OA16744A - Procédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification. - Google Patents
Procédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification. Download PDFInfo
- Publication number
- OA16744A OA16744A OA1201400077 OA16744A OA 16744 A OA16744 A OA 16744A OA 1201400077 OA1201400077 OA 1201400077 OA 16744 A OA16744 A OA 16744A
- Authority
- OA
- OAPI
- Prior art keywords
- solid phase
- catalyst
- reaction
- ethanol
- chemical agent
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 27
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 27
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims description 14
- 235000018936 Vitellaria paradoxa Nutrition 0.000 claims description 13
- 241001135917 Vitellaria paradoxa Species 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 11
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 7
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 claims description 6
- 241000221089 Jatropha Species 0.000 claims description 6
- 150000003112 potassium compounds Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims description 5
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 description 30
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 5
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 5
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 5
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 3
- 240000007170 Cocos nucifera Species 0.000 description 3
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000001476 alcoholic Effects 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 3
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N Dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241001048891 Jatropha curcas Species 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021038 drupes Nutrition 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 2
- HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N polonium Chemical compound [Po] HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052699 polonium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 244000144725 Amygdalus communis Species 0.000 description 1
- 235000011437 Amygdalus communis Nutrition 0.000 description 1
- 229960000935 Dehydrated Alcohol Drugs 0.000 description 1
- 235000018938 Vitellaria Nutrition 0.000 description 1
- 241001135916 Vitellaria Species 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 235000020224 almond Nutrition 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000024881 catalytic activity Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000008162 cooking oil Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- -1 fatty acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000004301 light adaptation Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000009376 nuclear reprocessing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 239000001184 potassium carbonate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propanol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Procédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification, ce procédé comprenant les opérations suivantes : - pulvérisation de coques de fruits à noyaux; - mélange d'un agent chimique Alcalin en solution à la poudre de coques; filtration du mélange ainsi obtenu pour en extraire une phase solide; - dessiccation de la phase solide ainsi extraite; - pyrolyse de la phase solide ainsi desséchée.
Description
Procédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification
L’invention a trait à la production des composés chimiques utilisés comme catalyseurs dans les réactions de transestérification de triglycérides d’huiles végétales ou de graisses animales pour la production de biocarburants (également dénommés biodiesels).
Les biodiesels produits à partir d'huile végétale ou de graisse animale font l'objet de nombreuses recherches car ils peuvent se substituer avantageusement aux carburants fossiles, car, d’une part, ils sont issus de sources d'énergies renouvelables, et d'autre part, ils se révèlent moins polluants pour l'atmosphère.
Cette substitution est d'autant plus avantageuse qu’elle ne nécessite aucune adaptation particulière des moteurs diesel.
Rappelons que la transestérification s’opère selon une réaction au cours de laquelle les triglycérides contenus dans l’huile ou la graisse réagissent avec un alcool pour former des mono esters alcooliques (qui, en tant que produit principal de la réaction, constituent le biodiésel) et du glycérol (en tant que sous-produit de la réaction).
On simplifie la réaction en l’écrivant de la manière suivante :
Huile végétale + alcool ester alcoolique + glycérol
Afin d'accélérer cette réaction, naturellement lente, et d'en accroître le rendement, naturellement faible, il est courant d'ajouter un catalyseur au milieu réactif.
On connaît deux grandes voies catalytiques : la voie enzymatique et la voie chimique. La voie chimique est elle-même subdivisée en deux types : la catalyse homogène, dans laquelle le catalyseur se présente sous forme liquide (tout comme le milieu réactif), et la catalyse hétérogène, dans laquelle le catalyseur se présente au contraire sous forme solide (alors que le milieu réactif est liquide).
Selon certains auteurs, la catalyse homogène serait avantageuse par rapport à la catalyse hétérogène à plusieurs titres. Ainsi, dans The catalyst technical handbook, ed. Johnson Matthey, 200Θ, il est affirmé (p. 15) que les avantages de la catalyse homogène seraient :
(i) une meilleure utilisation des composés métalliques, ceux-ci étant disponibles de manière équitable pour tous les réactants, de sorte que la charge catalytique serait moindre,
D019 B001 OA
Version : TQD
ORIGlffi44 (ii) l’utilisation possible de différents états d'oxydation métallique, ce qui offrirait une plus grande plage d’activité, (iii) l'absence de diffusion [du catalyseur], permettant une meilleure cinétique de réaction, (iv) une extraction exothermique permettant une durée de vie accrue du catalyseur.
L’efficacité réactionnelle des catalyseurs homogènes n'est pas contestable. Cependant, ces catalyseurs présentent des inconvénients qui compliquent leur mise en oeuvre et rendent leur utilisation à l’échelle industrielle à la fois délicate et coûteuse. Certains de ces inconvénients ont déjà été répertoriés, cf. par ex. R. Romero et al, « Biodiesel Production by using Heterogeneous Catalysts », Alternative Fuel, ISBN 978-953-307-372-9, Août 2011.
