the case where the hydrotreatment step and the hydroisomerization step use a catalyst described according to the invention, the hydrotreatment stage advantageously employs a catalyst comprising a mesostructured matrix consisting of of silicon oxide and the hydroisomerization step advantageously employs a catalyst comprising a mesostructured matrix comprising a mixture of silicon oxide and aluminum oxide. In the preferred case where said process according to the invention is carried out in two stages, and in the case where the catalyst described according to the invention is used in only one of the two stages of hydrotreatment and hydroisomerisation, the The catalyst of the other step is advantageously a conventional hydrotreating and hydroisomerization catalyst of the prior art. The conventional hydrotreatment catalyst advantageously comprises at least one group VIII element and / or at least one group VIB element and optionally at least one doping element chosen from phosphorus, boron and silicon and an alumina or silica alumina support. The conventional hydroisomerization catalyst advantageously comprises at least one element of noble or non-noble group VIII and / or at least one element of group VIB and optionally at least one doping element chosen from phosphorus, boron and silicon and a chosen support among alumina, silica alumina and zeolites known to those skilled in the art. In the case of the use of noble metals, the active phase is in metallic form and in the case of the use of non-noble metals, the active phase is in sulphide form. The hydrotreatment and hydroisomerization catalysts may also advantageously be chosen from the hydrotreatment and hydroisomerization catalysts described in patents FR 2 910 483 and FR 2 932 811. In the preferred case where said process according to the invention is implemented in a single step, the hydrotreating step and the hydroisomerization step of said process are carried out in a single reactor. In this case, said hydrotreatment and hydroisomerization steps are carried out in the presence of a single catalyst according to the invention comprising a mesostructured matrix consisting of silicon oxide. Said hydrotreatment and hydroisomerization stages are advantageously implemented in a fixed bed.
Ledit procédé selon l'invention peut ainsi avantageusement être réalisé industriellement dans un ou plusieurs réacteurs avec un ou plusieurs lits catalytiques identique ou différents, à courant ascendant ou descendant mixte de gaz et de liquide et de manière préférée en courant descendant. Said process according to the invention can thus advantageously be carried out industrially in one or more reactors with one or more identical or different catalytic beds, with a combined upward or downward flow of gas and liquid and preferably downflow.
Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en une seule étape, ledit procédé opère avantageusement à une température comprise entre 250°C et 400°C, et de préférence entre 300°C et 430°C, à une pression totale comprise entre 3 et 9 MPa et de préférence entre 5 et 9 MPa, à une vitesse spatiale horaire comprise entre 0,1 et 5 h"' et de préférence entre 0,3 et 3 h"' et en présence d'une quantité totale d'hydrogène mélangée à la charge telle que le ratio hydrogène/charge est compris entre 100 et 2000 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge et de préférence entre 300 et 1500 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge. In the preferred case where said process according to the invention is carried out in a single step, said process advantageously operates at a temperature of between 250 ° C. and 400 ° C., and preferably between 300 ° C. and 430 ° C., at a total pressure of between 3 and 9 MPa and preferably between 5 and 9 MPa, at a space velocity of between 0.1 and 5 h and preferably between 0.3 and 3 h and in the presence of a total amount of hydrogen mixed with the feed such that the hydrogen / feed ratio is between 100 and 2000 Nm3 of hydrogen / m3 of feedstock and preferably between 300 and 1500 Nm3 of hydrogen / m3 of feedstock.
Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en deux étapes, l'étape d'hydrotraitement opère avantageusement à une température comprise entre 120°C et 350°C, et de préférence entre 150°C et 330°C, à une pression totale comprise entre 3 et 9 MPa et de préférence entre 4 et 8 MPa, à une vitesse spatiale horaire comprise entre 0,1 et 5 h-' et de préférence entre 0,3 et 3 h"' et en présence d'une quantité totale d'hydrogène mélangée à la charge telle que le ratio hydrogène/charge est compris entre 100 et 2000 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge et de préférence entre 300 et 1500 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge. In the preferred case where said process according to the invention is carried out in two steps, the hydrotreatment step advantageously operates at a temperature of between 120 ° C. and 350 ° C., and preferably between 150 ° C. and 330 ° C. C, at a total pressure of between 3 and 9 MPa and preferably between 4 and 8 MPa, at a space velocity of between 0.1 and 5 hours and preferably between 0.3 and 3 hours. presence of a total amount of hydrogen mixed with the feed such that the hydrogen / feed ratio is between 100 and 2000 Nm3 of hydrogen / m3 of feedstock and preferably between 300 and 1500 Nm3 of hydrogen / m3 feedstock.
Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en deux étapes, l'étape d'hydroisomérisation opère avantageusement à une température comprise entre 250°C et 400°C, et de préférence entre 300°C et 430°C, à une pression totale comprise entre 3 et 9 MPa et de préférence entre 5 et 9 MPa, à une vitesse spatiale horaire comprise entre 0,1 et 5 h"' et de préférence entre 0,3 et 3 h"' et en présence d'une quantité totale d'hydrogène mélangée à la charge telle que le ratio hydrogène/charge est compris entre 100 et 2000 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge et de préférence entre 300 et 1500 Nm3 d'hydrogène/m3 de charge. In the preferred case where said process according to the invention is carried out in two stages, the hydroisomerization step advantageously operates at a temperature of between 250 ° C. and 400 ° C., and preferably between 300 ° C. and 430 ° C. C, at a total pressure of between 3 and 9 MPa and preferably between 5 and 9 MPa, at a space velocity of between 0.1 and 5 hours and preferably between 0.3 and 3 hours. presence of a total amount of hydrogen mixed with the feed such that the hydrogen / feed ratio is between 100 and 2000 Nm3 of hydrogen / m3 of feedstock and preferably between 300 and 1500 Nm3 of hydrogen / m3 feedstock.
Dans le cas préféré où ledit procédé selon l'invention est mis en ceuvre en deux étapes, au moins une étape de séparation et de préférence une étape de séparation gaz/liquide et une étape de séparation de l'eau et d'au moins une base hydrocarbonée liquide est avantageusement mise en oeuvre entre l'étape d'hydrotraitement et l'étape d'hydroisomérisation du procédé selon l'invention. L'effluent issu de l'étape d'hydrotraitement subit donc de préférence une étape de séparation gaz/liquide suivie d'une étape de séparation d'au moins une partie de l'eau et d'au moins une base hydrocarbonée liquide, lesdites étapes pouvant être mises en ceuvre dans un ordre indifférent l'une par rapport à l'autre. L'étape de séparation gaz/liquide de l'effluent issu de l'étape d'hydrotraitement permet de séparer les gaz du liquide, et de préférence de récupérer les gaz riches en hydrogène contenant également des gaz tels que le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO2), et le sulfure de dihydrogène (H2S) et le propane et au moins un effluent liquide. Lesdits gaz récupérés peuvent avantageusement être également purifiés par des méthodes connues de l'Homme du métier telles que la méthanation pour la transformation du CO en CO2 et le lavage aux amines pour l'élimination du CO2. In the preferred case where said process according to the invention is implemented in two steps, at least one separation step and preferably a gas / liquid separation step and a step of separation of the water and at least one Liquid hydrocarbon base is advantageously used between the hydrotreating step and the hydroisomerization step of the process according to the invention. The effluent from the hydrotreatment stage therefore preferably undergoes a gas / liquid separation step followed by a step of separation of at least a portion of the water and at least one liquid hydrocarbon base, said steps that can be implemented in an indifferent order with respect to each other. The gas / liquid separation step of the effluent resulting from the hydrotreatment step makes it possible to separate the gases from the liquid, and preferably to recover the hydrogen-rich gases that also contain gases such as carbon monoxide (CO ), carbon dioxide (CO2), and hydrogen sulfide (H2S) and propane and at least one liquid effluent. Said recovered gases can advantageously also be purified by methods known to those skilled in the art such as methanation for the conversion of CO to CO2 and washing with amines for the removal of CO2.
De préférence, l'effluent liquide issu de ladite séparation gaz/liquide subit ensuite une séparation d'au moins une partie et de préférence la totalité de l'eau formée, et d'au moins un effluent hydrocarboné liquide, l'eau étant produite lors des réactions d'hydrodésoxygénation ayant lieu dans l'étape d'hydrotraitement. Ladite étape permet de séparer l'eau de l'effluent hydrocarboné liquide. L'élimination de l'eau peut être réalisée par toutes les méthodes et techniques connues de l'Homme du métier, telles que par exemple par séchage, passage sur un dessicant, flash, extraction par solvant, distillation et décantation ou par association d'au moins deux de ces méthodes. Une étape de purification finale des différents polluants présents dans ledit effluent hydrocarboné liquide peut avantageusement être mise en ceuvre par des méthodes connues de l'Homme du métier telles que par exemple par strippage à la vapeur ou à l'azote ou par coalescence et/ou masse de captation. L'effluent hydrocarboné liquide issu de l'étape de séparation d'au moins une partie de l'eau ou de préférence de ladite étape de purification finale contient généralement des composés organiques azotés résiduels non éliminés lors des réactions d'hydrodésoxygénation du procédé selon l'invention. Lesdits composés organiques azotés résiduels sont des inhibiteurs des catalyseurs d'hydroisomérisation, ils doivent donc être éliminés dudit effluent hydrocarboné liquide avant son passage dans l'étape d'hydroisomérisation. Ainsi, une étape d'élimination des composés azotés de ladite base hydrocarbonée liquide obtenue peut avantageusement être mise en oeuvre entre l'étape d'hydrotraitement selon l'invention et l'étape d'hydroisomérisation, de préférence, après ladite étape de séparation d'au moins une partie de l'eau et de manière préférée après ladite étape de purification finale. Ladite étape d'élimination des composés azotés résiduels peut avantageusement être réalisée par toutes les techniques connues de l'Homme de métier, telles que par exemple l'utilisation de masses de captation. Nous entendons par masse de captation les alumines activées ou non, les aluminosilicates mésoporeux, les zéolithes, les charbons actifs, et les résines échangeuses d'ions. De préférence, l'étape d'élimination des composés organiques azotés est mise en ceuvre sur une résine échangeuse d'ions. Preferably, the liquid effluent resulting from said gas / liquid separation then undergoes a separation of at least a portion and preferably all of the water formed, and at least one liquid hydrocarbon effluent, the water being produced during the hydrodeoxygenation reactions taking place in the hydrotreating step. Said step makes it possible to separate the water from the liquid hydrocarbon effluent. The removal of water can be carried out by any method and technique known to those skilled in the art, such as, for example, by drying, drying on a desiccant, flash, extraction by solvent, distillation and decantation or by combination of at least two of these methods. A final purification step of the various pollutants present in said liquid hydrocarbon effluent can advantageously be implemented by methods known to those skilled in the art such as, for example, by stripping with steam or with nitrogen or by coalescence and / or capture mass. The liquid hydrocarbon effluent resulting from the step of separating at least part of the water or preferably from said final purification stage generally contains residual organic nitrogen compounds that are not removed during the hydrodeoxygenation reactions of the process according to the invention. 'invention. The said residual nitrogenous organic compounds are inhibitors of the hydroisomerization catalysts, they must therefore be removed from the said liquid hydrocarbon effluent before it passes into the hydroisomerisation stage. Thus, a step of removing nitrogen compounds from said obtained liquid hydrocarbon base can advantageously be carried out between the hydrotreatment step according to the invention and the hydroisomerization step, preferably after said step of separating the water. at least a portion of the water and preferably after said final purification step. Said step of eliminating the residual nitrogen compounds can advantageously be carried out by all the techniques known to those skilled in the art, such as for example the use of capture masses. By capture mass we mean the activated or non-activated aluminas, the mesoporous aluminosilicates, the zeolites, the activated carbons, and the ion exchange resins. Preferably, the step of removing the nitrogenous organic compounds is carried out on an ion exchange resin.
Selon l'invention, l'effluent issu de l'étape d'hydrotraitement, éventuellement séparé et/ou purifié dans le cas où ledit procédé est mis en oeuvre en deux étapes, subit ensuite une étape d'hydroisomérisation, ladite étape d'hydroisomérisation pouvant être mise en oeuvre en présence d'un catalyseur selon l'invention décrit ci-dessous. L'effluent issu de l'étape d'hydroisomérisation est ensuite avantageusement soumis au moins en partie, et de préférence en totalité, à une ou plusieurs séparations. Le but de ladite(lesdites) étape(s) est de séparer les gaz du liquide, et notamment, de récupérer les gaz riches en hydrogène pouvant contenir également des gaz légers tels que la coupe C, - C4 et au moins une coupe gazole et une coupe naphta. La valorisation de la coupe naphta n'est pas l'objet de la présente invention, mais cette coupe peut avantageusement être envoyée dans une unité de vapocraquage ou de reformage catalytique. According to the invention, the effluent from the hydrotreatment step, optionally separated and / or purified in the case where said process is carried out in two stages, then undergoes a hydroisomerization step, said hydroisomerization step which can be carried out in the presence of a catalyst according to the invention described below. The effluent from the hydroisomerization step is then advantageously subjected at least in part, and preferably in all, to one or more separations. The purpose of said step (s) is to separate the gases from the liquid, and in particular to recover the hydrogen-rich gases that may also contain light gases such as the C 1 -C 4 cut and at least one gas oil cut. a naphtha cut. The recovery of the naphtha fraction is not the subject of the present invention, but this section can advantageously be sent to a steam cracking or catalytic reforming unit.
II est bien connu de l'Homme du métier que les réactions d'hydrotraitement de charges issues de sources renouvelables sont très exothermiques. Elles s'accompagnent du dégagement d'une importante quantité de chaleur. II en résulte une forte augmentation de la température du milieu réactionnel qui peut entraîner des effets indésirables. Par ailleurs, la température a un effet d'augmentation de la vitesse de la réaction qui va alors dégager encore plus de chaleur. Ce type de phénomène auto-entretenu doit impérativement être contrôlé sous peine de le voir diverger vers des températures très élevées pouvant atteindre des niveaux supérieurs aux points de fusion des matériaux du réacteur. Sans aller jusqu'à cette extrémité, les températures élevées favorisent les réactions de craquage formant des hydrocarbures légers (méthane, éthane) difficilement valorisables et diminuent d'autant la quantité de bases carburants gazole et kérosène produites. D'une façon générale, il apparaît indispensable de contrôler l'augmentation de la température liée à la mise en ceuvre des réactions exothermiques visées par l'invention tant pour des raisons de sécurité que de rendement global du procédé. Pour cela, différentes techniques bien connues de l'Homme du métier sont envisageables comme par exemple la méthode d'injection étagée de la charge décrite dans la demande de brevet WO2008/058664. It is well known to those skilled in the art that the hydrotreatment reactions of charges from renewable sources are very exothermic. They are accompanied by the release of a large amount of heat. This results in a large increase in the temperature of the reaction medium which may cause undesirable effects. Moreover, the temperature has an effect of increasing the speed of the reaction which will then release even more heat. This type of self-maintained phenomenon must be controlled under pain of seeing it diverge to very high temperatures that may reach levels higher than the melting points of the reactor materials. Without going to this end, the high temperatures favor the cracking reactions forming light hydrocarbons (methane, ethane) difficult to recover and reduce the amount of gasoline and kerosene fuel bases produced. In general, it appears essential to control the increase in the temperature associated with the implementation of the exothermic reactions targeted by the invention both for reasons of safety and overall efficiency of the process. For this, various techniques well known to those skilled in the art are conceivable, such as the staged injection method of the load described in the patent application WO2008 / 058664.
Selon l'invention, ladite étape d'hydrotraitement et/ou ladite étape d'hydroisomérisation mettent en oeuvre un catalyseur comprenant sous sa forme oxyde, c'est à dire avant d'avoir subi une étape de sulfuration générant la phase active sulfure, au moins un métal du groupe VIB et/ou au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique, pris seuls ou en mélange, lesdits métaux étant présents sous forme d'au moins un polyoxométallate de formule (HhXXMmOy)p- explicitée ci-dessus, lesdits polyoxométallates étant présents au sein d'une matrice oxyde mésostructurée. Plus précisément, lesdits polyoxométallates présents au sein de ladite matrice sont piégés dans les parois de ladite matrice. Lesdits polyoxométallates ne sont donc pas simplement déposés par exemple par imprégnation à la surface des pores de ladite matrice mais sont localisés au sein même des parois de ladite matrice. La localisation particulière desdits polyoxométallates au sein même des parois de ladite matrice oxyde mésostructurée permet une meilleure interaction entre ladite matrice servant de support et la phase active et/ou ses précurseurs oxydes comprenant lesdits polyoxométallates. Il en résulte également une amélioration du maintien des propriétés texturales et structurales des matrices oxydes mésostructurées, une amélioration du maintien de la structure dudit polyoxométallate et de préférence dudit hétéropolyanion après post-traitement du solide final, ainsi qu'une amélioration de la dispersion, de la résistance thermique et de la résistance chimique dudit polyoxométallate. According to the invention, said hydrotreatment step and / or said hydroisomerization step use a catalyst comprising in its oxide form, that is to say before having undergone a sulphurization step generating the active sulphide phase, at at least one Group VIB metal and / or at least one Group VIII metal of the Periodic Table, taken alone or as a mixture, said metals being present in the form of at least one polyoxometalate of formula (HhXXMmOy) p- explained above said polyoxometalates being present within a mesostructured oxide matrix. More specifically, said polyoxometalates present within said matrix are trapped in the walls of said matrix. Said polyoxometalates are therefore not simply deposited for example by impregnation on the surface of the pores of said matrix but are located within the walls of said matrix. The particular localization of said polyoxometalates within the walls of said mesostructured oxide matrix allows a better interaction between said support matrix and the active phase and / or its precursor oxides comprising said polyoxometalates. This also results in an improvement in the maintenance of the textural and structural properties of the mesostructured oxide matrices, an improvement in the maintenance of the structure of said polyoxometalate and preferably in said heteropolyanion after post-treatment of the final solid, as well as an improvement in the dispersion, the thermal resistance and the chemical resistance of said polyoxometalate.
Par abus de langage et dans toute la suite du texte, nous définissons les polyoxométallates utilisés selon l'invention, comme étant les composés répondant à la formule (HhXXMmOy)4" dans laquelle X est un élément choisi parmi le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), ledit élément étant pris seul, M est un ou plusieurs élément(s) choisi(s) parmi le molybdène (Mo), le tungstène (W), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), 0 étant l'oxygène, h étant un entier compris entre 0 et 12, x étant un entier compris entre 0 et 4, m étant un entier égal à 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 18, y étant un entier compris entre 17 et 72 et q étant un entier compris entre 1 et 20. De préférence l'élément M ne peut pas être un atome de nickel ou un atome de cobalt seul. By abuse of language and throughout the rest of the text, we define the polyoxometalates used according to the invention, as being the compounds corresponding to the formula (HhXXMmOy) 4 "in which X is a member selected from phosphorus (P), silicon (Si), boron (B), nickel (Ni) and cobalt (Co), said element being taken alone, M is one or more element (s) chosen from molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and cobalt (Co), where 0 is oxygen, h being an integer between 0 and 12, x being an integer between 0 and 4, m being an integer equal to 5 , 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 and 18, where y is an integer from 17 to 72 and q is an integer from 1 to 20. Preferably the element M can not be an atom of nickel or a cobalt atom alone.
