WO2018087505A1 - Method for decontaminating a catalyst contaminated with carbon - Google Patents

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WO2018087505A1
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catalyst
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Ludovic PINARD
Catherine BATIOT-DUPEYRAT
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Université de Poitiers
Centre National De La Recherche Scientifique
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Definitions

  • the present invention generally relates to the field of decontamination of carbon-contaminated catalysts. This carbon, during a catalysis reaction, was then deposited inside these catalysts, especially in interstices, damaging or even deactivating the catalysts. STATE OF THE PRIOR ART
  • heterogeneous catalysis occupies an important place in the industrial processes of hydrocarbon processing.
  • the use of catalysts of zeolite or silica-alumina alumina types, natural or synthetic clays, doped with noble and non-noble metals, makes it possible, in particular, to produce gasoline by cracking hydrocarbons with low added values or isomerization. and aromatization of paraffins.
  • Heterogeneous catalysis makes it possible, by modifying the reaction path, to accelerate the rate of chemical reaction. In the case of the competing reactions, it makes it possible to favor one reaction with respect to another and thus to increase the selectivity of one chemical product rather than another.
  • This heterogeneous catalysis generally used in refineries allows in particular the transformation of heavy loads into gasoline. During these catalysts, it is necessary to regenerate the catalysts in industrial units such as refining units, or petrochemicals which are among the most consumer sectors of catalytic materials.
  • the catalyst is used in much smaller amounts than the reagents. During the reactions, it is not consumed and appears neither in the balance of the reaction nor in its equation. So, in the case frequently encountered in the industry where the reaction takes place by contact catalysis, the catalytic cycle should be perpetual if and only if the catalyst does not deactivate.
  • the rate at which the solid catalysts lose their activities depends largely on the characteristics of the process: nature and purity of the reagent (s), operating conditions such as the temperature, or the pressure, the reactor used and the catalyst chosen. Thus, catalytic cracking catalysts are deactivated in only a few seconds.
  • This deactivation is mainly related to the fact that the active sites are essentially located in the pores such as cages, intersecting channels, and channels, with perfectly defined characteristics and especially size close to that of organic molecules.
  • These pores are real nanoreactors in which both the desired reaction and carbon deposition occur, the growth of which is limited by the pore size.
  • These molecules can either poison the acid sites by adsorption or block their access.
  • catalyst decontamination processes involve the continuous or periodic renewal of the catalyst (s) in a reactor, by withdrawing spent catalysts and adding regenerated catalysts.
  • the implementation of such practices implies that the catalyst regeneration procedures are simple and effective, the choice of a technology for regeneration essentially dependent on the life of the catalyst.
  • the ex-situ regeneration is preferred because it allows a simplification of the shutdown procedures and ensures a better control of the regeneration by combustion.
  • the life of the catalyst is about six months, or five thousand hours, dedicated facilities for regeneration / reactivation are to be considered on site, especially if the catalyst is expensive.
  • the operation of the unit is generally called "semi-regenerative mode": the catalyst is not discharged, it is regenerated in the reactor to the detriment of a temporary loss of production.
  • the facilities necessary for performing the regeneration such as compressors for the circulation of inert gas and oxygen may be permanent elements of the unit or be temporarily installed.
  • the regeneration / reactivation frequency leads to permanent specialized facilities for the regeneration / reactivation of the catalyst. are considered an integral part of the process.
  • the catalyst can either remain in the same reactor that alternates between operation and regeneration / reactivation, or cyclic process, or be transported batchwise or continuously in another reactor dedicated to regeneration / reactivation, continuous regeneration process in a moving bed.
  • the principle of the latter used for the dehydrogenation of paraffins, skeletal isomerization and catalytic reforming, is to circulate the catalyst in the form of bead / extruded in the same direction as the hydrocarbon feedstock through several reactors in series and then the catalyst of the catalyst. The last reactor is withdrawn continuously at low flow and sent to the regeneration zone. In cyclic mode, the number of fixed bed reactors is selected to ensure almost uninterrupted production.