En premier lieu, les esters alcooliques et le catalyseur, de phases homogènes, forment généralement à température ambiante des émulsions stables qui rendent difficile la séparation du catalyseur en fin de réaction. La séparation, indispensable, est conduite à l'aide de techniques de purification complexes (séchage, filtration au travers de membranes ou de résines filtrantes) et/ou polluantes (utilisation d'agents adsorbants chimiques, lavage à l’eau claire en grande quantité, nécessitant un retraitement ultérieur de l’eau usée).
En deuxième lieu, la transestérification en catalyse homogène tend à générer des réactions secondaires d’hydrolyse et de saponification, qui contrarient la réaction principale de transestérification.
Les réactions secondaires d'hydrolyse sont particulièrement présentes lorsque la transestérification est conduite en présence d’éthanol, car cet alcool, extrêmement hydrophile, présente généralement un taux d'hydratation élevé. Quant aux réactions de saponification, elles sont favorisées par la présence - fréquente d’acides gras libres dans les huiles et graisses utilisées. Les solutions permettant de limiter les réactions secondaires d’hydrolyse et de saponification sont, respectivement, d’employer un alcool déshydraté, (c'est-à-dire un éthanol ayant un taux d’hydratation inférieur ou égal à 0,5%) et une huile ou une graisse purifiée ayant une teneur en acides gras libres inférieure à 3%. Mais les opérations de déshydratation de l’éthanol et de purification des huiles et graisses sont particulièrement complexes et énergivores, ce qui réduit considérablement la rentabilité
D019 B001 OA
Version : T<
ORIGINAL à la fois économique et énergétique des biocarburants ainsi produits. En particulier, la déshydratation de l'éthanol consomme une portion non négligeable de l’énergie contenue dans cet alcool, comme le démontrent M.R. Ladisch, et K. Dyck, dans Déhydration of éthanol: new approach gives positive energy balance, Science, 205:898-900, 1979. De fait, l’éthanol ordinaire disponible sur le marché est généralement affecté d’un taux d’hydratation de 5% environ. Un tel taux d’hydratation peut d’ailleurs conduire à une désactivation au moins partielle du catalyseur.
Ces inconvénients militent en faveur de la catalyse hétérogène, dans laquelle le catalyseur est immobilisé sur un support solide ayant une structure (ou matrice) poreuse dans laquelle le catalyseur est fixé par adsorption. Il est connu d’insérer un catalyseur, sous forme d’oxyde ou d’hydroxyde, dans la matrice poreuse d’un charbon actif végétal servant de support catalytique.
Ainsi, A, Buasri et al, Preparing Activated Carbon from Palm Shell for Biodiesel Fuel Production, Chiang Mai university, 2011, décrit un procédé de synthèse de biocarburant par transestérification de l’huile de palme, utilisant comme catalyseur hétérogène un oxyde de calcium (CaO ou Ca(NO3)2) porté par un charbon actif obtenu à partir de la coque de palme,
M. Fan et al, Activated Carbon Supported K2CO3 Catalysts for Transestérification of Dimethyl Carbonate with Propyl Alcohol, Energy Fuels, 2007, 21 (2), pp 633-635, évoque l’utilisation de K2CO3 supporté par charbon actif comme catalyseur à pression atmosphérique dans la transestérification du carbonate de diméthyle pour la synthèse de carbonate de dipropyle (DPC).
S. Baroutian et al, Potassium hydroxide catalyst supported on palm shell activated carbon for transestérification of palm oil, Fuel Processing Technology, Vol. 91, Issue, 11, Novembre 2010, p.13781385, traite de la synthèse du biodiesel par transestérification catalytique de l’huile de palme, dans laquelle le catalyseur, KOH, est porté par un charbon actif obtenu à partir de la coque de palme.
A. Buasri et al, Continuous Process for Biodiesel Production in Packed Bed Reactor from Waste Frying Oil Using Potassium Hydroxide Supported on Jatropha curcas Fruit Shell as Solid Catalyst, Applied Sciences, 2, p.641-653, Août 2012, décrit la synthèse d’un bïodiesel par
D019B001 OA
Version : TQD
ORIGlN®4 transestérification catalytique d’un résidu d'huile de cuisson (waste frying oil, WFO), dans laquelle le catalyseur, KOH, est porté par un charbon actif obtenu à partir de la coque de Jatropha.
A. Buasri et al, Transestérification of waste frying oil for synthesizing biodiesel by KOH supported on coconut shell activated carbon in packed bed reactor, Science Asia 38, p.283-288, 2012, décrit la synthèse d’un biodiesel par transestérification catalytique WFO, dans laquelle le catalyseur, KOH, est porté par un charbon actif obtenu à partir de la noix de coco.
En dépit de leur intérêt, ces publications ont le défaut de présenter des protocoles expérimentaux difficiles à transposer à l’échelle industrielle, essentiellement en raison de la lenteur des réactions de transestérification, qui ne permettent pas d'atteindre des rendements suffisants dans des délais raisonnables. Ainsi, Buasri annonce par exemple, dans Preparing Activated Carbon, etc. (op.cit.) un rendement de 95,3% pour un temps de réaction de 4h et une température de 60°C. Le même auteur annonce, dans Continuous Process for Biodiesel Production, etc. (op.cit) et dans Transestérification of waste frying oil, etc. (op.cit.) des rendements respectifs de 86,7% et 86% pour un temps de réaction de 2h et une température de 60°C. Ces temps de réaction sont trop importants pour être envisagés dans une production industrielle de plusieurs tonnes par an et par unité de production.