Les polyoxométallates définis selon l'invention englobent deux familles de composés, les isopolyanions et les hétéropolyanions. Ces deux familles de composés sont définies dans l'article Heteropoly and Isopoly Oxométallates, Pope, Ed Springer-Verlag, 1983. Les isopolyanions qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont des polyoxométallates de formule générale (HhXXM,0y)q" dans laquelle x = 0, les autres éléments ayant la signification précitée. De préférence, les m atomes M desdits isopolyanions sont soit uniquement des atomes de molybdène, soit uniquement des atomes de tungstène, soit un mélange d'atomes de molybdène et de cobalt, soit un mélange d'atomes de molybdène et de nickel, soit un mélange d'atomes de tungstène et de cobalt, soit un mélange d'atomes de tungstène et de nickel. Parmi les m atomes M desdits isopolyanions, les éléments du groupe VIII se substituent partiellement aux éléments du groupe VIB. En particulier, dans le cas où les m atomes M sont soit un mélange d'atomes de molybdène et de cobalt, soit un mélange de molybdène et de nickel, soit un mélange d'atomes de tungstène et de cobalt, soit un mélange d'atomes de tungstène et de nickel, les atomes de cobalt et de nickel se substituent partiellement aux atomes de molybdène et de tungstène. Les m atomes M desdits isopolyanions peuvent également avantageusement être soit un mélange d'atomes de nickel, de molybdène et de tungstène soit un mélange d'atomes de cobalt, de molybdène et de tungstène. De préférence, dans le cas où l'élément M est le Molybdène (Mo), m est égal à 7. De même, de préférence, dans le cas où l'élément M est le tungstène (W), m est égal à 12. Les isopolyanions Mo,O246- et H2W12O406" sont avantageusement utilisés comme précurseurs de phase active dans le cadre de l'invention et de préférence, un isopolyanion très préféré utilisé comme précurseur de phase active du catalyseur mis en ceuvre dans l'étape d'hydrotraitement et/ou l'étape d'hydroisomérisation du procédé selon l'invention est l'isopolyanion de formule H2W12O406 Lesdits isopolyanions se forment avantageusement par réaction des oxoanions de type MO42" entre eux. Par exemple, les composés molybdiques sont bien connus pour ce genre de réactions, puisque selon le pH, le composé molybdique en solution peut se présenter sous la forme Mo042" ou sous la forme d'un isopolyanion de formule Mo70246- qui est obtenu selon la réaction : 7 Mo042- + 8 H+ --> Mo,0246- + 4 H2O. Dans le cas des isopolyanions dans lesquels M est un atome de tungstène, l'acidification potentielle du milieu réactionnel, en provoquant la formation de tungstates W042 peut conduire à générer l'a-métatungstate, 12 fois condensé selon la réaction suivante : 12 W042" + 18 H+ -> H2W120406_ + 8 H2O. Les hétéropolyanions qui peuvent être utilisés dans la présente invention sont des polyoxométallates de formule (HhXXMn,Oy)q" dans laquelle x = 1, 2, 3 ou 4, les autres éléments ayant la signification précitée. The polyoxometalates defined according to the invention include two families of compounds, isopolyanions and heteropolyanions. These two families of compounds are defined in the article Heteropoly and Isopoly Oxometallates, Pope, Ed Springer-Verlag, 1983. The isopolyanions which can be used in the present invention are polyoxometalates of general formula (HhXXM, Oy) q "in which x = 0, the other elements having the abovementioned meaning Preferably the m atoms M of said isopolyanions are either only molybdenum atoms, or only tungsten atoms, or a mixture of molybdenum and cobalt atoms, or one a mixture of atoms of molybdenum and nickel, a mixture of tungsten and cobalt atoms, or a mixture of tungsten and nickel atoms, of the m atoms M of said isopolyanions, the group VIII elements are partially substituted to the elements of group VIB, in particular, in the case where the m atoms M are either a mixture of molybdenum and cobalt atoms, or a mixture of molybdenum and nickel, or a m lange atoms of tungsten and cobalt, or a mixture of tungsten atoms and nickel atoms of cobalt and nickel is partially substituted for atoms of molybdenum and tungsten. The m atoms M of said isopolyanions may also advantageously be either a mixture of nickel, molybdenum and tungsten atoms, or a mixture of cobalt, molybdenum and tungsten atoms. Preferably, in the case where the element M is molybdenum (Mo), m is equal to 7. Similarly, in the case where the element M is tungsten (W), m is equal to 12 The isopolyanions Mo, O246- and H2W12O406 "are advantageously used as active phase precursors in the context of the invention and preferably a very preferred isopolyanion used as active phase precursor of the catalyst employed in the step of hydrotreatment and / or the hydroisomerization step of the process according to the invention is the isopolyanion of formula H2W12O406 Said isopolyanions are advantageously formed by reaction of oxoanions of MO42 - type with each other. For example, the molybdic compounds are well known for this kind of reactions, since depending on the pH, the molybdic compound in solution can be in the form MoO42 "or in the form of an isopolyanion of formula Mo70246- which is obtained according to reaction: 7 MoO42- + 8H + -> Mo, 0246- + 4H2O In the case of isopolyanions in which M is a tungsten atom, the potential acidification of the reaction medium, causing the formation of tungstates W042 can lead to to generate the α-metatungstate, 12 times condensed according to the following reaction: 12 W042 "+ 18 H + -> H2W120406_ + 8 H2O. The heteropolyanions which may be used in the present invention are polyoxometalates of the formula (HhXXMn, Oy) q "in which x = 1, 2, 3 or 4, the other elements having the above-mentioned meaning.
Les hétéropolyanions présentent généralement une structure dans laquelle l'élément X est l'atome "central" et l'élément M est un atome métallique pratiquement systématiquement en coordination octaédrique avec X M. De préférence, les m atomes M sont soit uniquement des atomes de molybdène, soit uniquement des atomes de tungstène, soit un mélange d'atomes de molybdène et de cobalt, soit un mélange de molybdène et de nickel, soit un mélange d'atomes de tungstène et de molybdène, soit un mélange d'atomes de tungstène et de cobalt, soit un mélange d'atomes de tungstène et de nickel. De manière préférée, les m atomes M sont soit uniquement des atomes de molybdène, soit un mélange d'atomes de molybdène et de cobalt, soit un mélange de molybdène et de nickel. De préférence, les m atomes M ne peuvent pas être uniquement des atomes de nickel, ni uniquement des atomes de cobalt. Parmi les m atomes M desdits hétéropolyanions, les éléments du groupe VIII se substituent partiellement aux éléments du groupe VIB. En particulier, dans le cas où les m atomes M sont soit un mélange d'atomes de molybdène et de cobalt, soit un mélange de molybdène et de nickel, soit un mélange d'atomes de tungstène et de cobalt, soit un mélange d'atomes de tungstène et de nickel, les atomes de cobalt et de nickel se substituent partiellement aux atomes de molybdène et de tungstène et de manière préférée aux atomes de molybdène. De préférence, l'élément X est au moins un atome de phosphore. The heteropolyanions generally have a structure in which the element X is the "central" atom and the element M is a metal atom that is practically systematically in octahedral coordination with X. Preferably, the m atoms M are either only atoms of Molybdenum, either only tungsten atoms, or a mixture of molybdenum and cobalt atoms, or a mixture of molybdenum and nickel, or a mixture of tungsten and molybdenum atoms, or a mixture of tungsten atoms and cobalt, a mixture of tungsten atoms and nickel. Preferably, the m atoms M are either only molybdenum atoms, or a mixture of molybdenum and cobalt atoms, or a mixture of molybdenum and nickel. Preferably, the m atoms M can not be only nickel atoms, or only cobalt atoms. Among the m atoms M of said heteropolyanions, the elements of group VIII partially replace the elements of group VIB. In particular, in the case where the m atoms M are either a mixture of molybdenum and cobalt atoms, or a mixture of molybdenum and nickel, or a mixture of tungsten and cobalt atoms, or a mixture of At the tungsten and nickel atoms, the cobalt and nickel atoms partially substitute for the molybdenum and tungsten atoms and preferably for the molybdenum atoms. Preferably, the element X is at least one phosphorus atom.
Les hétéropolyanions sont avantageusement obtenus par polycondensation d'oxoanions de type M042" dans le cas où M est un atome de molybdène ou de tungstène autour d'un ou plusieurs oxoanion(s) de type X04q" dans lequel la charge q est dictée par la règle de l'octet et la position de l'élément X dans la classification périodique. Il y a alors élimination de molécules d'eau et création de ponts oxo entre les atomes. Ces réactions de condensation sont régies par différents facteurs expérimentaux comme le pH, la concentration des espèces en solution, la nature du solvant, et le rapport m/x étant le rapport du nombre d'atomes d'élément M sur le nombre d'atomes d'élément X. The heteropolyanions are advantageously obtained by polycondensation of oxoanions of M042 - type in the case where M is a molybdenum or tungsten atom around one or more oxoanion (s) of the type X04q "in which the charge q is dictated by the byte rule and the position of the X element in the periodic table. There is then elimination of water molecules and creation of oxo bridges between the atoms. These condensation reactions are governed by various experimental factors such as pH, the concentration of species in solution, the nature of the solvent, and the ratio m / x being the ratio of the number of atoms of element M to the number of atoms. of element X.
Les hétéropolyanions sont des espèces polyoxométallates chargées négativement. Pour compenser ces charges négatives, il est nécessaire d'introduire des contre-ions et plus particulièrement des cations. Ces cations peuvent avantageusement être des protons H+, ou tout autre cation de type NH4+ ou des cations métalliques et en particulier des cations métalliques de métaux du groupe VIII. Dans le cas où les contre-ions sont des protons, la structure moléculaire comprenant l'hétéropolyanion et au moins un proton constitue un hétéropolyacide. Les hétéropolyacides qui peuvent être utilisés comme précurseurs de phase active dans la présente invention peuvent être à titre d'exemple l'acide phosphomolybdique (3H+, PMo12O403") ou encore l'acide phosphotungstique (3H+, PW12O403 )- Dans le cas où les contre-ions ne sont pas des protons, on parle alors de sel d'hétéropolyanion pour désigner cette structure moléculaire. On peut alors avantageusement tirer profit de l'association au sein de la même structure moléculaire, via l'emploi d'un sel d'hétéropolyanion, du métal M et de son promoteur, c'est à dire de l'élément cobalt et/ou de l'élément nickel qui peut soit être en position X au sein de la structure de l'hétéropolyanion, soit en substitution partielle d'au moins un atome M de molybdène et/ou de tungstène au sein de la structure de l'hétéropolyanion soit en position de contre-ion. Heteropolyanions are negatively charged polyoxometallate species. To compensate for these negative charges, it is necessary to introduce counter ions and more particularly cations. These cations may advantageously be H + protons, or any other cation of NH 4 + type or metal cations and in particular metal cations of Group VIII metals. In the case where the counterions are protons, the molecular structure comprising the heteropolyanion and at least one proton constitutes a heteropolyacid. The heteropolyacids which can be used as active phase precursors in the present invention may be, for example, phosphomolybdic acid (3H +, PMo12O403 ") or phosphotungstic acid (3H +, PW12O403) - in the case where the -ions are not protons, one speaks then of heteropolyanion salt to designate this molecular structure, one can then advantageously profit from the association within the same molecular structure, via the use of a salt of heteropolyanion, of the metal M and its promoter, that is to say of the cobalt element and / or of the nickel element which can either be in position X within the structure of the heteropolyanion, or in partial substitution of at least one M molybdenum and / or tungsten atom within the structure of the heteropolyanion is in a counter-ion position.
De préférence, les polyoxométallates utilisés selon l'invention, sont les composés répondant à la formule (HhXXMrr,0y)q- dans laquelle X est un élément choisi parmi le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), ledit élément étant pris seul, M est un ou plusieurs élément(s) choisi(s) parmi le molybdène (Mo), le tungstène (W), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), O étant l'oxygène, h étant un entier compris entre 0 et 6, x étant un entier pouvant être égal à 0, 1 ou 2, m étant un entier égal à 5, 6, 7, 9, 10, 11 et 12, y étant un entier compris entre 17 et 48 et q étant un entier compris entre 3 et 12. De manière plus préférée, les polyoxométallates utilisés selon l'invention, sont les composés répondant à la formule (HhXXMn,Oy)q" dans laquelle h étant un entier égal à 0, 1, 2, 4 ou 6, x étant un entier égal à 0, 1 ou 2, m étant un entier égal à 5, 6, 10, 11 ou 12, y étant un entier égal à 23, 24, 38, 39 ou 40 et q étant un entier égal à 3, 4, 6 et 7, X, M et O ayant la signification précitée. Les polyoxométallates préférés utilisés selon l'invention sont avantageusement choisis parmi les polyoxométallates de formule H2W12O406 , PM012O403 PW12O403 , HPNiMo'0406-, P2Mo5O236-, NiMo6O24H64" et Ni2Mo10O38H48-, pris seuls ou en mélange. Des polyoxométallates préférés qui peuvent avantageusement être utilisés comme précurseurs de phase active du catalyseur mis en oeuvre dans l'étape d'hydrotraitement et/ou l'étape d'hydroisomérisation du procédé selon l'invention sont les hétéropolyanions dits d'Anderson de formule générale XM6O24a- pour lesquels le rapport m/x est égal à 6 et dans laquelle les éléments X et M et la charge q ont la signification précitée. L'éléments X est donc un élément choisi parmi le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), ledit élément étant pris seul, M est un ou plusieurs élément(s) choisi(s) parmi le molybdène (Mo), le tungstène (W), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), et q est un entier compris entre 1 et 20 et de préférence compris entre 3 et 12. Preferably, the polyoxometalates used according to the invention are the compounds corresponding to the formula (HhXXMrr, Oy) q- in which X is an element chosen from phosphorus (P), silicon (Si) and boron (B). , nickel (Ni) and cobalt (Co), said element being taken alone, M is one or more element (s) chosen from molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and cobalt (Co) where O is oxygen, h being an integer from 0 to 6, where x is an integer possibly equal to 0, 1 or 2, m being an integer equal to 5, 6, 7, 9 , 10, 11 and 12, y being an integer between 17 and 48 and q being an integer of 3 to 12. More preferably, the polyoxometalates used according to the invention are the compounds corresponding to the formula (HhXXMn, Wherein h is an integer of 0, 1, 2, 4 or 6, where x is an integer of 0, 1 or 2, m being an integer of 5, 6, 10, 11 or 12, y being an integer equal to 23, 24, 38, 39 or 40 and q being an integer equal to 3, 4, 6 and 7, X, M and O having the above meaning. The preferred polyoxometalates used according to the invention are advantageously chosen from polyoxometalates of formula H 2 W 12 O 406, PMO 12 O 40 3 PW 12 O 40 3, HP NiMo 4 O 406-, P2Mo 5 O 2 36 -, NiMo 6 O 24 H 6 O - and Ni 2 MoO 10 O 38 H 48 -, taken alone or as a mixture of preferred polyoxometalates which can advantageously be used as active phase precursors of the catalyst used in the hydrotreating step and / or the hydroisomerization step of the process according to the invention are so-called Anderson heteropolyanions of general formula XM6O24a- for which the ratio m / x is equal to 6 and in which the elements X and M and the charge q have the abovementioned meaning, the element X is therefore an element chosen from phosphorus (P), silicon (Si), boron (B), nickel (Ni) and cobalt (Co), said element being taken alone, M is one or more element (s) chosen from molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and cobalt (Co), and q is a integer between 1 and 20 and preferably between 3 and 12.
La structure particulière desdits hétéropolyanions dits d'Anderson est décrite dans l'article Nature, 1937, 150, 850. La structure desdits hétéropolyanions dits d'Anderson comprend 7 octaèdres situés dans un même plan et reliés entre eux par les arêtes : sur les 7 octaèdres, 6 octaèdres entourent l'octaèdre central contenant l'élément X. Les hétéropolyanions d'Anderson contenant au sein de leur structure du cobalt et du molybdène ou du nickel et du molybdène sont préférés. Les hétéropolyanions d'Anderson de formule CoMo6O24H63- et NiMo6O24H64" sont particulièrement préférés. Conformément à la formule, dans ces hétéropolyanions d'Anderson, les atomes de cobalt et de nickel sont respectivement les hétéroéléments X de la structure. The particular structure of said so-called Anderson heteropolyanions is described in the article Nature, 1937, 150, 850. The structure of said so-called Anderson heteropolyanions comprises 7 octahedra located in the same plane and interconnected by the edges: of the 7 octahedra, 6 octahedra surround the central octahedra containing the element X. Anderson heteropolyanions containing within their structure cobalt and molybdenum or nickel and molybdenum are preferred. Anderson heteropolyanions of the formula CoMo6O24H63- and NiMo6O24H64- are particularly preferred In accordance with the formula, in these Anderson heteropolyanions, the cobalt and nickel atoms are respectively the heteroelements X of the structure.