  • bed reactors operating in cyclic mode are most often preferred to moving bed reactors for reasons including economic. It should be noted that, nowadays, bedreactors operating in cyclic mode can implement processes for decontaminating catalysts contaminated by carbon by combustion in the air, the air being a gas oxidant commonly used in such processes. However, the high exothermicity of the combustion and the thermal properties of the catalysts make it difficult to control the temperature of the process.
  • Hot spots may appear, particularly in places where the carbon has been deposited in or on the catalysts, leading to irreversible catalyst damage, in particular due to metal sintering or else dealumination of the catalyst for example. Therefore, catalysts that have suffered such irreversible damage, and therefore deactivated, must be replaced so as not to disrupt catalysis.
  • the regeneration or the replacement of a catalyst are expensive from a strictly pecuniary and environmental point of view.
  • the carbonaceous deposits formed during the catalytic reaction responsible for the deactivation largely depend on the reactor and the catalysts chosen, the nature and purity of the catalysts and / or the reagent (s). (s), the regeneration / reactivation frequency, and the operating or operating conditions of the catalysis, in particular the temperature and / or pressure applied, as well as the oxidizing gas used in the reactor in which catalysis takes place.
  • the main drawbacks of the currently used processes are related to the deterioration of catalytic materials requiring replacement after several cycles of operation-regeneration, the high inertia of the treatment since it requires heating to over 550 ° C a large volume of gas in industrial units, at the cost of stopping the industrial process during the catalyst regeneration step (batch processes).
  • non-thermal plasma can be considered a promising technology because of its characteristics of no -balanced.
  • high energy electrons are generated at atmospheric pressure and at low temperatures, it leads to the formation of highly active species such as radicals, excited atoms or molecules, as well as positive ions such as 0 2 + or negative: O, 0 2 ⁇ and 0 3 ⁇ .
  • the decontamination process of the invention aims to remedy all or part of the disadvantages of the state of the art and aims in particular to provide a process capable of completely regenerating a contaminated catalyst, in other words deactivated by a carbonaceous deposit, using a minimum of energy via the use of a non-thermal plasma implemented at room temperature.
  • the method according to the invention implemented at ambient temperature without external heat input, aims to, under a plasma discharge, oxidize the carbon deposit trapped in the catalyst by combining the use of a non-thermal plasma and a flow of an oxidizing gas.
  • the invention therefore aims to efficiently generate, under a plasma discharge and without heat energy input, active species able to oxidize the carbon (especially in the form of coke) trapped in the deactivated catalyst including when the coke is located in the microporosity of the material.
  • the invention solves the problem associated with the use of heat treatments both expensive, of high inertia and often responsible for the irreversible deterioration of physico-chemical properties of the catalysts.
  • the advantages of the process compared to existing systems are: ease of implementation, no start-up (on / off system), no heating, reduced consumption of catalysts (process consumables), efficiency in terms of operating time treatment, a few minutes.
  • a first method of decontaminating a catalyst contaminated with carbon characterized in that it is implemented at ambient temperature and in that it comprises the following steps:
  • a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material; b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material, the electrodes being asymmetrical so as to have a tip-plane configuration;
  • a reactor configured to have a dielectric barrier discharge configuration (commonly referred to as DBD).
  • DBD dielectric barrier discharge configuration
  • Such a discharge is obtained by means of the dielectric material placed between the two electrodes.
  • the discharge is initiated by a strong potential difference between the electrodes inducing the formation of an intense electric field.
  • the accumulation of charges on the surface of the dielectric barrier causes a potential drop between the two electrodes and does not allow passage to the arc.
  • the accelerated electrons will then collide with the molecules of the oxidizing gas comprising oxygen and lead to the formation of radicals, ionized and metastable molecules adapted to react with the carbon contaminating the catalyst.
  • the discharge is obtained by applying an intense electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material and causing the acceleration of electrons, they collide with the species present in the gaseous medium.