Un premier objectif est de proposer une solution permettant d'améliorer les rendements des réactions de transestérification des huiles ou graisses issues du vivant (huile végétale ou graisse animale), d'une manière aussi écologique que possible.
Un deuxième objectif est de proposer un nouveau type de catalyseur permettant de remplir l’objectif précité.
Un troisième objectif est de proposer un procédé de fabrication de ce catalyseur à partir de matières premières issues de la biomasse, qui convienne à une production à l’échelle industrielle.
Il est proposé, en premier lieu, un procédé de fabrication d’un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification, ce procédé comprenant les opérations suivantes :
broyage de coques brutes de fruits à noyaux, mélange d’un agent chimique alcalin en solution au broyât ;
D019B001 OA
Version vTQD
OR1GDÎXÏ4 filtration du mélange ainsi obtenu pour en extraire une phase solide ;
dessiccation de la phase solide ainsi extraite ;
pyrolyse de la phase solide ainsi séchée.
Diverses caractéristiques supplémentaires de ce procédé peuvent être prévues, seules ou en combinaison :
une seconde opération de dessiccation de la phase solide pyrolysée peut être prévue ;
l’agent chimique alcalin est par exemple un composé du potassium, typiquement choisi parmi KCI, KOH, K2CO3 ;
l’opération de broyage peut être suivie d’une étape de tamisage du broyât, de manière à obtenir une poudre à grains de dimension comprise entre 0,1 et 1 mm ;
les coques sont par exemple des coques de karité ;
l’étape de mélange peut être conduite avec un rapport massique agent chimique : poudre compris entre 0,2:6 et 1,5:6 (par exemple de 1:6 environ pour un composé du potassium).
Il est proposé, en deuxième lieu, un composé chimique en phase solide obtenu par un procédé tel que présenté ci-dessus.
Il est proposé, en troisième lieu, un procédé de fabrication d’un biodiésel par transestérification de triglycérides d’une huile végétale ou d'une graisse animale par l'éthanol, selon la réaction :
Triglycérides + éthanol -> esters éthanoliques + glycérol dans lequel la réaction est conduite en présence d'un catalyseur sous forme d’un composé chimique en phase solide obtenu par le procédé tel que présenté ci-dessus.
L’huile végétale est de préférence une huile de Jatropha. Quant à l'éthanol, il peut être hydraté à un taux supérieur ou égal à 1%.
Lorsque l’agent chimique alcalin est KOH, la proportion huile/éthanol/catalyseur est de préférence de 5:5,5:X (en ml/ml/g) où X est supérieur ou égal à 0,50g.
Lorsque l’agent chimique alcalin est K2CO3, la proportion huile/éthanol/catalyseur est de préférence de 5:5,5:Y (en ml/ml/g) où Y est supérieur ou égal à 0,40g.
D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description d’un mode de réalisation, faite ci-après en
D019 B001 OA
Version :
16744 ORIGINAL référence au dessin annexé qui est un schéma synoptique illustrant un procédé de fabrication d’un composé chimique en phase solide comprenant un charbon actif portant un agent chimique adsorbé destiné à servir de catalyseur hétérogène dans une réaction de transestérification des triglycérides d’une huile végétale ou d'une graisse animale pour fabriquer un biocarburant (couramment appelé biodiésel, en raison de sa substitution - ou de son mélange - possible au diésel courant issu de l’industrie pétrochimique).
Rappelons que les triglycérides, qui sont les constituants principaux des huiles végétales et des graisses animales, et qui sont également dénommés triacylglycérols ou encore triacylglycérides, sont des lipides appartenant à la famille des glycérides (formés par association d'esters d’acide gras et de glycérol). Dans un triglycéride, trois groupements hydroxyle -OH du glycérol HOH2C-CHOH-CH2OH sont liés par estérification à trois acides gras. La formule chimique d’une molécule de triglycéride est généralement caractérisée de la manière suivante :
CH2-O-CO-R!
I ch-o-co-r2
I ch2-o-co-r3 où R1( R2 et R3 sont des acides gras.
La réaction de transestérification d'un triglycéride est activée par un alcool R-OH. Les acides gras de sa molécule réagissent chacun avec une molécule d’alcool pour donner respectivement, d'une part, trois mono esters alcooliques (produits principaux de la réaction et constituants du biodiesel) et, d'autre part, du glycérol (sous-produit de la réaction, destiné à être séparé des esters), selon la réaction : CH2-O-CO-R! R-O-CO-R1 CH2-OH
I + I
CH-O-CO-R2 + 3-R-OH R-O-CO-R2 + CH-OH
I + I ch2-o-co-r3 r-o-co-r3 ch2-oh
L'alcool peut être du méthanol CH3OH, mais il s'agit d'un composé toxique principalement fabriqué par l'industrie gazière à partir de
D019B001 OA
Version : TQI
matières fossiles. Son attractivité est principalement due à son coût de fabrication, assez modéré, et sa réactivité élevée (en catalyse chimique homogène), qui expliquent son utilisation généralisée dans la production des biodiésels à l'échelle industrielle lorsque les questions environnementales et sanitaires sont jugées secondaires. En revanche, il est préférable, dans le cadre d’une production raisonnée à ambition écologique, de lui substituer l’éthanol CH3-CH2-OH, qui a pour avantages d’être non toxique, d’avoir un faible impact quant à l’effet de serre, et de pouvoir être produit par distillation de toute biomasse sucrée ou amidonnée, par nature renouvelable.