En effet, lesdits hétéropolyanions combinent dans la même structure le molybdène et le cobalt ou le molybdène et le nickel. En particulier, ceux-ci permettent, lorsqu'ils sont sous forme de sels de cobalt ou de sels de nickel, d'atteindre un rapport atomique dudit promoteur sur le métal M et en particulier un rapport atomique (Co et/ou Ni)/Mo compris entre 0,4 et 0,6. Ce rapport dudit promoteur (Co et/ou Ni)/Mo compris entre 0,4 et 0,6 est particulièrement préféré pour maximiser les performances des catalyseurs d'hydrotraitement et en particulier d'hydrodésulfuration mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention. s Dans le cas où l'hétéropolyanion d'Anderson contient au sein de sa structure du cobalt et du molybdène, un mélange des deux formes monomérique de formule CoMo6O24H63" et dimèrique de formule Co2MoI0038H46" dudit hétéropolyanion, les deux formes étant en équilibre, peut avantageusement être utilisé. Dans le cas où l'hétéropolyanion d'Anderson contient au sein de sa structure du cobalt et du molybdène, ledit hétéropolyanion d'Anderson est de manière préférée dimérique de formule Co2MoI0038H46". Dans le cas où l'hétéropolyanion d'Anderson contient au sein de sa structure du nickel et du molybdène, un mélange des deux formes monomérique de formule NiMo6O24H64" et dimèrique de formule Ni2Mo10038H48" dudit hétéropolyanion, les deux formes étant en équilibre, peut avantageusement être utilisé. Dans le cas où l'hétéropolyanion d'Anderson contient au sein de sa structure du nickel et du molybdène, ledit hétéropolyanion d'Anderson est de manière préférée monomérique de formule NiMo6O24H64 Des sels d'hétéropolyanions d'Anderson peuvent également être avantageusement utilisés comme précurseurs de phase active selon l'invention. Lesdits sels d'hétéropolyanions d'Anderson sont avantageusement choisis parmi les sels de cobalt ou de nickel de l'ion monomérique 6-molybdocobaltate respectivement de formule CoMo6O24H63-, 3/2Co2+ ou COMo6O24H63", 3/2Ni2+ présentant un rapport atomique dudit promoteur (Co et/ou Ni)/Mo de 0,41, les sels de cobalt ou de nickel de l'ion dimérique decamolybdocobaltate de formule Co2Mo10O38H46-, 3Co2+ ou Co2MoI0038H46-, 3Ni2+ présentant un rapport atomique dudit promoteur (Co et/ou Ni)/Mo de 0,5, les sels de cobalt ou de nickel de l'ion 6-molybdonickellate de formule NiMo6O24H64 2Co2+ ou NiMo6O24H64 2Ni2+ présentant un rapport atomique dudit promoteur (Co et/ou Ni)/Mo de 0,5, et les sels de cobalt ou de nickel de l'ion dimérique decamolybdonickellate de formule Ni2MoI0038H48", 4Co2+ ou Ni2Mo,0038H48-, 4Ni2+ présentant un rapport atomique dudit promoteur (Co et/ou Ni)/Mo de 0,6. Les hétéropolyanions d'Anderson très préférés utilisés dans l'invention sont les hétéropolyanions d'Anderson contenant au sein de leur structure du nickel et du molybdène de formule MM06O24H64" et Ni2Mo10O38H48" seuls ou en mélange. Indeed, said heteropolyanions combine in the same structure molybdenum and cobalt or molybdenum and nickel. In particular, these allow, when they are in the form of cobalt salts or nickel salts, to reach an atomic ratio of said promoter on the metal M and in particular an atomic ratio (Co and / or Ni) / Mo between 0.4 and 0.6. This ratio of said promoter (Co and / or Ni) / Mo of between 0.4 and 0.6 is particularly preferred for maximizing the performance of hydrotreatment catalysts and in particular hydrodesulphurization catalysts used in the process according to the invention . In the case where the Anderson heteropolyanion contains within its structure cobalt and molybdenum, a mixture of the two monomeric forms of formula CoMo 6 O 24 H 63 and dimeric formula Co 2 MoI O 38 H 46 of said heteropolyanion, the two forms being in equilibrium, can advantageously be used. In the case where the Anderson heteropolyanion contains within its structure cobalt and molybdenum, said Anderson heteropolyanion is preferably dimeric of formula Co2MoI0038H46-. In the case where the Anderson heteropolyanion contains within of its structure of nickel and molybdenum, a mixture of the two monomeric forms of formula NiMo6O24H64 "and dimeric formula of Ni2Mo10038H48" of said heteropolyanion, the two forms being in equilibrium, may advantageously be used In the case where the heteropolyanion of Anderson contains in its structure nickel and molybdenum, said Anderson heteropolyanion is preferably monomeric of formula NiMo6O24H64 Salts of Anderson heteropolyanions can also be advantageously used as active phase precursors according to the invention. Anderson heteropolyanions are advantageously chosen from the cobalt or nickel salts of the mono ion. 6-molybdocobaltate, respectively, of formula CoMo6O24H63-, 3 / 2Co2 + or COMo6O24H63 ", 3 / 2Ni2 + having an atomic ratio of said promoter (Co and / or Ni) / Mo of 0.41, cobalt or nickel salts of dimeric decamolybdocobaltate ion of the formula Co2Mo10O38H46-, 3Co2 + or Co2MoI0038H46-, 3Ni2 + having an atomic ratio of said promoter (Co and / or Ni) / Mo of 0.5, the cobalt or nickel salts of the 6-molybdonickellate ion of the formula NiMo6O24H64 2Co2 + or NiMo6O24H64 2Ni2 + having an atomic ratio of said promoter (Co and / or Ni) / Mo of 0.5, and the cobalt or nickel salts of the dimeric decamolybdonickellate ion of formula Ni2MoI0038H48 ", 4Co2 + or Ni2Mo, 0038H48- , 4Ni2 + having an atomic ratio of said promoter (Co and / or Ni) / Mo of 0.6. The most preferred Anderson heteropolyanions used in the invention are Anderson heteropolyanions containing within their structure nickel and molybdenum of the formula MM06O24H64- and Ni2Mo10O38H48- alone or in admixture.
D'autres polyoxométallates préférés qui peuvent avantageusement être utilisés comme précurseurs de phase active du catalyseur mis en oeuvre dans l'étape d'hydrotraitement et/ou l'étape d'hydroisomérisation du procédé selon l'invention sont les hétéropolyanions dits de Keggin de formule générale XM12O404- pour lesquels le rapport m/x est égal à 12 et les hétéropolyanions dits de Keggin lacunaire de formule générale XM11O394" pour lesquels le rapport m/x est égal à 11 et dans laquelle les éléments X et M et la charge q ont la signification précitée. X est donc un élément choisi parmi le phosphore (P), le silicium (Si), le bore (B), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), ledit élément étant pris seul, M est un ou plusieurs élément(s) choisi(s) parmi le molybdène (Mo), le tungstène (W), le nickel (Ni) et le cobalt (Co), et q étant un entier compris entre 1 et 20 et de préférence entre 3 et 12. Lesdites espèces de Keggin sont avantageusement obtenues pour des gammes de pH variables selon les voies d'obtention décrites dans la publication de A. Griboval, P. Blanchard, E. Payen, M. Fournier, J. L. Dubois, Chem. Lett., 1997, 12, 1259. Des hétéropolyanions de Keggin préférés, avantageusement utilisés comme précurseur de phase active selon l'invention, sont les hétéropolyanions de formule PMo12O403- et PW12O4 3-pris seuls ou en mélange. Les hétéropolyanions de Keggin préférés peuvent également être avantageusement utilisés dans l'invention sous leur forme hétéropolyacide de formules respectives PM012O403-, 3H+ et PW120403 , 31-+ pris seuls ou en mélange. Other preferred polyoxometalates which can advantageously be used as precursors for the active phase of the catalyst used in the hydrotreatment step and / or the hydroisomerization step of the process according to the invention are the so-called Keggin heteropolyanions of formula XM12O404- for which the ratio m / x is equal to 12 and the heteropolyanions said Keggin lacunar of general formula XM11O394 "for which the ratio m / x is equal to 11 and in which the elements X and M and the load q have X is therefore an element chosen from phosphorus (P), silicon (Si), boron (B), nickel (Ni) and cobalt (Co), said element being taken alone, M is a or more element (s) chosen from molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and cobalt (Co), and q being an integer between 1 and 20 and preferably between 3 and 12. The said Keggin species are advantageously obtained for variable pH ranges according to the routes of production described in the publication by A. Griboval, P. Blanchard, E. Payen, M. Fournier, J. L. Dubois, Chem. Lett., 1997, 12, 1259. Preferred Keggin heteropolyanions, advantageously used as active phase precursor according to the invention, are the heteropolyanions of formula PMo12O403- and PW12O4 3-taken alone or as a mixture. The preferred Keggin heteropolyanions may also be advantageously used in the invention in their heteropolyacid form of the respective formulas PM012O403-, 3H + and PW120403, 31- + alone or as a mixture.
Dans lesdits hétéropolyanions de Keggin de formule ci-dessus, au moins un atome de molybdène est substitué respectivement par un atome de nickel, par un atome de cobalt ou par au moins un atome de vanadium. In said Keggin heteropolyanions of the above formula, at least one molybdenum atom is substituted with a nickel atom, a cobalt atom or at least one vanadium atom, respectively.
Lesdits hétéropolyanions mentionnés ci-dessus sont décrits dans les publications de L. G. A. van de Water, J. A. Bergwerff, B. R. G. Leliveld, B. M. Weckhuysen, K. P. de Jong, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 14513 et de D. Soogund, P. Lecour, A. Daudin, B. Guichard, C. Legens, C. Lamonier, E. Payen dans Appl. Catal. B, 2010, 98, 1, 39. Des sels d'hétéropolyanions de type Keggin ou Keggin lacunaire peuvent également être avantageusement utilisés comme précurseurs de phase active selon l'invention. Des sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de type Keggin et Keggin lacunaire préférés sont avantageusement choisis parmi les sels de cobalt ou de nickel des acides phosphomolybdique, silicomolybdique, phosphotungstique ou silicotungstique. Lesdits sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de type Keggin ou Keggin lacunaire sont décrits dans le brevet US2547380. De préférence, un sel d'hétéropolyanion de type Keggin est le phosphotungstate de nickel de formule 3/2Ni2+, PW12O403_ présentant un rapport atomique du métal du groupe VI sur le métal du groupe VIII, c'est à dire NON de 0,125. Said heteropolyanions mentioned above are described in the publications of L. G. A. van de Water, J. A. Bergwerff, B. R. G. Leliveld, B. M. Weckhuysen, K. P. de Jong, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 14513 and D. Soogund, P. Lecour, A. Daudin, B. Guichard, C. Legens, C. Lamonier, E. Payen in Appl. Catal. B, 2010, 98, 1, 39. Keggin or Keggin lacunar heteropolyanion salts can also be advantageously used as active phase precursors according to the invention. Preferred Keggin and Keggin lacunary heteropolyanion or heteropoly acid salts are preferably selected from cobalt or nickel salts of phosphomolybdic, silicomolybdic, phosphotungstic or silicotungstic acids. Said heteropolyanion or heteropolyacid salts of the Keggin or Keggin lacunary type are described in the patent US2547380. Preferably, a Keggin type heteropolyanion salt is the nickel phosphotungstate of formula 3 / 2Ni 2+, PW12O403_ having an atomic ratio of the Group VI metal to the Group VIII metal, ie NO of 0.125.
D'autres sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de type Keggin ou Keggin lacunaire pouvant avantageusement être utilisés comme précurseurs de phase active selon l'invention sont les sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de formule générale ZxXM12040 (ou xZP+, XM12040(P.x) , formule mettant en évidence le contre-ion ZP+),dans laquelle Z est le cobalt et/ou le nickel, X est le phosphore, le silicium ou le bore et M est le molybdène et/ou le tungstène, x prend la valeur de 2 ou plus si X est le phosphore, de 2,5 ou plus si X est le silicium et de 3 ou plus si X est le bore. De tels sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de type Keggin ou Keggin lacunaire sont décrits dans brevet FR2749778. Ces structures présentent l'intérêt particulier par rapport aux structures décrites dans le brevet US2547380 d'atteindre des rapports atomiques de l'élément du groupe VIII sur l'élément du groupe VI supérieurs et en particulier supérieurs à 0,125. Cette augmentation dudit rapport est obtenue par réduction desdits sels d'hétéropolyanions ou d'hétéropolyacides de type Keggin ou Keggin lacunaire. Ainsi la présence d'au moins une partie du molybdène et/ou du tungstène est à une valence inférieure à sa valeur normale de six telle qu'elle résulte de la composition, par exemple, de l'acide phosphomolybdique, phosphotungstique, silicomolybdique ou silicotungstique. Des rapports atomiques de l'élément du groupe VIII sur l'élément du groupe VI supérieurs sont particulièrement préférés pour maximiser les performances des catalyseurs d'hydrotraitement et en particulier d'hydrodésulfuration mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention. Other salts of heteropolyanions or of heteropolyacids of the Keggin or Keggin lacunary type which can advantageously be used as active phase precursors according to the invention are the heteropolyanion or heteropoly acid salts of general formula ZxXM12040 (or xZP +, XM12040 ( Px), formula showing the ZP +) counterion, in which Z is cobalt and / or nickel, X is phosphorus, silicon or boron and M is molybdenum and / or tungsten, x takes the value of 2 or more if X is phosphorus, 2.5 or more if X is silicon and 3 or more if X is boron. Such heteropolyanion or heteropolyacid salts of the Keggin or Keggin lacunary type are described in patent FR2749778. These structures are of particular interest over the structures described in US Pat. No. 5,447,380 to achieve atomic ratios of the Group VIII element on the higher Group VI element and in particular greater than 0.125. This increase in said ratio is obtained by reducing said salts of heteropolyanions or heteropolyacids of Keggin or Keggin lacunary type. Thus the presence of at least a portion of the molybdenum and / or tungsten is at a valence lower than its normal value of six as it results from the composition, for example, phosphomolybdic, phosphotungstic, silicomolybdic or silicotungstic acid . Atomic ratios of the group VIII element to the higher group VI element are particularly preferred for maximizing the performance of hydrotreatment catalysts and in particular hydrodesulphurization catalysts used in the process according to the invention.
Les sels d'hétéropolyanions de Keggin substitués de formule ZxXM11040Z'C(z_2x) dans laquelle Z' est substitué à un atome M et dans laquelle Z est le cobalt et/ou le nickel, X est le phosphore, le silicium ou le bore et M est le molybdène et/ou le tungstène, Z' est le cobalt, le fer, le nickel, le cuivre ou le zinc, et C est un ion H+ ou un cation alkylammonium, x prend la valeur de 0 à 4,5, z une valeur entre 7 et 9, lesdits sels étant décrits dans le brevet FR2764211 peuvent également être avantageusement utilisés comme précurseurs de phase active selon l'invention. Ainsi, lesdits sels d'hétéropolyanions de Keggin correspondent à ceux décrits dans le brevet FR2749778 mais dans lesquels un atome Z' est substitué à un atome M. Lesdits sels d'hétéropolyanions de Keggin substitués sont particulièrement préférés car ils conduisent à des rapports atomiques entre l'élément du groupe VIII et du groupe VI allant jusqu'à 0,5. The substituted Keggin heteropolyanion salts of formula ZxXM11040Z'C (z_2x) in which Z 'is substituted for an M atom and in which Z is cobalt and / or nickel, X is phosphorus, silicon or boron and M is molybdenum and / or tungsten, Z 'is cobalt, iron, nickel, copper or zinc, and C is an H + ion or an alkylammonium cation, x is 0 to 4.5, z a value between 7 and 9, said salts being described in patent FR2764211 may also be advantageously used as active phase precursors according to the invention. Thus, said salts of Keggin heteropolyanions correspond to those described in patent FR2749778 but in which a Z 'atom is substituted for an M atom. Said substituted Keggin heteropolyanion salts are particularly preferred because they lead to atomic ratios between group VIII and group VI up to 0.5.
Les sels de nickel d'un hétéropolyanion de type Keggin lacunaire décrits dans la demande de brevet FR2935139 peuvent également être avantageusement utilisés comme précurseurs de phase active selon l'invention. Les sels de nickel d'un hétéropolyanion de type Keggin lacunaire comprenant dans sa structure du tungstène présentent une formule générale Nix+y/2XW11-yO39-5/2y, zH2O dans laquelle Ni est le nickel, X est choisi parmi le phosphore, le silicium et le bore, W est le tungstène, O est l'oxygène, y = 0 ou 2, x = 3,5 si X est le phosphore, x = 4 si X est le silicium, x = 4,5 si X est le bore et z est un nombre compris entre 0 et 36, et dans laquelle ladite structure moléculaire ne présente aucun atome de nickel en substitution d'un atome de tungstène dans sa structure, lesdits atomes de nickel étant placés en position de contre-ion dans la structure dudit composé. Un avantage de cette invention réside dans la plus grande solubilité de ces sels d'hétéropolyanions. D'autres polyoxométallates préférés qui peuvent avantageusement être utilisés comme précurseurs de phase active du catalyseur mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention sont les hétéropolyanions dits de Strandberg de formule HhP2Mo5O23(6-h)- dans lequel h est égal à 0, 1 ou 2 et pour lesquels le rapport m/x est égal à 5/2. La préparation desdits hétéropolyanions de Strandberg est décrite dans l'article de W-C. Cheng, N. P. Luthra, J. Catal., 1988, 109, 163. Il a ainsi été montré par J. A. Bergwerff, T. Visser, B. R. G. Leliveld, B. D. Rossenaar, K. P. de Jong, B. M. Weckhuysen, Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 44, 14548. Un hétéropolyanion de Strandberg particulièrement préféré utilisé dans l'invention est l'hétéropolyanion de formule P2Mo5O236-. Ainsi, grâce à des méthodes de préparation diverses, de nombreux polyoxométallates et leurs sels associés sont disponibles avec des rapports promoteur X/métal M variables. De manière générale, tous ces polyoxométallates et leurs sels associés peuvent être avantageusement utilisés pour la préparation des catalyseurs mis en couvre dans le procédé selon l'invention. La liste précédente n'est cependant pas exhaustive et d'autres combinaisons peuvent être envisagées. The nickel salts of a heteropolyanion of the Keggin lacunary type described in the patent application FR2935139 may also be advantageously used as active phase precursors according to the invention. The nickel salts of a lacunar Keggin type heteropolyanion comprising in its tungsten structure have a general formula Nix + y / 2XW11-yO39-5 / 2y, zH2O in which Ni is nickel, X is selected from phosphorus, silicon and boron, W is tungsten, O is oxygen, y = 0 or 2, x = 3.5 if X is phosphorus, x = 4 if X is silicon, x = 4.5 if X is boron and z is a number from 0 to 36, and wherein said molecular structure has no nickel atom substituted for a tungsten atom in its structure, said nickel atoms being placed in a counter-ion position in the structure of said compound. An advantage of this invention lies in the greater solubility of these heteropolyanion salts. Other preferred polyoxometalates which can advantageously be used as active phase precursors of the catalyst used in the process according to the invention are so-called Strandberg heteropolyanions of formula HhP2Mo5O23 (6-h) - in which h is equal to 0, 1 or 2 and for which the ratio m / x is equal to 5/2. The preparation of said Strandberg heteropolyanions is described in the article of W-C. Cheng, NP Luthra, J. Catal., 1988, 109, 163. It has thus been shown by JA Bergwerff, T. Visser, BRG Leliveld, BD Rossenaar, Jong KP, BM Weckhuysen, Journal of the American Chemical Society 2004, 126, 44, 14548. A particularly preferred Strandberg heteropolyanion used in the invention is the heteropolyanion of formula P2Mo5O236-. Thus, thanks to various preparation methods, many polyoxometalates and their associated salts are available with varying promoter X / metal M ratios. In general, all these polyoxometalates and their associated salts can be advantageously used for the preparation of catalysts covered in the process according to the invention. The foregoing list is however not exhaustive and other combinations may be envisaged.
L'utilisation de polyoxométallates pour la préparation de catalyseurs mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages du point de vue catalytique. Lesdits polyoxométallates qui sont des précurseurs oxydes associant au sein de la même structure moléculaire au moins un élément du groupe VIB, de préférence le molybdène et/ou le tungstène et/ou au moins un élément du groupe VIII, de préférence le cobalt et/ou le nickel, conduisent, après sulfuration, à des catalyseurs dont les performances catalytiques sont améliorées grâce à un meilleur effet de promotion c'est à dire à une meilleure synergie entre l'élément du groupe VIB et l'élément du groupe VIII. The use of polyoxometalates for the preparation of catalysts used in the process according to the invention has many advantages from the catalytic point of view. Said polyoxometalates which are oxidation precursors associating within the same molecular structure at least one element of group VIB, preferably molybdenum and / or tungsten and / or at least one element of group VIII, preferably cobalt and / or nickel, lead, after sulfurization, catalysts whose catalytic performance is improved through a better promotional effect that is to say a better synergy between the group VIB element and the group VIII element.
De préférence, dans le cas où le catalyseur mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention comprend un élément du groupe VIB, ledit catalyseur comprend une teneur massique de l'élément du groupe VIB exprimée en pourcentage poids d'oxyde par rapport à la masse totale du catalyseur comprise entre 2 et 35% poids et de préférence comprise entre 5 et 250/0 poids. Lesdites teneurs sont les teneurs totales en élément du groupe VIB quelle que soit la forme dudit élément du groupe VIB présent dans ledit catalyseur et éventuellement quel que soit son mode d'introduction. Lesdites teneurs sont donc représentatives de la teneur en élément du groupe VIB présent soit sous forme d'au moins un polyoxométallate au sein de la matrice oxyde mésostructurée, soit sous toute autre forme dépendant de son mode d'introduction, telle que par exemple sous forme oxyde. Preferably, in the case where the catalyst used in the process according to the invention comprises a group VIB element, said catalyst comprises a mass content of the group VIB element expressed as a percentage by weight of oxide relative to the total mass of the catalyst between 2 and 35% by weight and preferably between 5 and 250/0 by weight. Said contents are the total contents of group VIB element irrespective of the form of said group VIB element present in said catalyst and possibly regardless of its mode of introduction. Said contents are therefore representative of the content of group VIB element present either in the form of at least one polyoxometalate within the mesostructured oxide matrix, or in any other form depending on its mode of introduction, such as for example in the form of oxide.