  • the temperature of the electrons is very high (> 1000K)
  • the gaseous medium undergoes a significant increase in temperature after ionization of the gas, in other words after application of the discharge.
  • the temperature of the electrons is then very high, especially higher than that of the heavy particles such as neutrons and ions.
  • a non-equilibrium plasma is produced.
  • the non-thermal plasma is defined by a low electron density, generally less than 10 19 nrr 3 , and a gas temperature. equivalent to the temperature of the heavy particles which is of the order of the ambient temperature.
  • non-thermal plasma an ionized oxidizing gas without heat energy input, the ionization of the gas being effected by means of the intense electric field.
  • the radicals, ionized and metastable molecules will interact with the carbon trapped in the catalysts and regenerate them.
  • the removal of carbon in the catalyst is accomplished by oxidation reactions initiated by oxygen activation of the oxidizing gas under the discharge.
  • one of the electrodes has a very small diameter which results in the appearance of a more intense electric field.
  • the electrodes may have a diameter of between 0.5 mm and 1.5 mm.
  • the voltage applied between the electrodes may be between 10 and 20 kV, preferably between 10 and 18 kV. Below 10 kV, the plasma is not sufficiently stable for the geometry of the reactor used.
  • the dielectric material may be glass, or quartz, or ceramic.
  • the oxidizing gas may be a mixture of gases comprising oxygen and helium.
  • a gas mixture has the advantage of increasing the efficiency of the oxidation of the carbon trapped in the catalysts with respect to the oxidizing impact of a gas consisting solely of oxygen and nitrous oxide, for example. This increase in efficiency is explained by the fact that helium is a gas monoatomic defined by a better energy vector than that defining a diatomic gas. It should be noted that for effective oxidation, it is necessary that the gas comprises at least oxygen.
  • the gas mixture may comprise at least 1% oxygen and 10% helium by volume relative to the total volume of said gas mixture.
  • the oxidizing gas can circulate between said electrodes with a volume flow greater than or equal to 200 ml / min.
  • a second method of decontaminating a catalyst contaminated with carbon characterized in that it is implemented at ambient temperature and in that it comprises the following steps: a) providing a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material, said electrodes having a cylindrical configuration; b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material;
  • cylindrical configuration within the meaning of the present application, is meant an external metal electrode connected to a high voltage and of cylindrical shape covering a dielectric material also cylindrical and an internal metal electrode connected to the high voltage.
  • the electrodes may have a diameter of between 0.1 mm and 10 mm.
  • the voltage applied between the electrodes may be between 9 and 20 kV, preferably between 9 and 18 kV.
  • the dielectric material may be glass, quartz, or ceramic.
  • the oxidizing gas flowing between the electrodes may have a volume flow greater than or equal to 10 ml / min.
  • the catalyst may be a zeolite in the form of grain or extruded.
  • the catalyst may be a zeolite.
  • the carbon may be in the form of coke.
  • coke means a set of heavy compounds, or polyaromatic, retained on or in the catalyst and often responsible for the deactivation of the latter.
  • the oxidizing gas comprises dioxygen (1 -100% by volume relative to the total volume of the mixture) and may further comprise one or more gases among the helium (0-99% by volume relative to the total volume of the mixture), argon (0-99% by volume relative to the total volume of the mixture), or else the dinitrogen (0-99% by volume with respect to the volume total of the mixture).
  • the gas oxidant may also include traces of other compounds such as water (from a few ppm to 2.5%), nitrogen oxide (a few ppm), carbon dioxide (a few ppm) and / or ozone (a few ppm).
  • FIGS. 1 and 2 illustrating barrier-type plasma reactors. dielectric.
  • DBD Dielectric barrier discharge
  • This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a tip-plane configuration.
  • DBD Dielectric barrier discharge
  • Figure 2 This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a cylindrical configuration.
  • Fast pyrolysis reactor or “flash pyrolysis" type fluid bed for obtaining a zeolite coked from wood, which causes after a few seconds a deposit of material.