La réaction de transestérification des triglycérides par l’éthanol produit des esters éthanoliques et du glycérol, selon la réaction suivante :
Triglycérides + éthanol -> esters éthanoliques + glycérol
Pour les raisons exposées en introduction, on conduit cette réaction en présence d’un catalyseur hétérogène, c'est-à-dire un catalyseur en phase solide (par opposition à la phase liquide du milieu réactionnel).
D’un point de vue fonctionnel, le catalyseur est un agent chimique alcalin (ci-après dénommé agent activant) qui, d’ordinaire, se présente sous forme de sels solubles. L'adjonction au milieu réactif de tels sels conduirait par conséquent à une catalyse homogène. C’est pourquoi, pour que cet agent activant puisse demeurer sous phase solide durant la réaction, il est porté par une structure poreuse dans laquelle l’agent activant demeure fixé. Ce charbon actif est obtenu par transformation d’une matière première organique d’origine végétale.
Pour des raisons de simplicité, on utilise doublement le terme « catalyseur » : d'un point de vue fonctionnel, pour désigner l'agent activant en tant que catalyseur de la réaction de transestérification et, d’un point de vue structurel, le composé solide formé le charbon actif incluant l'agent activant.
La matière première végétale utilisée pour la préparation du charbon actif est ici une coque brute sèche de fruit à noyaux. Les coques sèches de fruit à noyaux constituent d’excellentes ressources ligneuses pour la production de charbons actifs. Le terme « brut(e) » signifie que les coques n’ont subi aucune opération de cuisson ou de
D019B001 OA
Version : T<
ORIGINAL pyrolyse susceptible de transformer tout ou partie de la substance de la coque en carbone (ou charbon).
Un fruit à noyau, également appelé drupe, comprend un péricarpe composé d’une partie charnue (comestible ou non) et d'un noyau (généralement dur, et appelé sclérocarpe), et une graine (que l’on peut également nommer indifféremment amande ou noix) logée dans le noyau.
Le terme « coque » ici désigne le sclérocarpe seul, après prélèveront, sur la drupe, de la partie charnue du péricarpe et de la graine. La coque est décrétée sèche dès lors que s’est évaporée (de manière naturelle ou forcée) l’humidité résiduelle présente dans la coque et principalement issue de la partie charnue du péricapre et de la graine.
Selon un mode de réalisation préféré, les coques utilisées sont des coques de karité (quelle qu’en soit la variété : Vitellaria Nilotica, d’origine d’Afrique de l’Est, ou Vitellaria paradoxa, d’origine d’Afrique de l’Ouest). En variante, il pourrait s'agir de coques de Jatropha (tel que Jatropha Curcas), de noix de coco, de coques de palme, ou tout autre coque végétale de fruit à noyau. La coque de karité est préférée non seulement pour sa disponibilité dans plusieurs pays d'Afrique de l’Ouest, mais également pour sa facilité, après conversion en charbon actif (cf. ci-après), à fixer par adsorption l’agent chimique destiné à servir de catalyseur dans la réaction de transestérification.
On décrit le procédé de fabrication du catalyseur en référence au schéma synoptique de la figure annexée.
Les coques brutes sèches, qui se présentent plutôt sous forme concassée (le concassage étant nécessaire pour prélever la noix), subissent de manière préliminaire une opération 100 de nettoyage (de préférence à l’eau), suivie d'une opération 200 de séchage des coques ainsi nettoyées.
Le séchage des coques brutes nettoyées peut être effectué à l’air libre. Cependant, l’opération 200 de séchage est de préférence forcée, en étant conduite à l’étuve. Selon un mode particulier de réalisation, le séchage en étuve est effectué à une température prédéterminée supérieure à 30°C (de préférence de l’ordre de 60°C), pendant une durée prédéterminée supérieure à 12 h (par exemple de l’ordre de 24h).
D019B001 OA
Version : TQD
ORIGINAL
Les coques brutes sèches (ayant ou non subi les opérations précitées de nettoyage 100 et de séchage 200) subissent ensuite une opération 310 de broyage
L’opération 310 de broyage est conduite par exemple au moyen d’un moulin dans lequel les coques brutes sèches peuvent être déversées via une trémie, à l’issue de laquelle la matière des coques se présente sous forme d'un broyât.