De préférence, dans le cas où le catalyseur mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention comprend un élément du groupe VIII, ledit catalyseur comprend une teneur massique de l'élément du groupe VIII exprimée en pourcentage poids d'oxyde par rapport à la masse totale du catalyseur comprise entre 0,1 et 10% poids et de préférence comprise entre 1 et 7% poids. Lesdites teneurs sont les teneurs totales en élément du groupe VIII quelle que soit la forme dudit élément du groupe VIII présent dans ledit catalyseur et éventuellement quel que soit son mode d'introduction. Lesdites teneurs sont donc représentatives de la teneur en élément du groupe VIII présent soit, sous forme d'au moins un polyoxométallate au sein de la matrice oxyde mésostructurée qu'il soit en position M ou en position X, soit présent sous la forme de contre-ion et/ou éventuellement ajoutés à différentes étapes de la préparation de ladite matrice oxyde mésostructurée comme décrit ci-après, soit sous toute autre forme dépendant de son mode d'introduction, telle que par exemple sous forme oxyde. Preferably, in the case where the catalyst used in the process according to the invention comprises a group VIII element, said catalyst comprises a mass content of the group VIII element expressed as a percentage by weight of oxide relative to the total mass of the catalyst between 0.1 and 10% by weight and preferably between 1 and 7% by weight. Said contents are the total group VIII element content irrespective of the form of said group VIII element present in said catalyst and possibly regardless of its mode of introduction. Said contents are therefore representative of the element content of the group VIII present either in the form of at least one polyoxometalate within the mesostructured oxide matrix, whether in the M-position or in the X-position, or present in the form of against and optionally added to different stages of the preparation of said mesostructured oxide matrix as described below, or in any other form depending on its mode of introduction, such as for example in oxide form.
De préférence, dans le cas où le catalyseur mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention comprend un élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium, ledit catalyseur comprend une teneur massique en élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium exprimée en pourcentage poids d'oxyde par rapport à la masse totale du catalyseur comprise entre 0,1 et 10% poids et de préférence entre 0,1 et 5% poids. Lesdites teneurs sont les teneurs totales en élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium quelque soit la forme dudit élément dopant présent dans ledit catalyseur et quelque soit son mode d'introduction. Lesdites teneurs sont donc représentatives à la fois de la teneur en élément dopant choisi parmi le phosphore, le bore et le silicium présent sous forme d'au moins un polyoxométallate au sein de la matrice oxyde mésostructurée en position X et/ou éventuellement ajouté à différentes étapes de la préparation de ladite matrice oxyde mésostructurée comme décrit ci-après, soit sous toute autre forme dépendant de son mode d'introduction, telle que par exemple sous forme oxyde. Preferably, in the case where the catalyst used in the process according to the invention comprises a doping element chosen from phosphorus, boron and silicon, said catalyst comprises a mass content of doping element chosen from phosphorus, boron and the silicon, expressed as a percentage by weight of oxide relative to the total mass of the catalyst, of between 0.1 and 10% by weight and preferably between 0.1 and 5% by weight. Said contents are the total contents of doping element chosen from phosphorus, boron and silicon whatever the form of said doping element present in said catalyst and whatever its mode of introduction. Said contents are therefore representative both of the content of doping element chosen from phosphorus, boron and silicon present in the form of at least one polyoxometalate within the mesostructured oxide matrix at position X and / or possibly added to different steps of the preparation of said mesostructured oxide matrix as described below, or in any other form depending on its mode of introduction, such as for example in oxide form.
Selon l'invention, lesdits polyoxométallates définis ci-dessus sont présents au sein d'une matrice mésostructurée à base d'oxyde d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments, ladite matrice ayant une taille de pore comprise entre 1,5 et 50 nm et présentant des parois amorphes d'épaisseur comprise entre 1 et 30 nm et de préférence entre 1 et 10 nm. According to the invention, said polyoxometalates defined above are present in a mesostructured matrix based on an oxide of at least one Y element chosen from the group consisting of silicon, aluminum, titanium and zirconium. , gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements, said matrix having a pore size of between 1.5 and 50 nm and having amorphous walls with a thickness of between 1 and 30 nm and preferably between 1 and 10 nm.
Par matrice mésostructurée, on entend au sens de la présente invention un solide inorganique présentant une porosité organisée à l'échelle des mésopores de chacune des particules élémentaires constituant ledit solide, c'est-à-dire une porosité organisée à l'échelle des pores ayant une taille uniforme comprise entre 1,5 et 50 nm et de préférence entre 1,5 et 30 nm et de manière encore plus préférée entre 4 et 16 nm et répartis de façon homogène et régulière dans chacune desdites particules constituant la matrice. La matière située entre les mésopores de chacune des particules élémentaires de la matrice oxyde du précurseur du catalyseur utilisé dans le procédé selon l'invention est amorphe et forme des parois, ou murs, dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 30 nm et de préférence entre 1 et 10 nm. L'épaisseur des parois correspond à la distance séparant un pore d'un autre pore. For the purposes of the present invention, the term "mesostructured matrix" is intended to mean an inorganic solid having an organized porosity at the mesopore scale of each of the elementary particles constituting said solid, that is to say a porosity organized at the pore scale. having a uniform size of between 1.5 and 50 nm and preferably between 1.5 and 30 nm and even more preferably between 4 and 16 nm and homogeneously and uniformly distributed in each of said particles constituting the matrix. The material located between the mesopores of each of the elementary particles of the oxide matrix of the catalyst precursor used in the process according to the invention is amorphous and forms walls, or walls, whose thickness is between 1 and 30 nm and preferably between 1 and 10 nm. The thickness of the walls corresponds to the distance separating one pore from another pore.
L'organisation de la mésoporosité décrite ci-dessus conduit à une structuration de la matrice oxyde, laquelle peut être hexagonale, vermiculaire ou cubique et de façon préférée hexagonale. The organization of the mesoporosity described above leads to a structuring of the oxide matrix, which may be hexagonal, vermicular or cubic and preferably hexagonal.
Généralement, lesdits matériaux dits mésostructurés sont avantageusement obtenus par des méthodes de synthèse dites de "chimie douce" (G. J. de A. A. Soler-Illia, C. Sanchez, B. Lebeau, J. Patarin, Chem. Rev., 2002, 102, 4093) à basse température via la coexistence en solution aqueuse ou dans des solvants de polarité marquée de précurseurs inorganiques avec des agents structurants, généralement des tensioactifs moléculaires ou supramoléculaires, ioniques ou neutres. Le contrôle des interactions électrostatiques ou par liaisons hydrogènes entre les précurseurs inorganiques et l'agent structurant conjointement lié à des réactions d'hydrolyse/condensation du précurseur inorganique conduit à un assemblage coopératif des phases organique et inorganique générant des agrégats micellaires de tensioactifs de taille uniforme et contrôlée au sein d'une matrice inorganique. Ce phénomène d'auto-assemblage coopératif régi, entre autres, par la concentration en agent structurant peut être induit par évaporation progressive d'une solution de réactifs dont la concentration en agent structurant est inférieure à la concentration micellaire critique, ou bien via la précipitation ou la gélification directe du solide lors de l'emploi d'une solution de précurseurs plus concentrée en réactifs. La libération de la porosité est ensuite obtenue par élimination du tensioactif, celle-ci étant réalisée classiquement par des procédés d'extraction chimique ou par traitement thermique. En fonction de la nature des précurseurs inorganiques et de l'agent structurant employé ainsi que des conditions opératoires imposées, plusieurs familles de matériaux mésostructurés ont été développées. La famille M41 S est constituée de matériaux mésoporeux obtenus via l'emploi de surfactants ioniques comme des sels d'ammonium quaternaire, possédant une structure généralement hexagonale, cubique ou lamellaire, des pores de taille uniforme comprise dans une gamme de 1,5 à 10 nm et des parois amorphes d'épaisseur de l'ordre de 1 à 2 nm. La famille M41 S a initialement été développée par Mobil dans l'article J. S. Beck, J. C. Vartuli, W. J. Roth, M. E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C. T.-W. Chu, D. H. Oison, E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, J. L. Schlenker, J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 27, 10834. Generally, said so-called mesostructured materials are advantageously obtained by so-called "soft chemistry" synthesis methods (GJ of AA Soler-Illia, C. Sanchez, B. Lebeau, J. Patarin, Chem Rev., 2002, 102, 4093 ) at low temperature by coexistence in aqueous solution or in solvents of marked polarity of inorganic precursors with structuring agents, generally molecular or supramolecular, ionic or neutral surfactants. The control of electrostatic or hydrogen bonding interactions between the inorganic precursors and the structuring agent together with hydrolysis / condensation reactions of the inorganic precursor leads to a cooperative assembly of the organic and inorganic phases generating micellar aggregates of uniformly sized surfactants. and controlled within an inorganic matrix. This phenomenon of cooperative self-assembly governed, inter alia, by the concentration of structuring agent can be induced by progressive evaporation of a solution of reagents whose concentration of structuring agent is lower than the critical micelle concentration, or else via precipitation or direct gelation of the solid when using a precursor solution more concentrated in reagents. The release of the porosity is then obtained by removing the surfactant, which is conventionally carried out by chemical extraction processes or by heat treatment. Depending on the nature of the inorganic precursors and the structuring agent used as well as the operating conditions imposed, several families of mesostructured materials have been developed. The M41 S family consists of mesoporous materials obtained via the use of ionic surfactants such as quaternary ammonium salts, having a generally hexagonal, cubic or lamellar structure, pores of uniform size in a range of 1.5 to 10 nm and amorphous walls of thickness of the order of 1 to 2 nm. The M41 S family was originally developed by Mobil in J. S. Beck, J. C. Vartuli, W. J. Roth, E. Leonowicz, C. T. Kresge, K. D. Schmitt, C.T.-W. Chu, D. H. Oison, E. W. Sheppard, S. B. McCullen, J. B. Higgins, J. L. Schlenker, J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 27, 10834.
La famille de matériaux dénommée SBA se caractérise par l'utilisation d'agents structurants macromoléculaires amphiphiles de type copolymères à bloc. Ces matériaux sont caractérisés par une structure généralement hexagonale, cubique ou lamellaire, des pores de taille uniforme comprise dans une gamme de 4 à 50 nm et des parois amorphes d'épaisseur comprise dans une gamme de 3 à 7 nm.35 Conformément à l'invention, l'élément Y présent sous forme d'oxyde dans ladite matrice mésostructurée est choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments. De préférence, ledit élément Y est choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, et le mélange d'au moins un de ces éléments. De préférence, ladite matrice mésostructurée est préférentiellement constituée d'oxyde de silicium, dans ce cas, ladite matrice est purement silicique, ou d'un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium. De manière préférée, l'étape d'hydrotraitement met avantageusement en oeuvre un catalyseur comprenant une matrice mésostructurée constituée d'oxyde de silicium ou d'un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium et l'étape d'hydroisomérisation met avantageusement en ceuvre un catalyseur comprenant une matrice mésostructurée comprenant un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium. The family of materials called SBA is characterized by the use of amphiphilic macromolecular structuring agents of the block copolymer type. These materials are characterized by a generally hexagonal, cubic or lamellar structure, pores of uniform size in a range of 4 to 50 nm and amorphous walls of thickness in a range of 3 to 7 nm. the element Y present in oxide form in said mesostructured matrix is selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements. Preferably, said element Y is selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, and the mixture of at least one of these elements. Preferably, said mesostructured matrix is preferably composed of silicon oxide, in this case said matrix is purely silicic, or of a mixture of silicon oxide and aluminum oxide. Preferably, the hydrotreating step advantageously involves a catalyst comprising a mesostructured matrix consisting of silicon oxide or a mixture of silicon oxide and aluminum oxide and the hydroisomerization step advantageously involves a catalyst comprising a mesostructured matrix comprising a mixture of silicon oxide and aluminum oxide.
Dans le cas préféré où ladite matrice mésostructurée est purement silicique, ladite matrice est avantageusement une matrice mésostructurée appartenant à la famille M41 S ou à la famille de matériaux dénommée SBA et de préférence une matrice du type SBA-15. Dans le cas préféré où ladite matrice mésostructurée est constituée d'un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium, ladite matrice présente un rapport molaire Si/AI au moins égal à 0,02, de préférence compris entre 0,1 et 1000 et de manière très préférée compris entre 1 et 100. In the preferred case where said mesostructured matrix is purely silicic, said matrix is advantageously a mesostructured matrix belonging to the M41 S family or to the family of materials called SBA and preferably an SBA-15 type matrix. In the preferred case where said mesostructured matrix consists of a mixture of silicon oxide and aluminum oxide, said matrix has an Si / Al molar ratio at least equal to 0.02, preferably between 0, 1 and 1000 and very preferably between 1 and 100.
Selon l'invention, lesdits polyoxométallates définis ci-dessus sont présents au sein d'une matrice oxyde mésostructurée. Plus précisément, lesdits polyoxométallates présents au sein de ladite matrice oxyde mésostructurée, sont piégés au sein même de ladite matrice. De préférence, lesdits polyoxométallates sont présents dans les parois de ladite matrice mésostructurée. L'occlusion desdits polyoxométallates dans les parois de ladite matrice mésostructurée est réalisable par une technique de synthèse dite directe, lors de la synthèse de ladite matrice servant de support par ajout de polyoxométallates désirés aux réactifs précurseurs du réseau inorganique oxyde de la matrice. According to the invention, said polyoxometalates defined above are present within a mesostructured oxide matrix. More precisely, said polyoxometalates present within said mesostructured oxide matrix are trapped within said matrix itself. Preferably, said polyoxometalates are present in the walls of said mesostructured matrix. The occlusion of said polyoxometalates in the walls of said mesostructured matrix is achievable by a so-called direct synthesis technique, during the synthesis of said support matrix by adding desired polyoxometallates to the precursor reactants of the inorganic oxide network of the matrix.
Ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois mise en ceuvre dans le procédé selon l'invention est avantageusement exclusivement préparée par synthèse directe. Said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates entrapped in its walls and used in the process according to the invention is advantageously exclusively prepared by direct synthesis.
Plus précisément, ladite matrice oxyde mésostructurée est avantageusement obtenue selon un procédé de préparation comprenant : a) une étape de formation d'au moins un polyoxométallate de formule précitée selon une méthode connue de l'Homme du métier, b) une étape de mélange en solution d'au moins un tensioactif, d'au moins un précurseur de silice, d'au moins un précurseur d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments, puis d'au moins un polyoxométallate obtenu selon l'étape a) pour obtenir une solution colloïdale, c) une étape de mûrissement de ladite solution colloïdale obtenue à l'issue de l'étape b) en temps et en température; d) une étape éventuelle d'autoclavage de la suspension obtenue à l'issue de l'étape c), e) une étape de filtration de la suspension obtenue à l'issue de l'étape c) et après passage éventuel dans l'étape d'autoclavage, de lavage et de séchage du solide ainsi obtenu, f) une étape d'élimination dudit tensioactif conduisant à la génération de la mésoporosité uniforme et organisée de la matrice mésostructurée, g) une étape optionnelle de traitement du solide obtenu à l'issue de l'étape f) afin de régénérer partiellement ou en intégralité l'entité polyoxométallate éventuellement partiellement ou totalement décomposée lors de l'étape f) et h) une étape optionnelle de séchage dudit solide ainsi obtenu constitué de ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois. More specifically, said mesostructured oxide matrix is advantageously obtained according to a preparation process comprising: a) a step of forming at least one polyoxometalate of the abovementioned formula according to a method known to those skilled in the art, b) a step of mixing into solution of at least one surfactant, at least one silica precursor, at least one precursor of at least one Y element selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and the cerium and the mixture of at least one of these elements, then of at least one polyoxometalate obtained according to step a) to obtain a colloidal solution, c) a step of maturing of said colloidal solution obtained at the result of step b) in time and temperature; d) a possible step of autoclaving the suspension obtained at the end of step c), e) a filtration step of the suspension obtained at the end of step c) and after any passage in the step of autoclaving, washing and drying the solid thus obtained, f) a step of removing said surfactant leading to the generation of the uniform and organized mesoporosity of the mesostructured matrix, g) an optional stage of treatment of the solid obtained in the result of step f) to partially or completely regenerate the polyoxometallate entity optionally partially or completely decomposed in step f) and h) an optional step of drying said solid thus obtained consisting of said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls.
L'étape a) de formation d'au moins un polyoxométallate de formule précitée est avantageusement mise en oeuvre selon une méthode connue de l'Homme du métier. De préférence, les polyoxométallates décrits ci-dessus ainsi que leur procédé de préparation associés sont utilisés dans le procédé de préparation de ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois. Step a) of forming at least one polyoxometalate of the aforementioned formula is advantageously carried out according to a method known to those skilled in the art. Preferably, the polyoxometalates described above and their method of preparation are used in the process for preparing said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls.
L'étape b) dudit procédé de préparation consiste en le mélange en solution d'au moins un tensioactif, d'au moins un précurseur de silice, d'au moins un précurseur d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments, puis d'au moins un polyoxométallate obtenu selon l'étape a) pour obtenir une solution colloïdale. De préférence, au moins un tensioactif, au moins un précurseur de silice et au moins un précurseur d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments sont mélangés en solution pendant une durée comprise entre 15 minutes et 1 heure, puis au moins un polyoxométallate obtenu selon l'étape a) en mélange dans un solution de même nature et de préférence la même solution est ajouté au mélange précédent pour obtenir une solution colloïdale. L'étape b) de mélange se fait sous agitation à une température comprise entre 25°C et 80°C et de préférence comprise entre 25°C et 50°C pendant une durée comprise entre 5 minutes et 2 h et de préférence entre 30 minutes et 1 h. Step b) of said preparation process consists of mixing in solution at least one surfactant, at least one silica precursor, with at least one precursor of at least one element Y selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements, then at least one polyoxometallate obtained according to step a) to obtain a colloidal solution . Preferably, at least one surfactant, at least one silica precursor and at least one precursor of at least one Y element selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements are mixed in solution for a period of between 15 minutes and 1 hour, then at least one polyoxometalate obtained according to step a) as a mixture in a solution of the same nature and preferably the same solution is added to the previous mixture to obtain a colloidal solution. The mixing step b) is carried out with stirring at a temperature between 25 ° C and 80 ° C and preferably between 25 ° C and 50 ° C for a period of between 5 minutes and 2 hours and preferably between 30 minutes. minutes and 1 h.