  • the zeolite used in Examples 1 to 5 is that marketed under the designation H-ZSM5 of MFI type with a molar ratio. If / AI of 40.
  • This zeolite (hereinafter denoted by the letter P) has optionally been modified by post-synthesis desilication treatments in order to create hierarchical zeolites (hereinafter denoted by the letter H) consisting of a mesoporous system connected to the microporous system of the parent zeolite (P).
  • the zeolites used in Examples 7, 8 and 9 are, for their part, of the FAU and MOR types with a Si / Al ratio of 10 and 17.
  • the FAU (whose Si / Al ratio is 17) is marketed under the designation of CBV720.
  • MFI-type P and H zeolites were coked in a fluidized bed during the pyrolysis of the wood at 773 K. This gives a zeolite comprising coke in a proportion of about 6.5% by weight of the product. total weight of the coked zeolite.
  • Two types of coke are present in each of the coked zeolites, one is soluble in dichloromethane, mainly composed of alkylbenzenes and alkylnaphthalenes, and highly polyaromatic compounds, defined by a molar mass of between 400 and 1000 g / mol. .
  • the other type of coke is insoluble coke and is partially oxygenated and its molar weight may be greater than 1000 g / mol.
  • the coke is located in the micropores of the zeolite, poisoning the acidic Bransted sites.
  • the zeolites FAU and MOR were coked during the conversion of propene at 450 ° C.
  • the coke of the FAU type CBV720 zeolite is composed of families of pyrene and coronene type molecules.
  • the FAU, MOR and MFI type zeolites are in the form of 2 cm 2 surface pellets (Example 1 to 6), with a grain diameter of between 0.2 and 0. , 4 mm (Example 7), grain diameter between 0.63 and 0.8 mm (Example 8) and extruded diameter 1 mm and length between 3 and 6 mm (Example 9).
  • the extrudates were synthesized in the following manner. Obtaining a compact paste following the production of the following mixture:
  • NaPMA being poly (methacrylic acid, sodium knows
  • the paste is then extruded as spaghetti son, then dried in a vacuum oven at 70 ° C, and calcined in a muffle furnace at 550 ° C for 12 hours with a step of 1 hour to 100 ° C.
  • the dissolution of the zeolite (MFI, FAU and MOR) with concentrated hydrofluoric acid (51% vol) allows to release the coke. trapped in micropores like the one strongly adsorbed on the outer surface.
  • the coke molecules in the micropores are sterically blocked, in any case (even at high temperature) they can not leave the microporosity.
  • Part of the coke is soluble in dichloromethane, the other insoluble part forms particles that can be recovered by filtration. It is then possible to classify the coke according to its solubility in CH2Cl2.
  • the insoluble coke can be characterized qualitatively by mass spectrometry with a MALDI-TOF SM type instrument.
  • the value of the molar masses indicates that the insoluble coke is highly oxygenated and relatively "heavy" up to more than 1000 g / mol.
  • Insoluble coke consists of oxygenated and non-oxygenated molecules. From the mass distribution of the insoluble coke and the composition of the soluble coke, it is possible to estimate the average molar mass of the coke, they are respectively 346 and 315 g / mol on the zeolites P and on H.
  • a reactor having a tip-plane configuration ( Figure 1 and Examples 1 to 6):
  • the plasma discharge takes place in a plasma reactor type Dielectric barrier discharge (DBD) with a plate-axis geometry, or plate pin ( Figure 1).
  • This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a tip-plane configuration.
  • DBD dielectric barrier discharge reactor
  • DBD dielectric barrier discharge reactor
  • the reactor comprises, as indicated in FIG.
  • two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material the two electrodes being asymmetrical, ie they are positioned perpendicularly one by report to the other.
  • One of these electrodes may be copper, for example, and the other may be platinum.
  • a potential generator between the two electrodes is used and adapted to perform a discharge and thus form a non-thermal plasma.
  • the coked zeolite is in the form of a pellet in Examples 1 to 6 and is deposited directly in the discharge in the space between the needle electrode and the dielectric material, in particular on this one which is preferably glass. With this configuration of highly dissymmetrical electrodes, the discharge is particularly intense in the center of the pellet and then spreads on its surface.