L’opération 310 de broyage est de préférence suivie d'une opération 320 de tamisage du broyât, pour conserver une fraction de celui-ci dont les grains sont de taille inférieure à la valeur précitée. Le tamisage est par exemple conduit au moyen d'un tamis vibrant équipé d’un crible (en métal, en tissu ou encore en plastique) à maille de dimension correspondant à la valeur seuil. A l’issue de l’étape 320 de tamisage, la fraction utile de matière issue des coques se présente sous forme d'une poudre dont les grains ont une taille inférieure à une valeur seuil prédéterminée, avantageusement comprise entre 0,1 et 1 mm. La fraction du broyât dont les grains, retenus par le tamis, sont de taille supérieure à la valeur seuil, peut être recyclée en subissant un nouveau broyage.
On a par ailleurs préparé une solution contenant l’agent activant, par exemple par dissolution dans l'eau distillée. Cet agent activant est en l’espèce un sel métallique, le terme « métal » désignant, parmi les éléments de la classification périodique, les éléments situés à gauche d’une ligne joignant le bore (B) au polonium (Po), les éléments de cette ligne (bore, silicium, germanium, arsenic, antimoine, tellure et polonium) étant eux-mêmes exclus de cette désignation.
Plus précisément, l'agent activant est avantageusement un composé du potassium (K). Parmi les composés du potassium, on choisit de préférence l’un des composés suivants :
hydroxyde de potassium KOH, plus couramment appelé potasse, carbonate de potassium K2CO3.
A l’issue de l’opération 310 de broyage (ou, le cas échéant, de l’opération 320 de tamisage), est prévue une opération 400 de mélange de l'agent activant en solution à la poudre de coques brutes. Ce mélange est de préférence effectué de manière mécanique à l’aide d'un mélangeur poudre/liquide, par exemple du type commercialisé par la société Silverson sous la dénomination Flashmix®.
D019B001 OA
Version : TQD
ORIGI®4
Cette opération 400 de mélange est conduite pendant une durée prédéterminée, notamment de l'ordre de 12h environ. Le mélange respecte de préférence des rapports massiques prédéterminés de l'agent activant à la poudre de coques.
D'une manière générale, le rapport massique de l’agent activant à la poudre de coques brutes est compris entre 0,5:6 et 1,2:6, selon l'agent activant sélectionné. Les exemples présentés ci-après fournissent des rapports massiques plus précis.
Le mélange subit ensuite une opération 500 de filtration pour qu’en soit extraite une phase solide, ci-après dénommée précurseur. Seul ce précurseur est conservé en vue des opérations suivantes, la phase liquide restante étant soit éliminée, soit refiltrée.
Le précurseur ainsi obtenu subit ensuite une opération 600 de dessiccation pour éliminer tout liquide résiduel encore présent. Cette dessiccation est par exemple conduite au sein d’une étuve, à une température et pendant une durée prédéterminées. Selon un mode préféré de réalisation, la dessiccation est conduite à une température de 105°C environ, pendant une durée de 24h environ.
Le précurseur ainsi desséché subit alors une opération 700 de pyrolyse, de sorte à carboniser (ou calciner) la poudre de coques. La pyrolyse est par exemple conduite dans un four programmable à haute température, sous atmosphère neutre. La température de pyrolyse est supérieure ou égale à 600’C. Selon un mode préféré de réalisation, cette température est de 800°C environ. La pyrolyse est par exemple conduite avec une vitesse de chauffe de 10°C/min jusqu’à carbonisation complète du précurseur, laquelle intervient lorsque le précurseur atteint la température maximale visée.
Le produit de la pyrolyse est un résidu sec composé de l'association du charbon actif (c'est-à-dire un composé carboné ayant une structure à porosité élevée), issu de la carbonisation de la poudre de coques, et de l’agent activant.
Ce résidu est ensuite refroidi, par exemple de manière forcée au moyen d'une opération supplémentaire de dessiccation 800. Cette opération peut être conduite dans un dessiccateur, de préférence en présence de gel de silice de manière à accélérer le processus.
Le résidu ainsi refroidi peut alors être utilisé directement (c'est-àdire sans traitement supplémentaire comme un lavage suivi d'un
D019 B001 OA
Version : TQD
séchage) comme catalyseur hétérogène dans la réaction de transestérification précitée d’huile végétale ou de graisse animale par l’éthanol.
On présente dans ce qui suit deux exemples de réalisation mettant en œuvre le procédé de fabrication qui vient d'être décrit, suivis de dix exemples comparatifs.
Exemple 1a
Dans ce premier exemple, l'agent activant est KOH. La matière première utilisée pour la fabrication du charbon actif support est la coque brute de karité.
La fabrication du catalyseur est conforme à la description qui précède, avec, pour l’opération 400 de mélange, un rapport massique agent activant / poudre de coque de karité de 0,95:6.
Le catalyseur est utilisé dans la réaction de transestérification de l'huile végétale de Jatropha par l’éthanol, dans une proportion huile/éthanol/catalyseur de 5:5,5:0,52 (en ml/ml/g).
La réaction est conduite dans des conditions douces de température (inférieure ou égale à 70°C environ) et de pression (atmosphérique).