Dans le cas où l'élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et le mélange d'au moins un de ces éléments, le(s) précurseurs dudit élément Y est(sont) avantageusement un sel inorganique dudit élément Y de formule YZ,, (n= 3 ou 4), Z étant un halogène, le groupement NO3 ou un perchlorate, de préférence Z est le chlore. Le(s) précurseur(s) dudit élément Y considérés(s) peu(ven)t être aussi un(des) précurseur(s) alcoxyde(s) de formule Y(OR),, ou R = éthyle, isopropyle, n-butyle, s-butyle, t-butyle, etc ou un précurseur chélaté tel que Y(C5H802)n, avec n= 3 ou 4. Le(s) précurseur(s) dudit élément Y peu(ven)t également être un(des) oxyde(s) ou un(des) hydroxyde(s) dudit élément Y. En fonction de la nature de l'élément Y, le précurseur de l'élément Y peut également être de la forme YOZ2, Z étant un anion monovalent comme un halogène ou le groupement NO3. In the case where the element Y selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements, the precursor (s) said element Y is (are) advantageously an inorganic salt of said element Y of formula YZ 2 (n = 3 or 4), Z being a halogen, the group NO 3 or a perchlorate, preferably Z is chlorine. The precursor (s) of said element Y considered may also be a precursor (s) alkoxide (s) of formula Y (OR), or R = ethyl, isopropyl, n -butyl, s-butyl, t-butyl, etc. or a chelated precursor such as Y (C5H802) n, with n = 3 or 4. The precursor (s) of said element Y may also be a (of) oxide (s) or hydroxide (s) of said element Y. Depending on the nature of element Y, the precursor of element Y may also be of the form YOZ2, Z being an anion monovalent as a halogen or NO3 grouping.
Dans le cas préféré où ladite matrice mésostructurée est purement silicique, c'est à dire dans le cas où ladite matrice est constituée d'oxyde de silicium, au moins un précurseur silicique est introduit dans l'étape b) de mélange en solution. Le précurseur silicique est avantageusement obtenu à partir de toute source de silice et avantageusement d'un précurseur silicate de sodium de formule Na2SiO3, d'un précurseur chloré de formule SiCl4i d'un précurseur alcoxyde de formule Si(OR)4 où R = H, méthyle, éthyle ou d'un précurseur chloroalcoxyde de formule Si(OR)4_XCIX où R = H, méthyle, éthyle, x étant compris entre 0 et 4. Le précurseur silicique peut également avantageusement être un précurseur alcoxyde de formule Si(OR)4_xR'X où R = H, méthyle, éthyle et R' est une chaîne alkyle ou une chaîne alkyle fonctionnalisée, par exemple par un groupement thiol, amino, R dicétone, acide sulfonique, x étant compris entre 0 et 4. Un précurseur silicique préféré est le tetraéthylorthosilicate (TEOS) de formule Si(OEt)4. In the preferred case where said mesostructured matrix is purely silicic, that is to say in the case where said matrix is made of silicon oxide, at least one silicic precursor is introduced in step b) of mixing in solution. The silicic precursor is advantageously obtained from any source of silica and advantageously from a sodium silicate precursor of formula Na 2 SiO 3, a chlorinated precursor of formula SiCl 4, of an alkoxide precursor of formula Si (OR) 4 where R = H methyl, ethyl or a chloroalkoxide precursor of formula Si (OR) 4 -XCIX where R = H, methyl, ethyl, x being between 0 and 4. The silicic precursor may also advantageously be an alkoxide precursor of formula Si (OR) Where R = H, methyl, ethyl and R 'is an alkyl chain or a functionalized alkyl chain, for example by a thiol, amino, R diketone or sulfonic acid group, x being between 0 and 4. A silicic precursor preferred is tetraethylorthosilicate (TEOS) of formula Si (OEt) 4.
Dans le cas préféré où ladite matrice mésostructurée est constituée d'un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium, au moins un précurseur silicique et au moins un 2969641 2s précurseur aluminique peuvent être introduits directement dans l'étape b) du mélange en solution. Dans un autre cas préféré où ladite matrice mésostructurée est constituée d'un mélange d'oxyde de silicium et d'oxyde d'aluminium, uniquement au moins un précurseur silicique 5 peut être introduit dans l'étape b) de mélange en solution, l'élément aluminium pouvant être introduit par dépôt d'au moins un précurseur aluminique sur le solide obtenu à l'issue de l'étape e) ou bien à l'issue de l'étape f). Dans le cas où le précurseur aluminique est introduit par dépôt sur le solide obtenu à l'issue de l'étape f), une étape complémentaire de traitement thermique est avantageusement réalisée entre les étapes f) et g) afin de décomposer le 10 précurseur aluminique. Ledit traitement thermique est avantageusement réalisé dans des les mêmes conditions que le traitement thermique de l'étape f) décrit ci-dessous. Le précurseur aluminique est avantageusement déposé selon les méthodes usuelles bien connues de l'Homme du métier telles que par exemple les méthodes d'imprégnation à sec ou en excès de solvants. 15 Le précurseur aluminique est avantageusement un sel inorganique d'aluminium de formule AIX3, X étant un halogène ou le groupement NO3. De préférence, X est le chlore. Le précurseur aluminique peut également avantageusement être un précurseur organométallique de formule AI(OR")3 ou R" = éthyle, isopropyle, n-butyle, s-butyle ou t-butyle ou un précurseur chélaté tel que l'aluminium acétylacétonate (AI(CH7O2)3). Le 20 précurseur aluminique peut également avantageusement être un oxyde ou un hydroxyde d'aluminium. In the preferred case where said mesostructured matrix consists of a mixture of silicon oxide and aluminum oxide, at least one silicic precursor and at least one aluminum precursor can be introduced directly into step b). mixture in solution. In another preferred case where said mesostructured matrix consists of a mixture of silicon oxide and aluminum oxide, only at least one silicic precursor can be introduced into the solution mixing step b). aluminum element that can be introduced by deposition of at least one aluminum precursor on the solid obtained at the end of step e) or at the end of step f). In the case where the aluminum precursor is introduced by deposition on the solid obtained at the end of step f), a complementary heat treatment step is advantageously carried out between steps f) and g) in order to decompose the aluminum precursor. . Said heat treatment is advantageously carried out under the same conditions as the heat treatment of step f) described below. The aluminum precursor is advantageously deposited according to the usual methods well known to those skilled in the art such as, for example, dry impregnation methods or in excess of solvents. The aluminum precursor is advantageously an inorganic aluminum salt of formula AIX3, X being a halogen or the NO3 group. Preferably, X is chlorine. The aluminum precursor may also advantageously be an organometallic precursor of formula AI (OR ") 3 or R" = ethyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl or t-butyl or a chelated precursor such as aluminum acetylacetonate (Al ( CH7O2) 3). The aluminum precursor may also be advantageously an aluminum oxide or hydroxide.
La solution dans laquelle sont mélangés au moins un tensioactif, au moins un polyoxométallate obtenu selon l'étape a) et au moins un précurseur d'au moins un élément Y 25 décrit ci-dessus conformément à l'étape b) dudit procédé de préparation, peut avantageusement être acide, basique ou neutre. De préférence, ladite solution est acide ou neutre. Les acides utilisés pour obtenir une solution acide sont avantageusement choisis parmi l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique et l'acide nitrique. Ladite solution peut avantageusement être aqueuse ou peut avantageusement être un mélange eau-solvant 30 organique, le solvant organique étant de préférence un solvant polaire, de manière préférée un alcool, et de manière plus préférée, le solvant est l'éthanol. Ladite solution peut également être avantageusement pratiquement organique, de préférence pratiquement alcoolique, la quantité d'eau étant telle que l'hydrolyse des précurseurs inorganiques soit assurée. La quantité d'eau est donc de préférence stcechiométrique. De manière très préférée, ladite solution est une solution aqueuse acide. The solution in which at least one surfactant, at least one polyoxometalate obtained according to step a) and at least one precursor of at least one Y element described above is mixed in accordance with step b) of said preparation process can advantageously be acidic, basic or neutral. Preferably, said solution is acidic or neutral. The acids used to obtain an acidic solution are advantageously chosen from hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid. Said solution may advantageously be aqueous or may advantageously be a water-organic solvent mixture, the organic solvent being preferably a polar solvent, preferably an alcohol, and more preferably the solvent is ethanol. Said solution may also be advantageously substantially organic, preferably substantially alcoholic, the quantity of water being such that the hydrolysis of the inorganic precursors is ensured. The amount of water is therefore preferably stoichiometric. Very preferably, said solution is an acidic aqueous solution.
Le tensioactif utilisé pour la préparation du mélange dans l'étape b) dudit procédé de préparation est un tensioactif ionique ou non ionique ou un mélange des deux. De préférence, le tensioactif ionique est choisi parmi les ions phosphonium et ammonium et très préférentiellement parmi les sels d'ammonium quaternaire comme le bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB). De préférence, le tensioactif non ionique peut être tout copolymère possédant au moins deux parties de polarités différentes leur conférant des propriétés de macromolécules amphiphiles. Ces copolymères peuvent comporter au moins un bloc faisant partie de la liste non exhaustive des familles de polymères suivantes : les polymères fluorés (-[CH2-CH2-CH2-CH2-0-CO-R1- avec R1 = C4F9, C$F17, etc.), les polymères biologiques comme les polyacides aminés (poly-lysine, alginates, etc.), les dendrimères, les polymères constitués de chaînes de poly(oxyde d'alkylène). De façon générale, tout copolymère à caractère amphiphile connu de l'Homme du métier peut être utilisé (S. FSrster, M. Antionnetti, Adv. Mater, 1998, 10, 195; S. Fdrster, T.Plantenberg, Angew. Chem. Int. Ed, 2002, 41, 688; H. CôIfen, Macromol. Rapid Commun, 2001, 22, 219). De manière préférée, on utilise un copolymère bloc constitué de chaînes de poly(oxyde d'alkylène). Ledit copolymère bloc est de préférence un copolymère bloc ayant deux, trois ou quatre blocs, chaque bloc étant constitué d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène). Pour un copolymère à deux blocs, l'un des blocs est constitué d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophile et l'autre bloc est constitué d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophobe. Pour un copolymère à trois blocs, l'un au moins des blocs est constitué d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophile tandis que l'un au moins des autres blocs est constitué d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophobe. De préférence, dans le cas d'un copolymère à trois blocs, les chaînes de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophile sont des chaînes de poly(oxyde d'éthylène) notées (PEO)X et (PEO)Z et les chaînes de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophobe sont des chaînes de poly(oxyde de propylène) notées (PPO)y, des chaînes de poly(oxyde de butylène), ou des chaînes mixtes dont chaque chaîne est un mélange de plusieurs monomères d'oxyde d'alkylène. De manière très préférée, dans le cas d'un copolymère à trois blocs, on utilise un composé de formule (PEO)X (PPO)y-(PEO)Z où x est compris entre 5 et 300 et y est compris entre 33 et 300 et z est compris entre 5 et 300. De préférence, les valeurs de x et z sont identiques. On utilise très avantageusement un composé dans lequel x = 20, y = 70 et z = 20 (P123) et un composé dans lequel x = 106, y = 70 et z = 106 (F127). Les tensioactifs non-ioniques commerciaux connus sous le nom de Pluronic (BASF), Tetronic (BASF), Triton (Sigma), Tergitol (Union Carbide), Brij (Aldrich) sont utilisables en tant que tensioactifs non-ioniques. Pour un copolymère à quatre blocs, deux des blocs sont constitués d'une chaîne de poly(oxyde d'alkylène) de nature hydrophile et les deux autres blocs sont constitués d'une chaîne de poly(oxydes) d'alkylène de nature hydrophobe. De façon préférée, on utilise pour la préparation du mélange de l'étape b) dudit procédé de préparation le mélange d'un tensioactif ionique tel que le CTAB et d'un tensioactif non ionique tel que le P123. The surfactant used for the preparation of the mixture in step b) of said preparation process is an ionic or nonionic surfactant or a mixture of both. Preferably, the ionic surfactant is chosen from phosphonium and ammonium ions and very preferably from quaternary ammonium salts such as cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Preferably, the nonionic surfactant may be any copolymer having at least two parts of different polarities conferring properties of amphiphilic macromolecules. These copolymers may comprise at least one block that is part of the non-exhaustive list of the following families of polymers: fluorinated polymers (- [CH2-CH2-CH2-CH2-O-CO-R1- with R1 = C4F9, C $ F17, etc.), biological polymers such as polyamino acids (poly-lysine, alginates, etc.), dendrimers, polymers consisting of poly (alkylene oxide) chains. In general, any copolymer of amphiphilic nature known to those skilled in the art can be used (S. FSrster, M. Antionnetti, Adv Mater, 1998, 10, 195, S. Fdrster, T.Plantenberg, Angew Chem. Int.Ed., 2002, 41, 688, H. Cohen, Macromol Rapid Rapid, 2001, 22, 219). Preferably, a block copolymer consisting of poly (alkylene oxide) chains is used. Said block copolymer is preferably a block copolymer having two, three or four blocks, each block consisting of a poly (alkylene oxide) chain. For a two-block copolymer, one of the blocks consists of a poly (alkylene oxide) chain of hydrophilic nature and the other block consists of a poly (alkylene oxide) chain of a nature hydrophobic. For a copolymer with three blocks, at least one of the blocks consists of a chain of poly (alkylene oxide) hydrophilic nature while at least one of the other blocks consists of a poly ( alkylene oxide) of hydrophobic nature. Preferably, in the case of a three-block copolymer, the hydrophilic poly (alkylene oxide) chains are poly (ethylene oxide) chains denoted (PEO) X and (PEO) Z and the Poly (alkylene oxide) chains of hydrophobic nature are chains of poly (propylene oxide) denoted (PPO) y, poly (butylene oxide) chains, or mixed chains, each chain of which is a mixture of several alkylene oxide monomers. Very preferably, in the case of a three-block copolymer, there is used a compound of formula (PEO) X (PPO) y- (PEO) Z where x is between 5 and 300 and y is between 33 and 300 and z is between 5 and 300. Preferably, the values of x and z are the same. A compound is advantageously used in which x = 20, y = 70 and z = 20 (P123) and a compound in which x = 106, y = 70 and z = 106 (F127). Commercial nonionic surfactants known as Pluronic (BASF), Tetronic (BASF), Triton (Sigma), Tergitol (Union Carbide), Brij (Aldrich) are useful as nonionic surfactants. For a four-block copolymer, two of the blocks consist of a chain of poly (alkylene oxide) hydrophilic nature and the other two blocks consist of a chain of poly (oxides) of alkylene hydrophobic nature. Preferably, for the preparation of the mixture of step b) of said preparation process, the mixture of an ionic surfactant such as CTAB and a nonionic surfactant such as P123 is used.
Les polyoxométallates décrits ci-dessus et présentant la formule générale précitée sont utilisés dans l'étape b) du procédé de préparation de ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois. Les polyoxométallates préférés utilisés selon l'invention sont avantageusement choisis parmi les polyoxométallates de formule H2W120406-, PM0120403 PW120403 , HPNiMo'0396 P2Mo50236 MM06024H64" et Ni2Mo10038H48", pris seuls ou en mélange. L'étape c) dudit procédé de préparation consiste en une étape de mûrissement, c'est à dire à une étape de conservation sous agitation de la dite solution colloïdale obtenue à l'issue de l'étape b) à une température comprise entre 25°C et 80°C et de préférence comprise entre 25°C et 40°C pendant une durée comprise entre 1 h et 48 h et de préférence entre 20 h et 30 h. A l'issue de l'étape c) de mûrissement, une suspension est obtenue. L'étape d) optionnelle dudit procédé de préparation consiste en un autoclavage éventuel de la suspension obtenue à l'issue de l'étape c). Cette étape consiste à placer ladite suspension dans une enceinte fermée à une température comprise entre 80°C et 140°C, de préférence comprise entre 90°C et 120°C et de manière encore préférentielle comprise entre 100°C et 110°C de façon à travailler en pression autogène inhérente aux conditions opératoires choisies. L'autoclavage est maintenu pendant une durée comprise entre 12 et 48 heures et de préférence entre 15 et 30 heures. La suspension obtenue à l'issue de l'étape c) est ensuite filtrée selon l'étape e) et le solide ainsi obtenu est lavé et séché. Le lavage dudit solide obtenu après filtration et avant séchage se fait avantageusement avec une solution de même nature que la solution utilisée pour le mélange conformément à l'étape b) dudit procédé de préparation, puis par une solution aqueuse d'eau distillée. Le séchage dudit solide obtenu après filtration et lavage au cours de l'étape e) dudit procédé de préparation est avantageusement réalisé dans un four à une température comprise entre 25°C et 140°C, de préférence entre 25°C et 100°C et de manière préférée entre 30 et 80°C et pendant une durée comprise entre 10 et 48 h et de préférence comprise entre 10 et 24 h. L'étape f) consiste ensuite en une étape d'élimination dudit tensioactif conduisant à la génération de la mésoporosité uniforme et organisée de la matrice mésostructurée. L'élimination du tensioactif au cours de l'étape f) dudit procédé de préparation afin d'obtenir la matrice mésostructurée utilisée selon l'invention est avantageusement réalisée par traitement thermique et de préférence par calcination sous air à une température comprise entre 300°C et 1000°C et de préférence à une température comprise entre 400°C et 600°C pendant une durée comprise entre 1 et 24 heures et de préférence pendant une durée comprise entre 6 et 20 heures. L'étape f) est éventuellement suivie d'une étape g) de traitement du solide afin de régénérer au moins partiellement ou en intégralité l'entité polyoxométallate éventuellement au moins partiellement ou totalement décomposée lors de l'étape f). Dans le cas où ledit polyoxométallate est totalement décomposé lors de l'étape f), ladite étape g) de régénération est obligatoire. Cette étape consiste avantageusement en un lavage du solide avec un solvant polaire en utilisant un extracteur de type Soxhlet. De manière préférée, le solvant d'extraction est choisi parmi les alcools, l'acétonitrile et l'eau. De préférence le solvant est un alcool et de manière très préférée le solvant est le méthanol. Ledit lavage est réalisé pendant une durée comprise entre 1 et 24 heures, et de préférence entre 1 et 8 heures à une température comprise entre 65 et 110°C et de préférence comprise entre 90 et 100°C. L'extraction au solvant polaire permet non seulement de reformer lesdits polyoxométallates piégés dans les parois de ladite matrice mais aussi d'éliminer lesdits polyoxométallates éventuellement formés à la surface de ladite matrice. The polyoxometalates described above and having the above general formula are used in step b) of the process for preparing said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls. The preferred polyoxometallates used according to the invention are advantageously chosen from polyoxometalates of formula: ## STR13 # Step c) of said preparation process consists of a ripening step, that is to say a stirring storage step of said colloidal solution obtained at the end of step b) at a temperature of between 25.degree. ° C and 80 ° C and preferably between 25 ° C and 40 ° C for a period between 1 h and 48 h and preferably between 20 h and 30 h. At the end of the curing step c), a suspension is obtained. The optional step d) of said preparation process consists of a possible autoclaving of the suspension obtained at the end of step c). This step consists of placing said suspension in a closed chamber at a temperature of between 80 ° C. and 140 ° C., preferably between 90 ° C. and 120 ° C. and more preferably between 100 ° C. and 110 ° C. to work in autogenous pressure inherent to the operating conditions chosen. The autoclaving is maintained for a period of between 12 and 48 hours and preferably between 15 and 30 hours. The suspension obtained at the end of step c) is then filtered according to step e) and the solid thus obtained is washed and dried. Washing said solid obtained after filtration and before drying is advantageously with a solution of the same nature as the solution used for mixing in accordance with step b) of said preparation process, and then with an aqueous solution of distilled water. The drying of said solid obtained after filtration and washing during step e) of said preparation process is advantageously carried out in an oven at a temperature of between 25 ° C. and 140 ° C., preferably between 25 ° C. and 100 ° C. and preferably between 30 and 80 ° C and for a period of between 10 and 48 h and preferably between 10 and 24 h. Step f) then consists of a step of removing said surfactant leading to the generation of the uniform and organized mesoporosity of the mesostructured matrix. The removal of the surfactant during step f) of said preparation process in order to obtain the mesostructured matrix used according to the invention is advantageously carried out by heat treatment and preferably by calcination in air at a temperature of between 300 ° C. and 1000 ° C and preferably at a temperature between 400 ° C and 600 ° C for a period of between 1 and 24 hours and preferably for a period of between 6 and 20 hours. Step f) is optionally followed by a step g) of treating the solid in order to regenerate at least partially or in full the polyoxometallate entity optionally at least partially or completely decomposed during step f). In the case where said polyoxometallate is completely decomposed during step f), said regeneration step g) is mandatory. This step advantageously consists in washing the solid with a polar solvent using a Soxhlet type extractor. Preferably, the extraction solvent is chosen from alcohols, acetonitrile and water. Preferably the solvent is an alcohol and very preferably the solvent is methanol. Said washing is carried out for a period of between 1 and 24 hours, and preferably between 1 and 8 hours at a temperature between 65 and 110 ° C and preferably between 90 and 100 ° C. Extraction with polar solvent not only allows to reform said polyoxometalates entrapped in the walls of said matrix but also to eliminate said polyoxometalates optionally formed on the surface of said matrix.