  • this reactor is a reactor generating a specific non-thermal plasma that can test the used catalyst in the form of pellet.
  • this tip-plane geometry it is possible to evaluate the local impact of a non-thermal plasma on the coke removal by measuring on different locations of the pellet for example the remaining coke content or the recovered acidity.
  • the high voltage is applied using a bipolar pulsed plasma generator (A2E technology).
  • A2E technology bipolar pulsed plasma generator
  • the power deposited in the reactor was measured for different voltages applied between the two terminals of the reactor, under an air flow rate of 100 ml / min. Up to 1 1 kV, the power increases linearly with the voltage, beyond it becomes more important, the electric discharges are stabilized. Unstable plasma It is not capable of destroying formed ozone, whereas for a non-thermal cold plasma the ozone formation and destruction rates are equivalent, therefore the ozone content is zero.
  • the coked zeolite is in the form of grains or extruded in Examples 7 to 9 and is deposited directly into the discharge volume located in the space between the needle electrode and the dielectric material, which is preferably glass.
  • a dielectric barrier discharge (DBD) reactor such as that illustrated in FIG. 2 is used.
  • This reactor is a DBD plasma reactor of cylindrical type and makes it possible to treat catalysts. in the form of grains or extrusions. This reactor makes it possible to regenerate several grams or even tens of grams of zeolite coked catalysts.
  • the combustion of coke can be obtained at a temperature above 550 ° C.
  • the coke is partially removed, about 40% of the coke initially present, at room temperature after 30 minutes of treatment with a non-thermal plasma under a flow of oxidizing gas comprising dioxygen, such as air, with a power output of only 8 W.
  • the temperature measured inside the reactor generating a non-thermal plasma is less than 373 K, which excludes a removal of coke by a thermal effect.
  • the zeolite under an oxidizing gas comprising, for example, a mixture of helium and oxygen, the zeolite is completely regenerated, that is to say that all the acidic sites of Br0nsted and the microporous volume are recovered.
  • Cool plasma treatment at room temperature with only 8 W of power for 30 minutes (maximum) of a zeolite deactivated by a heavy coke is as effective as a conventional thermal combustion process requiring a temperature above 550 ° C and for more than 30 min.
  • the fact of being able to completely regenerate the zeolite shows that the non-thermal plasma or rather the metastable species are able to diffuse into the micropores.
  • the zeolite can be considered, like the cold plasma, as an ionic medium in which the radicals can be stabilized. Indeed, it is known that aromatic molecules, such as coke, trapped in the micropores can spontaneously ionize, and the radicals that result have a relatively long life of several days or months. A complete regeneration of the zeolite is therefore performed at room temperature with low energy consumption. Moreover, based on the EPR analysis, it can be said that the active species generated by the non-thermal plasma are able to diffuse inside the micropores of the zeolite.
  • the amount of coke formed during flash wood pyrolysis, and determined by thermogravimetric analysis, is 6.5% by weight of the total weight of the zeolite.
  • This coke is almost completely removed under a flow of oxidizing gas comprising oxygen, for example air, at a temperature above 550 ° C, which corresponds to a typical temperature for the regeneration of this type of spent catalyst.
  • the residual pore volumes and the remaining acid sites are shown in Table 1, they show that a portion of the coke is located in the micropores, poisoning the Br0nsted acid sites. Only the volume of the micropores is affected by the coke deposition.
  • Treatment in a flow of air, by non-thermal plasma microporous and hierarchized MFI type zeolites contaminated with coke in the form of pellet: observation of the influence of the treatment time.
  • the treatment was carried out in the reactor shown in Figure 1 while the oxidizing gas was air.
  • the coked zeolite in pellet form is placed under the discharge zone.
  • the deposited power was maintained at 8 W, the air flow was 100 ml. min -1 .
  • the treatment was carried out in the reactor shown in FIG. 1.