Une réaction témoin d’échantillonnage est conduite dans les conditions suivantes. Dans un ballon d'une capacité de 50 ml équipé d'un dispositif de refroidissement à eau, sont mélangés 5,5 ml d’éthanol anhydre et 0,52 g de catalyseur solide. Le ballon est ensuite chauffé dans un bain d'huile à 70°C, tandis que le mélange est agité à 600 tr/min. Après 15 min, 5 ml d'huile de Jatropha sont ajoutés au mélange, et l'ensemble est chauffé sous agitation pendant une durée de 10 min. A la fin de la réaction, l'éthanol en excès est séparé du milieu réactif, par exemple au moyen d’un évaporateur. Le produit principal de réaction (i.e. les esters éthanoliques) est séparé du catalyseur solide résiduel par filtration, tandis que le glycérol, plus dense que les esters, est extrait par décantation (en pratique à l’aide d’une ampoule à décanter).
Le taux d'esters éthyliques dans le milieu réactif, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, est de 98,63%, ce qui représente le rendement de la réaction après 10 min.
Exemple 1 b /
D019 BQ01 OA
Version : TQD
ORIGINAL
Cet exemple ne diffère de l’exemple 1a que par :
le caractère hydraté (à 5%) de l'éthanol, le rapport massique agent activant / poudre de coques brutes de karité, de 3:6.
Un rendement de la réaction de transestérification sensiblement identique à celui de l'exemple 1a (supérieur à 98%) est obtenu après 1h (au lieu de 10 min).
Exemple 2
Ce deuxième exemple ne diffère de l’exemple 1a que par :
la nature de l’agent activant : il s’agit de K2CO3, le rapport massique agent activant / poudre de coques brutes de karité, qui est de 1:6, la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,42.
Les autres conditions opératoires sont identiques.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d’esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 99,10%.
Exemple comparatif 1
Ce premier exemple comparatif ne diffère de l'exemple 1a que par la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,21.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d'esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 54,92%.
Exemple comparatif 2
Ce deuxième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 1a que par la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,32.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d'esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 94,91%.
Exemple comparatif 3
Ce troisième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 1a que par la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,42.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d'esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 97,63%.
Exemple comparatif 4
DQ19B001 OA
Version : TQD
Ce quatrième exemple comparatif ne diffère de l’exemple 2 que par la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,21.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d’esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 60,76%.
Exemple comparatif 5
Ce cinquième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 2 que par la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,32.
Il résulte de la réaction de transestérification un taux d’esters éthyliques, mesuré par chromatographie en phase gazeuse après 10 minutes de réaction, de 96,42%.
Exemple comparatif 6
Ce sixième exemple ne diffère de l’exemple 1a que par :
la nature de l'agent activant : il s'agit de KCl, le rapport massique agent activant / poudre de coques brutes de karité, qui est de 1:6, la proportion huile/éthanol/catalyseur, de 5:5,5:0,42.
Les autres conditions opératoires sont identiques.
La réaction de transestérification produit cependant des esters éthyliques à un taux négligeable, ce qui témoigne de l’absence quasitotale de réactivité du catalyseur ainsi produit.
Exemple comparatif 7
Ce huitième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 2 que par des opérations supplémentaires de lavage et de séchage du résidu issu de la pyrolyse, le lavage étant réalisé à l'eau distillée à environ 80°C, et le séchage réalisé en étuve à 105°C pendant 24h,
Les autres conditions opératoires sont identiques.
La réaction de transestérification produit cependant des esters éthyliques à un taux négligeable, ce qui témoigne de l’absence quasitotale de réactivité du catalyseur ainsi produit.
Exemple comparatif 8
Ce dixième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 1 que par :
la nature de l'agent chimique alcalin : il s’agit de NaOH, le rapport massique agent activant / poudre de coques karité, qui est de 0,6:6,
Les autres conditions opératoires sont identiques.
D019B001 OA
Version : TQD
La réaction de transestérification produit cependant des esters éthyliques à un taux extrêmement faible, ce qui témoigne de la faible réactivité du catalyseur ainsi produit.
Exemple comparatif 9
Ce neuvième exemple comparatif ne diffère de l'exemple 1 que par :
la nature de l’agent activant : il s'agit de NaOH, *· le rapport massique agent activant / poudre de coques brutes de karité, qui est de 0,6:6, des opérations supplémentaires de lavage et de séchage du résidu issu de la pyrolyse, le lavage étant réalisé à l’eau distillée à environ 80oC, et le séchage réalisé en étuve à 105°C pendant 24h, Les autres conditions opératoires sont identiques.
La réaction de transestérification produit cependant des esters éthyliques à un taux négligeable, ce qui témoigne de l'absence quasitotale de réactivité du catalyseur ainsi produit.
Les exemples comparatifs 1 à 4 démontrent que le rendement de la réaction de transestérification est d’autant plus élevé que la masse relative de catalyseur est importante dans le mélange réactif huile / alcool. Cependant ces exemples comparatifs montrent également que le rendement n’est pas une fonction linéaire de la masse relative du catalyseur, mais présente une tendance asymptotique. En particulier, les exemples comparatifs 1 et 3 montrent, pour KOH, que si, pour un doublement de quantité de catalyseur en réaction (de 0,21g à 0,42g par unité de mélange réactif), le rendement de celle-ci augmente de 43 points environ (de 54,92% à 97,63%), en revanche une augmentation supplémentaire de la quantité de catalyseur de 24% (de 0,42g à 0,52g par unité de mélange réactif) n’induit qu'une augmentation Inférieure à 1 point du rendement (de 97,63% à 98,54%). Ces remarques sont également valables pour le catalyseur K2CO3, comme le démontrent les exemples comparatifs 4 et 5. En pratique, on peut affirmer que :
pour KOH, il est préférable de retenir une proportion huile/éthanol/catalyseur de 5:5,5:X (en ml/ml/g) où X est supérieur ou égal à 0,50g ;
D019B001 OA
Version : TQD
ORIGÜKf
- pour Κ2ΟΟ3, il est préférable de retenir une proportion huile/éthanol/catalyseur de 5:5,5:Y (en ml/ml/g) où Y est supérieur ou égal à 0,40g.