Dans le cas où l'étape g) est obligatoire, ladite étape g) est suivie de l'étape h). L'étape h) consiste en une étape de séchage dudit solide ainsi obtenu ledit solide étant constitué de ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois. Le séchage dudit solide est avantageusement réalisé dans un four ou dans une étuve à une température comprise entre 40°C et 140°C de préférence entre 40°C et 100°C et pendant une durée comprise entre 10 et 48 h. Ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention présente avantageusement une surface spécifique comprise entre 100 et 1000 m2/g et de manière très avantageuse comprise entre 200 et 500 m2/g. Ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois, c'est à dire le catalyseur sous sa forme oxyde, présente une forme de chacune des particules élémentaires la constituant, non homogène, c'est à dire une forme irrégulière et de préférence non sphérique. De préférence, lesdites particules élémentaires constituant ladite matrice comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois sont non sphériques. A l'issue de la méthode de préparation par synthèse dite directe, lesdites particules élémentaires constituant ladite matrice comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois présentent avantageusement une taille moyenne comprise entre 50 nm et 10 microns et de préférence comprise entre 50 nm et 1 micron. D'autres éléments peuvent avantageusement être ajoutés à différentes étapes de la préparation de ladite matrice oxyde mésostructurée utilisée dans l'invention. Lesdits éléments sont de préférence choisis parmi les éléments du groupe VIII appelés promoteurs, les éléments dopants et les composés organiques. De manière très préférée, ledit métal du groupe VIII est choisi parmi le nickel et le cobalt et de manière plus préférée, le métal du groupe VIII est constitué uniquement de cobalt ou de nickel. De manière encore plus préférée, le métal du groupe VIII est le cobalt. Les éléments dopants sont de préférence choisis parmi le bore, le silicium, le phosphore et le fluor, pris seuls ou en mélange. In the case where step g) is mandatory, said step g) is followed by step h). Step h) consists of a drying step of said solid thus obtained, said solid consisting of said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls. The drying of said solid is advantageously carried out in an oven or in an oven at a temperature of between 40 ° C. and 140 ° C., preferably between 40 ° C. and 100 ° C. and for a period of between 10 and 48 h. Said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates entrapped in its walls used in the process according to the invention advantageously has a specific surface area of between 100 and 1000 m 2 / g and very advantageously between 200 and 500 m 2 / g. Said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls, that is to say the catalyst in its oxide form, has a shape of each of the elementary particles constituting it, which is non-homogeneous, ie an irregular shape and preferably not spherical. Preferably, said elementary particles constituting said matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls are nonspherical. At the end of the so-called direct synthesis synthesis method, said elementary particles constituting said matrix comprising said polyoxometalates entrapped in its walls advantageously have a mean size of between 50 nm and 10 microns and preferably between 50 nm and 1 micron. Other elements may advantageously be added at different stages of the preparation of said mesostructured oxide matrix used in the invention. Said elements are preferably chosen from group VIII elements called promoters, doping elements and organic compounds. Very preferably, said group VIII metal is selected from nickel and cobalt and more preferably the group VIII metal consists solely of cobalt or nickel. Even more preferably, the Group VIII metal is cobalt. The doping elements are preferably chosen from boron, silicon, phosphorus and fluorine, taken alone or as a mixture.
Lesdits éléments peuvent avantageusement être ajoutés seuls ou en mélange au cours d'une ou de plusieurs étapes du procédé de préparation de ladite matrice choisies parmi les étapes i), ii), iii) et iv) suivantes. i) Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits lors de l'étape b) du procédé de préparation de ladite matrice de mélange en solution d'au moins un tensioactif, d'au moins un précurseur de silice, d'au moins un précurseur d'au moins un élément Y choisi dans le groupe constitué par le silicium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le gallium, et le cérium et30 le mélange d'au moins un de ces éléments, puis d'au moins un polyoxométallate obtenu selon l'étape a) pour obtenir une solution colloïdale. ii) Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits après l'étape f) et avant l'étape g) dudit procédé de préparation. Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits par toute technique connue de l'Homme du métier et de manière avantageuse par imprégnation à sec. Said elements may advantageously be added alone or in a mixture during one or more steps of the process for preparing said matrix chosen from the following steps i), ii), iii) and iv). i) Said elements may advantageously be introduced during step b) of the process for preparing said mixing matrix in solution of at least one surfactant, at least one silica precursor, at least one precursor of at least one Y element selected from the group consisting of silicon, aluminum, titanium, zirconium, gallium, and cerium and the mixture of at least one of these elements, then at least one polyoxometallate obtained according to step a) to obtain a colloidal solution. ii) Said elements may advantageously be introduced after step f) and before step g) of said preparation process. Said elements may advantageously be introduced by any technique known to those skilled in the art and advantageously by dry impregnation.
iii) Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits après l'étape h) de séchage dudit procédé de préparation avant mise en forme. Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits par toute technique connue de l'Homme du métier et de manière avantageuse par imprégnation à sec. iii) Said elements may advantageously be introduced after step h) of drying said preparation process before shaping. Said elements may advantageously be introduced by any technique known to those skilled in the art and advantageously by dry impregnation.
iv) Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits après l'étape de mise en forme de ladite matrice. Lesdits éléments peuvent avantageusement être introduits par toute technique connue de l'Homme du métier et de manière avantageuse par imprégnation à sec. iv) Said elements can advantageously be introduced after the shaping step of said matrix. Said elements may advantageously be introduced by any technique known to those skilled in the art and advantageously by dry impregnation.
Après chacune des étapes ii) iii) ou iv) décrites ci-dessus, le solide obtenu constitué de ladite matrice oxyde silicique mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois peut avantageusement subir une étape de séchage et éventuellement une étape de calcination sous air éventuellement enrichi en 02 à une température comprise entre 200 et 600°C et de préférence comprise entre 300 et 500°C pendant une durée comprise entre 1 et 12 heures et de façon préférée pendant une durée comprise entre 2 et 6 heures. After each of the steps ii) iii) or iv) described above, the solid obtained consisting of said mesostructured silicic oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls may advantageously undergo a drying step and optionally an air enrichment calcination step optionally enriched at 02 at a temperature between 200 and 600 ° C and preferably between 300 and 500 ° C for a period of between 1 and 12 hours and preferably for a period of between 2 and 6 hours.
Les sources d'éléments du groupe VIII qui peuvent avantageusement être utilisées, sont bien connues de l'Homme du métier. Les nitrates de préférence choisis parmi le nitrate de cobalt et le nitrate de nickel, les sulfates, les hydroxydes choisis parmi les hydroxydes de cobalt et les hydroxydes de nickel, les phosphates, les halogénures choisis parmi les chlorures, les bromures et les fluorures, les carboxylates choisis parmi les acétates et les carbonates peuvent avantageusement être utilisés comme sources d'éléments du groupe VIII. The sources of group VIII elements which can advantageously be used are well known to those skilled in the art. Nitrates preferably selected from cobalt nitrate and nickel nitrate, sulphates, hydroxides selected from cobalt hydroxides and nickel hydroxides, phosphates, halides selected from chlorides, bromides and fluorides, The carboxylates chosen from acetates and carbonates can advantageously be used as sources of group VIII elements.
Les éléments promoteurs du groupe VIII sont avantageusement présents dans le catalyseur à des teneurs comprises entre 0,1 et 10% poids, de préférence entre 1 et 7% poids d'oxyde par rapport au catalyseur final. Les éléments dopants pouvant avantageusement être introduits sont avantageusement choisis parmi le bore, le silicium, le phosphore et le fluor pris seuls ou en mélange. L'élément dopant est un élément ajouté, qui en lui-même ne présente aucun caractère catalytique mais qui accroît l'activité catalytique du(des) métal(taux). Ledit élément dopant peut être avantageusement introduit seul ou en mélange lors de la synthèse dudit matériau utilisé dans l'invention. II peut également être introduit par imprégnation du matériau utilisé selon l'invention avant ou après séchage, avant ou après réextraction. Enfin, ledit dopant peut-être introduit par imprégnation dudit matériau utilisé dans l'invention après mise en forme. The promoter elements of group VIII are advantageously present in the catalyst at contents of between 0.1 and 10% by weight, preferably between 1 and 7% by weight of oxide relative to the final catalyst. The doping elements that can advantageously be introduced are advantageously chosen from boron, silicon, phosphorus and fluorine, taken alone or as a mixture. The doping element is an added element, which in itself has no catalytic character but which increases the catalytic activity of the metal (rate). Said doping element may advantageously be introduced alone or as a mixture during the synthesis of said material used in the invention. It may also be introduced by impregnation of the material used according to the invention before or after drying, before or after reextraction. Finally, said dopant may be introduced by impregnation of said material used in the invention after shaping.
Les éléments dopants sont avantageusement présents dans le catalyseur utilisé selon la présente invention à des teneurs comprises entre 0,1 et 10% poids et de préférence entre 0,1 et 5% poids d'oxyde par rapport au catalyseur final. La source de bore peut avantageusement être l'acide borique, de préférence l'acide orthoborique H3BO3, le diborate ou le pentaborate d'ammonium, l'oxyde de bore, les esters boriques. Le bore peut également être introduit en même temps que le(s) élément(s) du groupe VIB sous la forme d'hétéropolyanions de Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué tels que par exemple sous la forme de l'acide boromolybdique et de ses sels, ou de l'acide borotungstique et de ses sels lors de la synthèse de ladite matrice. Le bore, lorsqu'il n'est pas introduit lors de la synthèse de ladite matrice mais en post-imprégnation, peut avantageusement être introduit par exemple par une solution d'acide borique dans un mélange eau/alcool ou encore dans un mélange eau/éthanolamine. Le bore peut également avantageusement être introduit sous la forme d'un mélange d'acide borique, d'eau oxygénée et d'un composé organique basique contenant de l'azote tel que l'ammoniaque, les amines primaires et secondaires, les amines cycliques, les composés de la famille de la pyridine et des quinoléines et les composés de la famille du pyrrole. The doping elements are advantageously present in the catalyst used according to the present invention at contents of between 0.1 and 10% by weight and preferably between 0.1 and 5% by weight of oxide relative to the final catalyst. The boron source may advantageously be boric acid, preferably orthoboric acid H3BO3, ammonium diborate or pentaborate, boron oxide, boric esters. Boron may also be introduced together with the group VIB element (s) in the form of heteropolyanions of Keggin, Keggin lacunary, substituted Keggin such as for example in the form of boromolybdic acid and its salts, or borotungstic acid and its salts during the synthesis of said matrix. Boron, when it is not introduced during the synthesis of said matrix but in post-impregnation, may advantageously be introduced for example by a boric acid solution in a water / alcohol mixture or in a mixture of water and water. ethanolamine. Boron may also advantageously be introduced in the form of a mixture of boric acid, hydrogen peroxide and a basic organic compound containing nitrogen such as ammonia, primary and secondary amines, cyclic amines compounds of the family of pyridine and quinolines and compounds of the pyrrole family.
La source de phosphore peut avantageusement être l'acide orthophosphorique H3PO4, les sels et esters correspondants ou les phosphates d'ammonium. Le phosphore peut également avantageusement être introduit en même temps que le(s) élément(s) du groupe VIB sous la forme d'hétéropolyanions de Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué ou de type Strandberg tels que par exemple sous la forme d'acide phosphomolybdique et de ses sels, de l'acide phosphotungstique et de ses sels, lors de la synthèse de ladite matrice. Le phosphore, lorsqu'il n'est pas introduit lors de la synthèse de ladite matrice mais en post- imprégnation, peut avantageusement être introduit sous la forme d'un mélange d'acide phosphorique et d'un composé organique basique contenant de l'azote tel que l'ammoniaque, les amines primaires et secondaires, les amines cycliques, les composés de la famille de la pyridine et des quinoléines et les composés de la famille du pyrrole. Les sources de fluor qui peuvent avantageusement être utilisées sont bien connues de l'Homme du métier. Par exemple, les anions fluorures peuvent être introduits sous forme d'acide fluorhydrique ou de ses sels. Ces sels sont formés avec des métaux alcalins, l'ammonium ou un composé organique. Dans ce dernier cas, le sel est avantageusement formé dans le mélange réactionnel par réaction entre le composé organique et l'acide fluorhydrique. Le fluor, lorsqu'il n'est pas introduit lors de la synthèse de ladite matrice mais en post-imprégnation, peut avantageusement être introduit par exemple par imprégnation d'une solution aqueuse d'acide fluorhydrique, ou de fluorure d'ammonium ou encore de difluorure d'ammonium. The phosphorus source may advantageously be orthophosphoric acid H 3 PO 4, the corresponding salts and esters or ammonium phosphates. Phosphorus can also advantageously be introduced at the same time as the group VIB element (s) in the form of heteropolyanions of Keggin, Keggin lacunary, substituted Keggin or Strandberg type such as, for example, in the form of acid. phosphomolybdic acid and its salts, phosphotungstic acid and its salts, during the synthesis of said matrix. Phosphorus, when not introduced during the synthesis of said matrix but post-impregnation, may advantageously be introduced in the form of a mixture of phosphoric acid and a basic organic compound containing nitrogen such as ammonia, primary and secondary amines, cyclic amines, pyridine family compounds and quinolines and compounds of the pyrrole family. The fluorine sources which can advantageously be used are well known to those skilled in the art. For example, the fluoride anions can be introduced in the form of hydrofluoric acid or its salts. These salts are formed with alkali metals, ammonium or an organic compound. In the latter case, the salt is advantageously formed in the reaction mixture by reaction between the organic compound and the hydrofluoric acid. The fluorine, when it is not introduced during the synthesis of said matrix but in post-impregnation, can advantageously be introduced for example by impregnation with an aqueous solution of hydrofluoric acid, or ammonium fluoride or else ammonium difluoride.
Une fois l'élément dopant introduit par post-imprégnation, l'Homme du métier peut procéder avantageusement à un séchage à une température avantageusement comprise entre 90 et 150°C et par exemple à 120°C, et éventuellement ensuite à une calcination de façon préférée sous air en lit traversé, à une température avantageusement comprise entre 300 et 700°C et par exemple à 450°C pendant 4 heures. Once the doping element introduced by post-impregnation, the skilled person can advantageously proceed to a drying at a temperature advantageously between 90 and 150 ° C and for example at 120 ° C, and optionally then calcination so preferred under air in crossed bed, at a temperature advantageously between 300 and 700 ° C and for example 450 ° C for 4 hours.
Les composés organiques sont de préférence choisis parmi les agents chélatants, les agents non chélatants, les agents réducteurs et les additifs connus de l'Homme du métier. Lesdits composés organiques sont avantageusement choisis parmi les mono, di- ou polyalcools éventuellement éthérifiés, les acides carboxyliques, les sucres, les mono, di ou polysaccharides non cycliques tels que le glucose, le fructose, le maltose, le lactose ou le sucrose, les esters, les éthers, les éthers-couronnes, les composés contenant du soufre ou de l'azote comme l'acide nitriloacétique, l'acide éthylènediaminetetraactique, ou la diéthylènetriamine. Ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois et servant de support du catalyseur peut être obtenue sous forme de poudre, de billes, de pastilles, de granulés ou d'extrudés, les opérations de mises en forme étant réalisées selon les techniques classiques connues de l'Homme du métier. De préférence, ladite matrice oxyde mésostructurée utilisée selon l'invention est obtenue sous forme de poudre et mise en forme sous forme d'extrudés ou de billes. The organic compounds are preferably chosen from chelating agents, non-chelating agents, reducing agents and additives known to those skilled in the art. Said organic compounds are advantageously chosen from optionally etherified mono-, di- or polyalcohols, carboxylic acids, sugars, non-cyclic mono-, di- or polysaccharides such as glucose, fructose, maltose, lactose or sucrose, esters, ethers, crown ethers, compounds containing sulfur or nitrogen such as nitriloacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, or diethylenetriamine. Said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls and serving as catalyst support may be obtained in the form of powder, beads, pellets, granules or extrudates, the shaping operations being carried out according to conventional techniques known to those skilled in the art. Preferably, said mesostructured oxide matrix used according to the invention is obtained in powder form and shaped in the form of extrudates or beads.
Lors de ces opérations de mise en forme, il est également possible d'ajouter à ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois, au moins un matériau oxyde poreux de préférence choisi dans le groupe formé par l'alumine, la silice, la silice-alumine, la magnésie, l'argile, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de lanthane, l'oxyde de cérium, les phosphates d'aluminium, les phosphates de bore, ou un mélange d'au moins deux des oxydes cités ci-dessus et les combinaisons alumine-oxyde de bore, les mélanges alumine-titane, alumine-zircone et titane-zircone. Il est également possible d'ajouter les aluminates, tels que par exemple les aluminates de magnésium, de calcium, de baryum, de manganèse, de fer, de cobalt, de nickel, de cuivre et de zinc, les aluminates mixtes tels que par exemple ceux contenant au moins deux des métaux cités ci-dessus. II est également avantageusement possible d'ajouter les titanates, tels que par exemple les titanates de zinc, nickel, cobalt. II est également avantageusement possible d'employer des mélanges d'alumine et de silice et des mélanges d'alumine avec d'autres composés tels que par exemple les éléments du groupe VIB, le phosphore, le fluor ou le bore. II est également possible d'employer des argiles simples synthétiques ou naturelles de type phyllosilicate 2:1 dioctaédrique ou phyllosilicate 3:1 trioctaédrique telles que la kaolinite, l'antigorite, la chrysotile, la montmorillonnite, la beidellite, la vermiculite, le talc, l'hectorite, la saponite, la laponite. Ces argiles peuvent être éventuellement délaminées. Il est également avantageusement possible d'utiliser des mélanges d'alumine et d'argile et des mélanges de silice-alumine et d'argile. During these shaping operations, it is also possible to add to said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls, at least one porous oxide material preferably selected from the group formed by alumina, silica, silica-alumina, magnesia, clay, titania, zirconium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, aluminum phosphates, boron phosphates, or a mixture thereof at least two of the oxides mentioned above and the alumina-boron oxide combinations, the alumina-titanium, alumina-zirconia and titanium-zirconia mixtures. It is also possible to add aluminates, such as, for example, aluminates of magnesium, calcium, barium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc, mixed aluminates such as, for example those containing at least two of the metals mentioned above. It is also advantageously possible to add titanates, such as for example titanates of zinc, nickel or cobalt. It is also advantageously possible to use mixtures of alumina and silica and mixtures of alumina with other compounds such as, for example, Group VIB elements, phosphorus, fluorine or boron. It is also possible to use simple synthetic or natural clays of 2: 1 dioctahedral phyllosilicate or 3: 1 trioctahedral phyllosilicate type such as kaolinite, antigorite, chrysotile, montmorillonnite, beidellite, vermiculite, talc, hectorite, saponite, laponite. These clays can be optionally delaminated. It is also advantageously possible to use mixtures of alumina and clay and mixtures of silica-alumina and clay.
Ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois est caractérisée par plusieurs techniques d'analyses et notamment par diffraction des rayons X aux bas angles (DRX aux bas angles), par diffraction des rayons X aux grands angles (DRX), par volumétrie à l'azote (BET), par microscopie électronique à transmission (MET) éventuellement couplée à une analyse X, par microscopie électronique à balayage (MEB), par fluorescence X (FX) et par toute technique connue de l'Homme du métier pour caractériser la présence de polyoxométallates comme les spectroscopies Raman en particulier, UV-visible ou encore infrarouge ainsi que les microanalyses. Des techniques telles que la résonance magnétique nucléaire (RMN) ou encore la résonance paramagnétique électronique (RPE) (notamment dans le cas de l'utilisation d'hétéropolyanions réduits), pourront aussi également être utilisées selon le type d'hétéropolyanions employés. Said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls is characterized by several analysis techniques and in particular by X-ray diffraction at low angles (low-angle XRD), X-ray diffraction at large angles (XRD), by volumetry with nitrogen (BET), transmission electron microscopy (TEM) optionally coupled to X analysis, scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (FX) and any technique known to those skilled in the art for characterize the presence of polyoxometalates such as Raman spectroscopies in particular, UV-visible or infrared as well as microanalyses. Techniques such as nuclear magnetic resonance (NMR) or electronic paramagnetic resonance (EPR) (especially in the case of the use of reduced heteropolyanions), may also be used depending on the type of heteropolyanions used.
A l'issue du procédé de préparation décrit ci-dessus, le catalyseur se présente, sous sa forme oxyde, sous la forme d'un solide constitué d'une matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois. Conformément à l'invention, ledit catalyseur, sous sa forme oxyde, est sulfuré avant d'être mis en ceuvre dans le procédé selon l'invention et en particulier dans l'étape d'hydrotraitement et/ou dans l'étape d'hydroisomérisation. Cette étape de sulfuration génère la phase sulfure active. En effet, la transformation d'au moins un polyoxométallate piégé dans la matrice oxyde mésostructurée en sa phase active sulfurée associée est avantageusement réalisée par sulfuration, c'est à dire par un traitement en température de ladite matrice au contact d'un composé organique soufré décomposable et générateur d'H2S ou directement au contact d'un flux gazeux d'H2S dilué dans H2 à une température comprise entre 200 et 600°C et de préférence comprise entre 300 et 500°C selon des procédés bien connus de l'Homme du métier. Plus précisément, la sulfuration est réalisée 1) dans une unité du procédé elle-même à l'aide de la charge à traiter en présence d'hydrogène et d'hydrogène sulfuré (H2S) introduit tel quel ou issu de la décomposition d'un composé soufré organique, on parle alors de sulfuration in-situ ou 2) préalablement au chargement du catalyseur dans l'unité, on parle alors de sulfuration ex-situ. Dans le cas d'une sulfuration ex-situ, des mélanges gazeux peuvent avantageusement être mis en ceuvre tels que les mélanges H2/H2S ou N2/H2S. Le catalyseur sous sa forme oxyde peut aussi avantageusement être sulfuré ex-situ à partir de composés modèles en phase liquide, l'agent sulfurant étant alors choisi parmi le diméthyldisulfure (DMDS), le diméthylsulfure, le nbutylmercaptan, les composés polysulfures de type tertiononylpolysulfure, ceux-ci étant dilués dans une matrice organique composée de molécules aromatiques ou alkyles Avant ladite étape de sulfuration, ledit catalyseur sous sa forme oxyde constitué d'une matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates piégés dans ses parois peut avantageusement être prétraité thermiquement selon des méthodes bien connues de l'Homme du métier, de préférence par calcination sous air à une température comprise entre 300 et 1000°C et de préférence une température comprise entre 500 à 600°C pendant une durée comprise entre 1 et 24 heures et de préférence pendant une durée comprise entre 6 et 15 heures. At the end of the preparation process described above, the catalyst is in its oxide form in the form of a solid consisting of a mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates trapped in its walls. According to the invention, said catalyst, in its oxide form, is sulphurized before being used in the process according to the invention and in particular in the hydrotreatment stage and / or in the hydroisomerisation stage . This sulphurization step generates the active sulphide phase. Indeed, the transformation of at least one polyoxometallate trapped in the mesostructured oxide matrix into its associated sulphurated active phase is advantageously carried out by sulphidation, ie by a temperature treatment of said matrix in contact with an organic sulfur compound decomposable and H2S generator or directly in contact with a gas stream of H2S diluted in H2 at a temperature between 200 and 600 ° C and preferably between 300 and 500 ° C according to methods well known to man of career. More specifically, the sulfurization is carried out 1) in a unit of the process itself using the feedstock to be treated in the presence of hydrogen and hydrogen sulfide (H2S) introduced as such or from the decomposition of a organic sulfur compound, so-called in-situ sulfurization or 2) prior to the loading of the catalyst in the unit, this is called ex-situ sulfurization. In the case of ex situ sulfurization, gaseous mixtures can advantageously be used, such as the H2 / H2S or N2 / H2S mixtures. The catalyst in its oxide form may also advantageously be ex-situ sulphurized from liquid phase model compounds, the sulphurizing agent then being chosen from dimethyl disulphide (DMDS), dimethyl sulphide, n-butyl mercaptan and tertionyl polysulfide-type polysulfide compounds. these being diluted in an organic matrix composed of aromatic or alkyl molecules Before said sulfidation step, said catalyst in its oxide form consisting of a mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates entrapped in its walls can advantageously be pretreated thermally by methods well known to those skilled in the art, preferably by calcination in air at a temperature between 300 and 1000 ° C and preferably a temperature between 500 to 600 ° C for a period of between 1 and 24 hours and preferably during a duration between 6 and 15 hours.
Selon un mode de réalisation préféré, les polyoxométallates piégés dans les parois de ladite matrice oxyde mésostructurée peuvent avantageusement être sulfurés partiellement ou totalement au moment du procédé de préparation par synthèse directe de ladite matrice oxyde mésostructurée comprenant lesdits polyoxométallates utilisé selon l'invention et de préférence au cours de l'étape b) dudit procédé de préparation, par l'introduction dans la solution, en plus d'au moins un tensioactif, d'au moins un polyoxométallate et d'au moins un précurseur de l'élément Y, de précurseurs soufrés avantageusement choisis parmi la thiourée, la thioacétamide, les mercaptans, les sulfures et les disulfures. La décomposition à basse température, c'est à dire à une température comprise entre 80 et 90°C desdits précurseurs soufrés, soit lors de l'étape c) de mûrissement soit lors de l'étape d) d'autoclavage entraine la formation de H2S permettant ainsi la sulfuration desdits polyoxométallates. Selon un autre mode de réalisation préféré, la sulfuration partielle ou totale desdits polyoxométallates peut avantageusement être réalisée par introduction desdits précurseurs soufrés dans l'étape g) de régénération partielle ou totale desdits polyoxométallates piégés dans ladite matrice oxyde mésostructurée du catalyseur utilisé dans l'invention. According to a preferred embodiment, the polyoxometallates trapped in the walls of said mesostructured oxide matrix may advantageously be partially or totally sulphurized at the time of the preparation process by direct synthesis of said mesostructured oxide matrix comprising said polyoxometalates used according to the invention and preferably during step b) of said preparation process, by introducing into the solution, in addition to at least one surfactant, at least one polyoxometalate and at least one precursor of the element Y, sulfur-containing precursors advantageously chosen from thiourea, thioacetamide, mercaptans, sulphides and disulphides. The decomposition at low temperature, that is to say at a temperature between 80 and 90 ° C of said sulfur precursors, either during step c) curing or during step d) autoclaving results in the formation of H2S thus allowing the sulfurization of said polyoxometalates. According to another preferred embodiment, the partial or total sulfurization of said polyoxometalates may advantageously be carried out by introducing said sulfur precursors in step g) of partial or total regeneration of said polyoxometalates entrapped in said mesostructured oxide matrix of the catalyst used in the invention. .
L'invention est illustrée au moyen des exemples qui suivent. The invention is illustrated by means of the following examples.
Exemples Les exemples qui suivent précisent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 (non conforme à l'invention) : préparation d'un catalyseur d'hvdrotraitement A de formulation NiMoP à base de nickel, de molybdène et de phosphore déposée par imprégnation à sec du support alumine d'une solution contenant les précurseurs moléculaires correspondants. 25 Le catalyseur A de la section hydrotraitement est préparé à partir d'une alumine de transition, sous forme de poudre présentant des propriétés texturales de surface spécifique, volume poreux, et diamètre de pores respectivement de 290 m2/g, 0,7 ml/g, 9,4 nm (donnée max à la désorption). Le catalyseur A est préparé selon la méthode qui consiste à réaliser une imprégnation à sec d'une solution aqueuse préparée à partir d'heptamolybdate d'ammonium, 30 de nitrate de nickel et d'acide orthophosphorique, le volume de la solution contenant les précurseurs des métaux étant rigoureusement égal au volume poreux de la masse de support. Les concentrations en précurseurs de la solution aqueuse sont ajustées de manière à déposer sur le support les teneurs pondérales souhaitées. Le catalyseur est ensuite séché pendant 12 heures à 120°C puis calciné sous air à 500°C pendant 2 heures.20 Le catalyseur A ainsi obtenu à l'état oxyde, de formulation NiMoP présente une teneur en molybdène de 21 exprimé en % poids d'oxyde MoO3, une teneur en nickel de 4,3 exprimé en poids d'oxyde NiO et une teneur en phosphore de 0,86 exprimée en % poids d'oxyde P205. Ce catalyseur est non conforme à l'invention. Le catalyseur A obtenu a été analysé par spectroscopie Raman. Aucune bande caractéristique de la présence d'un hétéropolyanion n'est détectée. Examples The following examples specify the invention without limiting its scope. EXAMPLE 1 (not in accordance with the invention): Preparation of a NiMoP NiMoP formulation hydrotreatment catalyst based on nickel, molybdenum and phosphorus deposited by dry impregnation of the alumina support of a solution containing the corresponding molecular precursors . Catalyst A of the hydrotreatment section is prepared from a transition alumina, in powder form, having specific surface textural properties, pore volume, and pore diameter of 290 m 2 / g, 0.7 ml / m 2, respectively. g, 9.4 nm (maximum data at desorption). Catalyst A is prepared by the method of dry impregnation of an aqueous solution prepared from ammonium heptamolybdate, nickel nitrate and orthophosphoric acid, the volume of the solution containing the precursors metals being strictly equal to the pore volume of the support mass. The precursor concentrations of the aqueous solution are adjusted so as to deposit on the support the desired weight contents. The catalyst is then dried for 12 hours at 120 ° C. and then calcined in air at 500 ° C. for 2 hours. The catalyst A thus obtained in the oxide state, of NiMoP formulation, has a molybdenum content of 21 expressed in% by weight. MoO3 oxide, a nickel content of 4.3 expressed by weight of oxide NiO and a phosphorus content of 0.86 expressed as% by weight of oxide P205. This catalyst is not in accordance with the invention. Catalyst A obtained was analyzed by Raman spectroscopy. No band characteristic of the presence of a heteropolyanion is detected.
Exemple 2 (non conforme à l'invention) : préparation d'un catalyseur d'hvdroisomérisation B de formulation NiWP à base de nickel, de tungstène et de phosphore déposée par imprégnation à sec d'un support silice-alumine d'une solution contenant les précurseurs moléculaires correspondants. Le catalyseur B de la section hydroisomérisation est préparé par imprégnation à sec d'un support de type alumine silicée, la Siralox30 commerciale comprenant 30% en poids de silice dans le support oxyde final et présentant les caractéristiques texturales suivantes : 307 m2/g, 0,59 ml/g, 7,6 nm (donnée max à la désorption), à l'aide d'une solution aqueuse contenant les précurseurs oxydes métatungstate d'ammonium, de nitrate de nickel et d'acide orthophosphorique selon la méthode décrite dans l'exemple 1. Après les étapes de séchage et de calcination telles que décrites dans l'exemple 1, le catalyseur B ainsi obtenu à l'état oxyde a une teneur en tungstène de 27 exprimé en % poids d'oxyde de tungstène, une teneur en nickel de 3,5 exprimé en % poids d'oxyde de nickel et une teneur en phosphore de 0,7 exprimé en % poids d'oxyde de phosphore. Ce catalyseur est non conforme à l'invention. Le catalyseur B obtenu a été analysé par spectroscopie Raman. Aucune bande caractéristique de la présence d'un hétéropolyanion n'est détectée. EXAMPLE 2 (not in accordance with the invention): preparation of a NiwP-based hydroxide-isomerization catalyst B based on nickel, tungsten and phosphorus deposited by dry impregnation of a silica-alumina support with a solution containing the corresponding molecular precursors. Catalyst B of the hydroisomerization section is prepared by dry impregnation of a silica alumina support, commercial Siralox 30 comprising 30% by weight of silica in the final oxide support and having the following textural characteristics: 307 m 2 / g, , 59 ml / g, 7.6 nm (maximum data at desorption), using an aqueous solution containing the precursors ammonium metatungstate oxides, nickel nitrate and orthophosphoric acid according to the method described in EXAMPLE 1 After the drying and calcination steps as described in Example 1, the catalyst B thus obtained in the oxide state has a tungsten content of 27, expressed in% by weight of tungsten oxide, a nickel content of 3.5 expressed as% by weight of nickel oxide and a phosphorus content of 0.7 expressed as% by weight of phosphorus oxide. This catalyst is not in accordance with the invention. The catalyst B obtained was analyzed by Raman spectroscopy. No band characteristic of the presence of a heteropolyanion is detected.
Exemple 3 (conforme à l'invention) : préparation d'un catalvseur d'hydrotraitement C de formulation NiMoP comprenant l'hétéro-ol acide de Ke--in de formule PMo1 0403- 3H+ piégé dans une matrice silicique mésostructurée de type SBA-15 La matrice silicique mésostructurée SBA-15 comprenant l'hétéropolyacide de Keggin de formule PMo120403 3H+ piégé dans ses parois est obtenue par synthèse directe selon le procédé de préparation suivant : l'hétéropolyacide de Keggin de formule PMot2040 3H+ est acheté chez Aldrich. 0,1 g de tensioactif bromure de cétyltriméthylammoniuim (CTAB) et 2,0 g de tensioactif Pluronic P123 (PE020PP07OPE020) sont dissous dans 62,5 g d'une solution d'acide chlorhydrique à 1,9 mol/I. 4,1 g de précurseur de silice tetraéthylorthosilicate (TEOS) de formule Si(OEt)4 sont alors ajoutés, puis le milieu est agité pendant 45 min. 0,352 g de l'hétéropolyacide de Keggin de formule PMo12O403", 3H+ dans 10 g de la même solution d'acide chlorhydrique sont ensuite ajoutés. La solution colloïdale obtenue est ensuite laissée sous agitation pendant 20 heures à 40°C. La suspension est transvasée dans un autoclave téfloné pour un traitement à une température de 100°C pendant 24 heures. La suspension ainsi obtenue est alors filtrée puis le solide, après lavage avec 30 ml de la solution d'acide chlorhydrique à 1,9 mol/I et 60 ml d'eau distillée, est séché une nuit à l'étuve à 40°C. Le solide obtenu est alors calciné à une température palier de 490°C pendant 19 heures de manière à éliminer les tensioactifs et à libérer la mésoporosité dudit solide. Le solide obtenu est ensuite introduit dans un extracteur de type Soxhlet et le système est porté à reflux en présence de méthanol pendant 4 heures de manière à régénérer l'hétéropolyanion décomposé lors de l'étape de calcination. Le solide est ensuite séché pour évacuer le solvant à une température de 90°C pendant 12 heures. Le solide obtenu constitué de la matrice silicique mésostructurée SBA-15 comprenant l'hétéropolyacide de Keggin de formule PMo12O403", 3H+ piégé dans ses parois est alors imprégné à sec par une solution de nitrate de nickel puis séché à 120°C pendant 12 heures pour évacuer l'eau. Les teneurs finales exprimées en % poids d'oxydes NiO, MoO3 et P2O5 sont respectivement de 4,2/20,9/0,85 par rapport au solide final. Le catalyseur C présente des propriétés texturales (surface spécifique, volume poreux, diamètre de pores) respectivement de (340 m2/g, 0,9 ml/g, 7,5 nm). Le catalyseur C obtenu a été analysé par spectroscopie Raman. Il révèle les bandes caractéristiques de l'hétéropolyacide de Keggin de formule PM012O403 3H+ à 992, 973, 895 et 605 ce. Exemple 4 (conforme à l'invention) : préparation d'un catalvseur d'hvdroisomérisation D de formulation NiWP com-renant l'hétéro-ol acide de Ke--in de formule PW1 O40 _3H+ ou acide phosphotunqstique piégé dans une matrice aluminosilicique mésostructurée de ratio molaire Si/AI = 10. 0,1 g de CTAB et 2,0 g de P123 sont dissous dans 62,5 g d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 1,9 mol/I. 3,71 g de TEOS et 0,44 g de AI(OtBu)3 sont alors ajoutés, puis le milieu est agité pendant 45 min. 0,464 g de l'hétéropolyacide de Keggin de formule PW12O403 3H+ de chez Aldrich dans 10 g de la même solution d'acide chlorhydrique sont ensuite ajoutés. Example 3 (in accordance with the invention): preparation of a hydrotreatment catalyst C of NiMoP formulation comprising the Ke-in hetero-ol acid of formula PMo1O403-3H + trapped in a mesostructured silica matrix of SBA-type The mesostructured silicic matrix SBA-15 comprising the Keggin heteropolyacid of formula PMo120403 3H + trapped in its walls is obtained by direct synthesis according to the following preparation method: the Keggin heteropolyacid of formula PMot2040 3H + is purchased from Aldrich. 0.1 g of cetyltrimethylammonium bromide surfactant (CTAB) and 2.0 g of Pluronic P123 surfactant (PE020PP07OPE020) are dissolved in 62.5 g of a 1.9 mol / l hydrochloric acid solution. 4.1 g of tetraethylorthosilicate (TEOS) silica precursor of formula Si (OEt) 4 are then added, then the medium is stirred for 45 min. 0.352 g of the Keggin heteropolyacid of formula PMo12O403 ", 3H + in 10 g of the same hydrochloric acid solution are then added, The resulting colloidal solution is then left stirring for 20 hours at 40 ° C. The suspension is decanted in a teflonated autoclave for treatment at a temperature of 100 ° C. for 24 hours, the suspension thus obtained is then filtered and the solid, after washing with 30 ml of the 1.9 mol / l hydrochloric acid solution and 60 ml. ml of distilled water is dried overnight in an oven at 40 ° C. The solid obtained is then calcined at a plateau temperature of 490 ° C. for 19 hours so as to eliminate the surfactants and to release the mesoporosity of said solid. The solid obtained is then introduced into a Soxhlet-type extractor and the system is refluxed in the presence of methanol for 4 hours so as to regenerate the heteropolyanion decomposed during the calcination step. The solid is then dried to remove the solvent at a temperature of 90 ° C for 12 hours. The solid obtained constituted by the mesostructured silicic matrix SBA-15 comprising the Keggin heteropolyacid of formula PMo12O403 ", 3H + trapped in its walls is then dry impregnated with a solution of nickel nitrate and then dried at 120 ° C. for 12 hours to The final contents expressed in% by weight of oxides NiO, MoO3 and P2O5 are respectively 4.2 / 20.9 / 0.85 relative to the final solid.Catalyst C has textural properties (specific surface porous volume, pore diameter) respectively (340 m 2 / g, 0.9 ml / g, 7.5 nm) The catalyst C obtained was analyzed by Raman spectroscopy and reveals the characteristic bands of the heteropoly acid of Keggin of formula PM012O403 3H + at 992, 973, 895 and 605 cc Example 4 (in accordance with the invention): preparation of a hydroxylisomerization catalyst D of NiWP formulation containing the hetero-ol acid of Ke-- in formula PW1 O40 + 3H or phosphotunqstic acid entrapped in a Mesostructured aluminosilicic matrix of Si / Al molar ratio = 10. 0.1 g of CTAB and 2.0 g of P123 are dissolved in 62.5 g of a 1.9 mol / l aqueous hydrochloric acid solution. 3.71 g of TEOS and 0.44 g of Al (OtBu) 3 are then added, then the medium is stirred for 45 min. 0.464 g of the Keggin heteropoly acid of formula PW12O403 3H + from Aldrich in 10 g of the same hydrochloric acid solution are then added.