  • the coked zeolite in pellet form is placed under the discharge zone.
  • the deposited power was maintained at 8 W for 30 minutes, the gas flow was 100 mL.min 1 .
  • the removal of the coke in the zeolite is particularly effective using a mixture of helium and O 2, as can be seen in Table 2 below.
  • 90% of the coke is removed.
  • this configuration and with a mixture of oxygen and dinitrogen, partial decontamination is obtained.
  • a power greater than 8 W one also obtains a complete decontamination.
  • This table 2 also highlights the results of the impact of the composition of the gas after 30 minutes.
  • ozone a high oxidizing agent
  • ozone is used as an oxidizer to effect complete oxidation of organic compounds.
  • no external heat is used, but it is important to verify that ozone is not responsible for the removal of coke in the zeolite under plasma discharge.
  • a test was carried out in which the coked zeolite in tablet form was exposed to ozone with a concentration of 200 ppm. The results show that no carbon removal occurs, therefore, it is the plasma discharge and the species generated under discharge that are responsible for the removal of coke and not ozone.
  • oxidizing gas a gaseous mixture comprising dinitrogen and oxygen, or else argon and dioxygen.
  • dinium or argon by helium allows with a maintained power at 8 W, a almost complete regeneration ( ⁇ " 100%).
  • ⁇ " 100%) the substitution of dinium or argon by helium allows with a maintained power at 8 W, a almost complete regeneration ( ⁇ " 100%).
  • all coke-poisoned Brnsted acid sites are recovered after only ten minutes of treatment.
  • the oxidation of coke is almost completely selective in CO2.
  • the active species responsible for the regeneration of the catalyst are the short-lived species (0 2 + 0, 0 2 ⁇ ), the role of the noble gas (He) being to improve the efficiency of the production of carbon atoms. oxygen (O).
  • b soluble and insoluble coke determined by digestion of the zeolite with HF- f, g measured by the pyridine adsorbed on the acid sites of Br0nsted and Lewis after evacuation at 150 ° C.
  • EXAMPLE 7 Decontamination of MOR and FAU type zeolites according to the invention in the form of a grain having a diameter of between 0.2 and 0.4 mm
  • the type of catalyst that is available in the plasma reactor of the dielectric barrier discharge type of cylindrical geometry is a FAU or MOR type catalyst.
  • This catalyst is in the form of grain whose diameter is between 0.2 and 0.4 mm.
  • the mass content of coke is greater than 15% on the FAU zeolite and 8% on the MOR zeolite.
  • the decontamination process is carried out for a period of 1 h20 and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least oxygen and helium.
  • the oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
  • the voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a reactor power of about 14 W.
  • the type of catalyst that is available in the plasma reactor of the dielectric barrier discharge type of cylindrical geometry is a FAU type catalyst.
  • This catalyst is in the form of grain between 0.63 and 0.8mm.
  • the mass content of coke is greater than 15%
  • the decontamination process is carried out for a period of 2 hours and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least dioxygen and helium.
  • the oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
  • the voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a power in the reactor of approximately 10 W.
  • EXAMPLE 9 Decontamination of an FAU Type Zeolite According to the Invention in the Form of Extrusions (1 mm Diameter and 3 to 6 mm Length) [0089]
  • the FAU type catalyst with 15% coke in extruded form (1 mm diameter and length of 3 to 6 mm) is arranged in the dielectric barrier type plasma reactor of cylindrical geometry (FIG 2).
  • the decontamination process is carried out for a period of 2 hours and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least oxygen and helium.
  • the oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
  • the voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a power on the glass (dielectric material) approximately equal to 16.79 W.

Abstract

The invention concerns a method for decontaminating a catalyst contaminated with carbon, characterised in that it is implemented at ambient temperature and in that it comprises the following steps: a) providing a reactor comprising at least two electrodes separated from each other, between which a dielectric material is positioned; b) positioning said contaminated catalyst at the surface of said dielectric material; c) circulating an oxidising gas between said electrodes, said gas comprising oxygen; and d) applying an electric field between said electrodes so as to ionise said oxidising gas and form radicals and/or ionised molecules and/or metastable molecules capable of reacting with the carbon of said catalyst, said electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material.