Les exemples 6, 9 et 10 montre par ailleurs que l'utilisation de KCI ou de NaOH comme catalyseurs dans les conditions opératoires décrites plus haut (que le résidu de pyrolyse soit lavé et séché ou non) ne donne pas de résultats valables.
Les exemples 7 et 8 montrent, quant à eux, qu’un lavage à l'eau du résidu de pyrolyse provoque une désactivation de celui-ci en tant que catalyseur, quel que soit l’agent (KOH ou K2CO3).
L'exemple 1b montre en outre que, si la présence d’eau dans l’éthanol influe sur la cinétique de la réaction de transestérification (le même rendement est obtenu en imposant un rallongement du temps de réaction de 10 min à 1h), elle n’a toutefois pas d'effet sur les performances catalytiques propres du catalyseur (en l’espèce KOH).
Ainsi, il résulte du procédé de fabrication décrit précédemment - et du catalyseur obtenu - les avantages suivants.
Premièrement, dans l’hypothèse où la réaction de transestérification est conduite avec un éthanol anhydre, cette réaction peut être complétée (c’est-à-dire avec un taux de conversion des triglycérides en esters éthyliques de 98% ou plus) en une dizaine de minutes lorsque catalysée par le composé précité, contenant l’agent KOH ou Κ2ΟΟ3 porté par un charbon actif obtenu à partir de coques de fruits à noyaux (en particulier de coques de karité).
Deuxièmement, lorsque la réaction de transestérification est conduite avec un éthanol hydraté (ayant un taux d'hydratation pouvant aller jusqu'à 5%, ce qui correspond à un éthanol de qualité commerciale), la réaction peut être complétée en une heure environ, ce qui assure des gains de rendement substantiels par rapport aux techniques connues, dans lesquelles il est rare de compléter la réaction en moins de deux heures (voir les références bibliographiques précitées).
Troisièmement, l'activité catalytique du catalyseur n’est pas annihilée, mais seulement ralentie lorsque l’éthanol est hydraté (jusqu'à 5%), et il ne se produit pas - ou peu - de réactions secondaires de saponification ou d'hydrolyse malgré le ralentissement de la réaction principale. /
D019 B001 OA
Version. TQD
16744 ORIGINAL
Quatrièmement, l’absence quasi-totale de réactions secondaires rend le milieu réactionnel exempt d'émulsions, ce qui permet une séparation du glycérol des esters éthyliques par simple décantation.
Cinquièmement, le catalyseur peut être récupéré - et séparé des 5 esters éthyliques produits - par simple filtration.
Selon l'avis des inventeurs, l'efficacité du catalyseur obtenu par le procédé décrit précédemment repose non seulement sur le choix de l’agent activant (comme nous l'avons déjà indiqué, KOH et K2CO3 sont particulièrement préférés), mais également - et surtout - sur la manière 10 dont est préparé le catalyseur, et plus précisément sur le fait que la pyrolyse est effectuée en une seule étape, directement à partir de poudre de coques brutes imprégnées de l'agent activant. Les inventeurs ont en effet constaté que ce processus permet de maximiser la surface spécifique du charbon actif, et donc la quantité d'agent activant 15 adsorbé.
D019B001 OA
Version : TQD
REVENDICATIONS
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d’un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification, ce procédé comprenant une opération préliminaire de pulvérisation de coques brutes de fruits à noyaux, et étant caractérisé en ce qu’il comprend les opérations suivantes :mélange d’un agent chimique alcalin en solution à la poudre de coques brutes ;filtration du mélange ainsi obtenu pour en extraire une phase solide ;dessiccation de la phase solide ainsi extraite ;pyrolyse de la phase solide ainsi desséchée.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une seconde opération de dessiccation de la phase solide pyrolysée.
- 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’agent chimique alcalin est un composé du potassium.
- 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agent chimique alcalin est KOH ou K2CO3.
- 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de mélange est conduite avec un rapport massique agent chimique : poudre compris entre 0,5:6 et 1,2:6.
- 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, l’agent chimique étant un composé du potassium, le rapport massique est de 1:6 environ.
- 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’opération de pulvérisation comprend une première étape de broyage, suivie d’une deuxième étape de tamisage.
- 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape de tamisage est conduite de manière à conserver une poudre à grains de dimension comprise entre 0,1 et 1 mm.
- 9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les coques sont des coques de karité.D019B001 OAVersion : TQDORIGINAL
- 10. Composé chimique en phase solide obtenu par un procédé selon l'une des revendications précédentes.