La solution colloïdale obtenue est ensuite laissée sous agitation pendant 20 heures à 40°C. La suspension est transvasée dans un autoclave téfloné pour un traitement à une température de 100°C pendant 24 heures. La suspension ainsi obtenue est alors filtrée puis le solide, après lavage avec 30 ml de la solution d'acide chlorhydrique à 1,9 mol/I et 60 ml d'eau distillée, est séché une nuit à l'étuve à 40°C. Le solide obtenu est alors calciné à une température palier de 490°C pendant 19 heures de manière à éliminer les tensioactifs et à libérer la mésoporosité dudit solide. Le solide obtenu est ensuite introduit dans un extracteur de type Soxhlet et le système est porté à reflux en présence de méthanol pendant 4 heures de manière à régénérer totalement l'hétéropolyanion décomposé lors de l'étape de calcination. Le solide est ensuite séché pour évacuer le solvant à une température de 90°C pendant 12 heures. Le solide obtenu constitué de la matrice aluminosilicique mésostructurée comprenant l'hétéropolyanion de Keggin de formule PW12O403", 3H+ piégé dans ses parois est alors imprégné à sec par une solution de nitrate de nickel puis séché à 120°C pendant 12 heures pour évacuer l'eau. Les teneurs finales exprimées en % poids d'oxydes NiO, WO3 et P2O5 sont respectivement de 3,5/26,7/0,69 par rapport au solide final. Le catalyseur D présente des propriétés texturales (surface spécifique, volume poreux, diamètre de pores) respectivement de (303 m2/g, 1 ml/g, 9 nm). Le catalyseur obtenu a été analysé par spectroscopie Raman. Il révèle des bandes à 1004 et 990 cm-1, ainsi que les bandes secondaires à 518 et 216 cm"' caractéristiques de l'hétéropolyanion de Keggin de formule PW12O403 3H+ en accord avec les précédents résultats publiés par B. Qiu, X. Yi, L. Lin, W. Fang et H. Wan dans Catalysis Today, 2008, 131, 1-4, 2008, 464. The colloidal solution obtained is then left stirring for 20 hours at 40 ° C. The suspension is decanted into a Teflon autoclave for treatment at a temperature of 100 ° C for 24 hours. The suspension thus obtained is then filtered and the solid, after washing with 30 ml of the 1.9 mol / l hydrochloric acid solution and 60 ml of distilled water, is dried overnight in an oven at 40 ° C. . The solid obtained is then calcined at a plateau temperature of 490 ° C. for 19 hours so as to eliminate the surfactants and to release the mesoporosity of said solid. The solid obtained is then introduced into a Soxhlet-type extractor and the system is refluxed in the presence of methanol for 4 hours so as to completely regenerate the decomposed heteropolyanion during the calcination step. The solid is then dried to remove the solvent at a temperature of 90 ° C for 12 hours. The resulting solid consisting of the mesostructured aluminosilicic matrix comprising the Keggin heteropolyanion of formula PW12O403 ", 3H + trapped in its walls is then dry impregnated with a solution of nickel nitrate and then dried at 120 ° C. for 12 hours to evacuate the The final contents, expressed as% by weight of oxides NiO, WO3 and P2O5, are respectively 3.5 / 26.7 / 0.69 relative to the final solid.Catalyst D has textural properties (specific surface, porous volume pore diameter) respectively (303 m 2 / g, 1 ml / g, 9 nm) The catalyst obtained was analyzed by Raman spectroscopy, it reveals bands at 1004 and 990 cm -1, as well as the secondary bands. 518 and 216 cm "characteristics of the Keggin heteropolyanion of formula PW12O403 3H + in agreement with the previous results published by B. Qiu, X. Yi, Lin L., W. Fang and H. Wan in Catalysis Today, 2008, 131, 1-4, 2008, 464.
Les catalyseurs A, B, C, D obtenus dans les exemples 1, 2, 3, 4 se présentent sous forme de poudre. Afin de tester ces catalyseurs, ils sont préalablement mis en forme. Pour chaque exemple, les poudres obtenues sont pastillées puis concassées. Les catalyseurs sont alors sous forme de particules de granulométrie comprise entre 1 et 2 mm. L'ensemble des caractéristiques des catalyseurs A, B, C et D mis en forme est reporté dans le tableau 1. The catalysts A, B, C, D obtained in Examples 1, 2, 3, 4 are in the form of a powder. In order to test these catalysts, they are previously shaped. For each example, the powders obtained are pelletized and then crushed. The catalysts are then in the form of particles having a particle size of between 1 and 2 mm. The set of characteristics of the catalysts A, B, C and D shaped is reported in Table 1.
Tableau 1. Principales caractéristiques des catalyseurs préparés. Catalyseur A g C D mis en forme Non-conforme Non-conforme Conforme Conforme Support Alumine Silice-alumine Silice Silice-alumine mésostructurée mésotructurée Méthode de imprégnation d' imprégnation de 3 3 préparation heptamolybdate métatungstate PMo12O40-, 3H PW12O40, 3H d'ammonium, d'ammonium, piégé + post piégé + post nitrate de nickel et nitrate de nickel et imprégnation de imprégnation d'acide d'acide Ni de Ni orthophosphorique orthophosphorique Phase active NiMoP NiWP NiMoP NiWP MoO3 ou WO3 21 27 20,9 26,7 (%pds) NiO (%pds) 4,3 3,5 4,2 3,5 P2O5 (%pds) 0,86 0,7 0,85 0,69 SBET (m2/g) * 240 210 340 303 Volume 0,57 0,4 0,9 1 poreux total (ml/g) * Diamètres de 9,5 8 7,5 9 pores moyens (nm) * * Valeur déterminée à partir de l'isotherme d'adsorption/désorption de l'azote Exemple 5 : comparaison des performances des catalvseurs A et C en hydrotraitement d'une huile de colza. Les performances des catalyseurs A et C, obtenus respectivement selon les exemples 1 et 3, sont comparées pour l'hydrotraitement d'une huile de colza. Le traitement de l'huile de colza est réalisé dans une unité isotherme en lit fixe de type courant descendant. Le réacteur est chargé avec 100 ml de catalyseur d'hydrotraitement (catalyseur chargé sous forme d'éléments concassés de granulométrie comprise entre 1 et 2 mm). Les catalyseurs sont évalués sous leur forme sulfure et sont sulfurés in-situ préalablement au test, à l'aide d'une charge gazole (issue d'une distillation directe du pétrole) additivée de 2% poids de diméthyldisulfure (DMDS). La sulfuration est réalisée à 350°C sous une pression de 5 MPa. Une fois la sulfuration terminée, on introduit la charge constituée d'huile de colza pré-raffinée (densité égale à 920 kg/m3, teneur en soufre inférieure à 10 ppm poids et indice de cétane égal à 35) additivée de 50 ppm poids de soufre sous forme de DMDS, à un débit volumique de 100 ml/h. L'additivation de la charge par le DMDS permet de générer une pression partielle d'H2S (issu de la décomposition du DMDS dans les conditions de test) suffisante pour maintenir le catalyseur à l'état sulfure. Pendant le test, 700 Nm3 d'hydrogène par m3 de charge sont introduits dans le réacteur maintenu à une température de 270°C et à une pression de 5 MPa et une vitesse spatiale horaire de 1 h"'. Table 1. Main characteristics of catalysts prepared. Catalyst A g Formed CD Non-conforming Non-conforming Compliant Compliant Support Alumina Silica-alumina Silica Silica-mesostructured mesostructured alumina Method of impregnation impregnation of 3 3 preparation heptamolybdate metatungstate PMo12O40-, 3H PW12O40, 3H ammonium, d ammonium, trapped + post trapped + post nickel nitrate and nickel nitrate and impregnation impregnation impregnation of orthophosphoric Ni Ni acid orthophosphoric phase active phase NiMoP NiWP NiMoP NiWP MoO3 or WO3 21 27 20.9 26.7 (% wt) NiO (% wt) 4.3 3.5 4.2 3.5 P2O5 (wt%) 0.86 0.7 0.85 0.69 SBET (m2 / g) * 240 210 340 303 Volume 0, 57 0.4 0.9 porous total (ml / g) * Diameters of 9.5 8 7.5 9 average pores (nm) * * Value determined from the nitrogen adsorption / desorption isotherm Example 5 Comparison of the Performance of Catalysts A and C in Hydroprocessing of a Rapeseed Oil The performances of the catalysts A and C, obtained respectively according to Examples 1 and 3, are compared for the hydrotreatment of a rapeseed oil. The rapeseed oil is processed in a fixed bed isothermal unit of the downflow type. The reactor is charged with 100 ml of hydrotreatment catalyst (catalyst loaded in the form of crushed elements with a particle size of between 1 and 2 mm). The catalysts are evaluated in their sulphide form and are sulphurized in situ prior to the test, using a diesel fuel feedstock (resulting from a direct distillation of the oil) additive of 2% by weight of dimethyl disulphide (DMDS). Sulfurization is carried out at 350 ° C. under a pressure of 5 MPa. Once the sulphurization is complete, the feedstock consisting of pre-refined rapeseed oil (density equal to 920 kg / m3, sulfur content of less than 10 ppm by weight and cetane number equal to 35) with a weight of 50 ppm by weight is introduced. sulfur in the form of DMDS, at a volume flow rate of 100 ml / h. Addition of the charge by the DMDS makes it possible to generate a partial pressure of H2S (resulting from the decomposition of the DMDS under the test conditions) sufficient to maintain the catalyst in the sulphide state. During the test, 700 Nm3 of hydrogen per m 3 of feed are introduced into the reactor maintained at a temperature of 270 ° C and a pressure of 5 MPa and a hourly space velocity of 1 h "".
Les principales caractéristiques de la charge d'huile de colza utilisée sont reportées dans le tableau 2. Tableau 2. Caractéristiques de l'huile de colza. Propriétés de la Valeurs charge Analyse élémentaire 4 S [ppm pds] N [ppm pds] 23 P [ppm pds] 177 C [%pds] 77,2 H [%pds] 11,6 O [%pds] 11,2 Composition en acide gras (%) 14:0 0,1 16:0 5, 0 16:1 0,3 17:0 0,1 17:1 0,1 18:0 1,5 18:1 trans <0,1 18:1 cis 60,1 18:2 trans <0,1 18:2 cis 20,4 18:3 trans <0,1 18:3 cis 9,6 20:0 0, 5 20:1 1,2 22:0 0,3 22:1 0,2 24:0 0,1 24:1 0, 2 44 L'hydrotraitement de l'huile de colza conduit à la production majoritaire de paraffines linéaires comprises en terme de longueur de chaînes entre le tétradécane (C14) et le tétracosane (C24). A noter également la formation de composés tels que les hydrocarbures légers (C1 à C3), les oxydes de carbone (CO et CO2) et de l'eau. The main characteristics of the colza oil feed used are shown in Table 2. Table 2. Characteristics of rapeseed oil. Charge Value Properties Elemental Analysis 4 S [ppm wt] N [ppm wt] 23 P [ppm wt] 177 C [% wt] 77.2 H [wt%] 11.6 O [wt%] 11.2 Composition Fatty acid (%) 14: 0 0.1 16: 0 5, 0 16: 1 0.3 17: 0 0.1 17: 1 0.1 18: 0 1.5 18: 1 trans <0.1 18: 1 cis 60.1 18: 2 trans <0.1 18: 2 cis 20.4 18: 3 trans <0.1 18: 3 cis 9.6 20: 0 0, 5 20: 1 1.2 22 : 0 0.3 22: 1 0.2 24: 0 0.1 24: 1 0, 2 44 The hydrotreatment of rapeseed oil leads to the majority production of linear paraffins in terms of chain length between tetradecane (C14) and tetracosane (C24). Also note the formation of compounds such as light hydrocarbons (C1 to C3), carbon oxides (CO and CO2) and water.
Dans le tableau 3 sont reportés les rendements obtenus en paraffines en présence du catalyseur A et C. Ces résultats mettent en évidence que l'encapsulation de la phase active NiMoP sous forme d'hétéropolyanions à l'état oxyde (catalyseur C) permet d'obtenir un catalyseur plus actif que le catalyseur A à iso teneur en molybdène. Tableau 3. Performances catalytiques des catalyseurs A et C pour l'hydrotraitement d'une huile de colza. Catalyseurs A C (non-conforme) (conforme) Conditions opératoires Température [°C] 270 270 Pression [MPa] 5 5 H2/charge [Nm3/m3] 700 700 Résultats Conversion de la charge [%pds] 90,6 95,1 Rendement en paraffines C14 à C24 [%pds] 78,8 82,7 * Valeur obtenue sur la fraction organique oxygénée (hors eau et oxydes de carbone) Exemple 6 : comparaison des performances des catalyseurs B et D pour l'hvdroisomérisation de paraffines lonques obtenues par hydrotraitement d'huile de colza en présence du catalyseur d'hvdrotraitement A. La base hydrocarbonée (C14 à C24) obtenue à l'exemple 5 en présence du catalyseur d'hydrotraitement A non conforme est hydroisomérisée à hydrogène perdu dans un réacteur d'hydroisomérisation dans les conditions opératoires ci-dessous, en présence des catalyseurs B ou D (catalyseur chargé sous forme d'éléments concassés de granulométrie comprise entre 1 et 2 mm) : VVH (volume de charge/volume de catalyseur/heure) = 1 h"1, pression totale de travail : 5 MPa, rapport hydrogène/charge : 700 normaux litres/litre. La conversion brute est définie comme étant la conversion des paraffines linéaires C15+ obtenues lors de la première étape d'hydrotraitement en paraffines linéaires de taille C15- et isomérisées. Le rendement en distillats moyens est égal au % poids de composés ayant un point d'ébullition supérieur à 150°C. Les températures utilisées pour évaluer les catalyseurs B et D sont fixées de manière à obtenir une conversion brute identique de 950/0 poids. L'ensemble des résultats obtenus est reporté dans le tableau 4. Table 3 shows the yields obtained in paraffins in the presence of catalyst A and C. These results show that the encapsulation of the NiMoP active phase in the form of heteropolyanions in the oxide state (catalyst C) makes it possible to to obtain a catalyst that is more active than the molybdenum-containing catalyst A. Table 3. Catalytic Performance of Catalysts A and C for the Hydroprocessing of a Rapeseed Oil. Catalysts AC (non-compliant) (compliant) Operating conditions Temperature [° C] 270 270 Pressure [MPa] 5 5 H2 / load [Nm3 / m3] 700 700 Results Conversion of load [% wt] 90.6 95.1 Yield paraffins C14 to C24 [% wt] 78.8 82.7 * Value obtained on the organic oxygenated fraction (excluding water and oxides of carbon) Example 6: Comparison of the performance of catalysts B and D for the hydroxisomerization of paraffins lonques obtained by hydrotreating rapeseed oil in the presence of the hydrotreatment catalyst A. The hydrocarbon base (C14 to C24) obtained in Example 5 in the presence of the non-conforming hydrotreatment catalyst A is hydroisomerized with hydrogen lost in a reaction reactor. hydroisomerization under the operating conditions below, in the presence of catalysts B or D (catalyst loaded in the form of crushed elements with a particle size of between 1 and 2 mm): VVH (volume of charge / volume of catalyst / hour) = 1 h "1, total pressure of tra vail: 5 MPa, hydrogen ratio / charge: 700 normal liters / liter. The crude conversion is defined as the conversion of the C15 + linear paraffins obtained in the first hydrotreatment stage into C15- and isomerized linear paraffins. The yield of middle distillates is equal to the weight of compounds having a boiling point above 150 ° C. The temperatures used to evaluate the catalysts B and D are set so as to obtain an identical crude conversion of 950% by weight. All the results obtained are reported in Table 4.
Il apparaît que le catalyseur D conforme à l'invention comprenant une phase active sous forme d'hétéropolyanions piégés dans les parois d'une matrice oxyde mésostructurée est plus actif que le catalyseur B non conforme à l'invention puisqu'il permet d'obtenir une conversion brute identique au catalyseur B pour une température de réaction inférieure de 5°C. De plus, pour une conversion brute de 950/0 poids, le catalyseur D conforme à l'invention conduit à la production en quantité plus importante d'une coupe distillats moyens présentant d'excellentes caractéristiques pour être utilisée comme base carburant distillats moyens. It appears that the catalyst D according to the invention comprising an active phase in the form of heteropolyanions trapped in the walls of a mesostructured oxide matrix is more active than the catalyst B not according to the invention since it makes it possible to obtain a crude conversion identical to catalyst B for a reaction temperature lower than 5 ° C. In addition, for a crude conversion of 950 wt.%, The catalyst D according to the invention leads to the production in greater quantity of a middle distillate cutter having excellent characteristics for use as a fuel base for middle distillates.
Tableau 4. Performances catalytiques des catalyseurs B et D pour l'hydroisomérisation de paraffines longues. Catalyseurs B (non-conforme) D (conforme) Conditions opératoires Température [°C] 345 340 Pression [MPa] 5 5 H2/charge [Nm3/m3] 700 700 Résultats Conversion brute [%pds] 95 95 Rendement en distillat moyen 80 85 (coupe 150°C+) [%pds] Table 4. Catalytic performance of catalysts B and D for the hydroisomerization of long paraffins. Catalysts B (non-compliant) D (compliant) Operating conditions Temperature [° C] 345 340 Pressure [MPa] 5 5 H2 / load [Nm3 / m3] 700 700 Results Gross conversion [% wt] 95 95 Average distillate yield 80 85 (150 ° C + cut) [% wt]
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