Description

PROCÉDÉ DE DÉCONTAMINATION D'UN CATALYSEUR CONTAMINÉ  METHOD FOR DECONTAMINATING A CONTAMINATED CATALYST
PAR DU CARBONE  BY CARBON
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine de la décontamination de catalyseurs contaminés par du carbone. Ce carbone, pendant une réaction de catalyse, s'est alors déposé à l'intérieur de ces catalyseurs, notamment dans des interstices, endommageant, voire désactivant, les catalyseurs. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE The present invention generally relates to the field of decontamination of carbon-contaminated catalysts. This carbon, during a catalysis reaction, was then deposited inside these catalysts, especially in interstices, damaging or even deactivating the catalysts. STATE OF THE PRIOR ART
[0002] La mise en œuvre d'une catalyse hétérogène occupe une place importante dans les procédés industriels de transformation d'hydrocarbures. L'utilisation de catalyseurs de types zéolithes ou alumines silice-alumine, les argiles naturelles ou de synthèse, dopés par des métaux nobles et non nobles, permet notamment la production d'essence par craquage d'hydrocarbures à faibles valeurs ajoutés ou l'isomérisation et l'aromatisation des paraffines. La catalyse hétérogène permet en modifiant le chemin réactionnel, d'accélérer la vitesse de réaction chimique. Dans le cas des réactions concurrentes, elle permet de favoriser une réaction par rapport à une autre et ainsi d'augmenter la sélectivité d'un produit chimique plutôt que d'un autre. Cette catalyse hétérogène généralement utilisée dans des raffineries permet en particulier la transformation de charges lourdes en essence. Lors de ces catalyses, il est nécessaire de régénérer les catalyseurs dans des unités industrielles telles que des unités de raffinage, ou de pétrochimie qui sont des secteurs parmi les plus consommateurs de matériaux catalytiques  The implementation of heterogeneous catalysis occupies an important place in the industrial processes of hydrocarbon processing. The use of catalysts of zeolite or silica-alumina alumina types, natural or synthetic clays, doped with noble and non-noble metals, makes it possible, in particular, to produce gasoline by cracking hydrocarbons with low added values or isomerization. and aromatization of paraffins. Heterogeneous catalysis makes it possible, by modifying the reaction path, to accelerate the rate of chemical reaction. In the case of the competing reactions, it makes it possible to favor one reaction with respect to another and thus to increase the selectivity of one chemical product rather than another. This heterogeneous catalysis generally used in refineries allows in particular the transformation of heavy loads into gasoline. During these catalysts, it is necessary to regenerate the catalysts in industrial units such as refining units, or petrochemicals which are among the most consumer sectors of catalytic materials.
[0003] Le catalyseur est utilisé en quantité beaucoup plus faible que les réactifs. Au cours des réactions, il n'est pas consommé et n'apparaît alors ni dans le bilan de la réaction, ni dans son équation. Ainsi, dans le cas fréquemment rencontré dans l'industrie où la réaction se déroule par catalyse de contact, le cycle catalytique devrait être perpétuel si et seulement si le catalyseur ne se désactive pas. La vitesse à laquelle les catalyseurs solides perdent leurs activités dépend beaucoup des caractéristiques du procédé : nature et pureté du (des) réactif(s), conditions opératoires comme la température, ou la pression, réacteur utilisé et catalyseur choisis. Ainsi, les catalyseurs de craquage catalytique sont désactivés en quelques secondes seulement. The catalyst is used in much smaller amounts than the reagents. During the reactions, it is not consumed and appears neither in the balance of the reaction nor in its equation. So, in the case frequently encountered in the industry where the reaction takes place by contact catalysis, the catalytic cycle should be perpetual if and only if the catalyst does not deactivate. The rate at which the solid catalysts lose their activities depends largely on the characteristics of the process: nature and purity of the reagent (s), operating conditions such as the temperature, or the pressure, the reactor used and the catalyst chosen. Thus, catalytic cracking catalysts are deactivated in only a few seconds.