- 11. Procédé de fabrication d'un biodiésel par transestérification de triglycérides d’une huile végétale ou d’une graisse animale par l'éthanol, selon la réaction :Triglycérides + éthanol -> esters éthanoliques + glycérol dans lequel la réaction est conduite en présence d'un catalyseur sous forme d'un composé chimique en phase solide selon la revendication10.
- 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'huile végétale est une huile de Jatropha.
- 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l’éthanol est hydraté à un taux supérieur.ou égal à 1%.
- 14. Procédé selon l’une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, l’agent chimique alcalin étant KOH, la proportion huile/éthanol/catalyseur est de 5:5,5:X (en ml/ml/g) où X est supérieur ou égal à 0,50g.
- 15. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, l'agent chimique alcalin étant K2CO3, la proportion huile/éthanol/catalyseur est de 5:5,5:Y (en ml/ml/g) où Y est supérieur ou égal à 0,40g.AD019 B001 OAVersion : TQDProcédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification5 ABREGEProcédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification, ce procédé comprenant les opérations suivantes :10 - pulvérisation de coques de fruits à noyaux ;mélange d'un agent chimique alcalin en solution à la poudre de coques ;filtration du mélange ainsi obtenu pour en extraire une phase solide ;15 - dessiccation de la phase solide ainsi extraite ;pyrolyse de la phase solide ainsi desséchée.Figure unique.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA16744A true OA16744A (fr) | 2015-12-14 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lam et al. | Production of biodiesel using palm oil | |
| EP1941013B1 (fr) | Procede perfectionne de fabrication d'esters ethyliques a partir de corps gras d origine naturelle | |
| EP0806471B1 (fr) | Procédé de fabrication d'esters éthyliques d'acides gras | |
| EP1934321B1 (fr) | Procede de fabrication d'esters ethyliques d'acides gras a partir de triglycerides et d'alcools | |
| Fadhil et al. | Ethanolysis of fish oil via optimized protocol and purification by dry washing of crude ethyl esters | |
| KR20110096377A (ko) | 미세조류로부터 오일 추출 및 바이오디젤 전환 방법 | |
| NZ574432A (en) | Preparation of fatty acid esters of glycerol formal and its use as biofuel | |
| FR2890656A1 (fr) | Procede de fabrication d'esters a partir de triglycerides et d'alcools | |
| WO2007060993A1 (fr) | Procede pour produire un ester d'alkyle d'acide gras | |
| KR102499622B1 (ko) | 바이오디젤 제조용 고체 산 촉매, 바이오디젤 제조용 고체 염기 촉매, 이들의 제조 방법, 및 이들을 이용한 바이오디젤의 제조 방법 | |
| CA2748395A1 (fr) | Procede d'obtention d'une fraction enrichie en esters d'acides gras fonctionnalises a partir de graines de plantes oleagineuses | |
| EP1941014B1 (fr) | Procede ameliore de fabrication d'esters ethyliques a partir de corps gras d'origine naturelle | |
| OA16744A (fr) | Procédé de fabrication d'un composé chimique en phase solide destiné à être utilisé comme catalyseur dans une réaction de transestérification. | |
| Khiangte et al. | Novel dragon fruit peel ash-derived solid catalyst for biodiesel production and PET waste recycling | |
| CA2688821A1 (fr) | Procede de preparation d'esters alcooliques a partir de triglycerides et d'alcools au moyen de catalyseurs heterogenes associant au moins une solution solide de znxal2o3+x et du zno | |
| WO2009074742A2 (fr) | Procede de fabrication d'esters alcooliques a partir de triglycerides et d'alcools au moyen de catalyseurs heterogenes a base de solide hybride a matrice mixte organique-inorganique | |
| Sulaiman et al. | Potash derived from orange peel supported on PVA as a heterogeneous catalyst for biodiesel production in the packed-bed reactor | |
| FR2698101A1 (fr) | Procédé de transestérification catalytique de corps gras d'origine végétale ou animale et procédé de récupération des produits obtenus. | |
| Thangarasu et al. | Production of biodiesel from Aegle marmelos correa seed oil for fuel cell application | |
| FR2962727A1 (fr) | Procede de preparation d'esters alcooliques et de glycerine a partir de triglycerides et d'alcools au moyen d'un catalyseur heterogene en presence d'eau en teneur controlee | |
| EP2344615B1 (fr) | Procede de transesterification d'huiles hydroxylees | |
| YENKWO | OPTIMIZATION OF BIODIESEL PRODUCTION FROM ORANGE PEEL USING LIMESTONE BASED CALCIUM OXIDE CATALYST VIA IN SITU TRANSESTERIFICATION | |
| FR2780399A1 (fr) | Procede de fabrication d'esters d'alkyles par transesterification ou alcoolyse | |
| Topare et al. | Experimental Investigations for the Production of Biodiesel from Algae Oil using Trans-Esterification Method. | |
| FR2960874A1 (fr) | Procede de fabrication d'esters alcooliques a partir de triglycerides et d'alcools au moyen de catalyseurs heterogenes a base de metallophosphates azotes |