[0004] Cette désactivation est principalement liée au fait que les sites actifs sont pour l'essentiel localisés dans les pores tels que les cages, intersection de canaux, et canaux, de caractéristiques parfaitement définies et surtout de taille voisine de celle de molécules organiques. Ces pores sont de véritables nanoréacteurs dans lesquels se déroulent à la fois la réaction désirée et le dépôt de carbone dont la croissance est limitée par la taille des pores. Ces molécules peuvent soit empoisonner les sites acides par adsorption ou bloquer leur accès. This deactivation is mainly related to the fact that the active sites are essentially located in the pores such as cages, intersecting channels, and channels, with perfectly defined characteristics and especially size close to that of organic molecules. These pores are real nanoreactors in which both the desired reaction and carbon deposition occur, the growth of which is limited by the pore size. These molecules can either poison the acid sites by adsorption or block their access.
[0005] Actuellement, pour éviter une désactivation rapide d'un catalyseur, des procédures simples de régénération sont mises en œuvre. Par exemple, des procédés de décontamination de catalyseurs mettent en jeu le renouvellement continu ou périodique du ou des catalyseurs dans un réacteur, par soutirage de catalyseurs usés et apports de catalyseurs régénérés. La mise en œuvre de telles pratiques implique que les procédures de régénération du catalyseur soient simples et efficaces, le choix d'une technologie pour la régénération dépendant essentiellement de la durée de vie du catalyseur. [0006] Ainsi, généralement, lorsque la durée de vie du catalyseur est supérieure à un an, ou à dix milles heures, comme c'est le cas notamment pour les catalyseurs d'hydrotraitement et d'hydrocraquage, la régénération ex-situ est préférée car elle permet une simplification des procédures d'arrêt et assure un meilleur contrôle de la régénération par combustion. Toutefois, lorsque la durée de vie du catalyseur est d'environ six mois, ou cinq milles heures, les installations dédiées pour la régénération/réactivation sont à considérer sur place, en particulier si le catalyseur est coûteux. Le fonctionnement de l'unité est généralement appelé « mode semi- régénérait » : le catalyseur n'est pas déchargé, il est régénéré dans le réacteur au détriment d'une perte temporaire de la production. Les installations nécessaires à la réalisation de la régénération, tels que des compresseurs pour la circulation de gaz inerte et d'oxygène peuvent être des éléments permanents de l'unité ou être installés temporairement. [0007] Cependant, lorsque la durée de vie du catalyseur est plus courte, soit moins de quelques semaines, par exemple moins de deux cents heures, la fréquence de régénération/réactivation conduit à des installations spécialisées permanentes pour la régénération/réactivation du catalyseur qui sont considérées comme faisant partie intégrante du procédé. Le catalyseur peut soit resté dans le même réacteur qui alterne entre fonctionnement et régénération/réactivation, ou procédé cyclique, ou soit être transporté en discontinu ou en continu dans un autre réacteur dédié à la régénération/réactivation, procédé à régénération continue en lit mobile. Le principe de ce dernier, utilisé pour la déshydrogénation des paraffines, isomérisation squelettale et le reformage catalytique, est de faire circuler le catalyseur sous forme de bille/extrudé dans le même sens que la charge hydrocarbonée à travers plusieurs réacteurs en série puis le catalyseur du dernier réacteur est soutiré continuellement à faible débit et envoyé vers la zone de régénération. [0008] En mode cyclique, le nombre de réacteurs à lit fixe est sélectionné en vue d'assurer une production presque ininterrompue. Comparé au fonctionnement en mode cyclique, la technologie de régénération continue en lit mobile permet de maintenir à la fois le rendement et la sélectivité constants. En outre, cette technologie peut être appliquée dans des conditions, à faibles pressions, favorisant rendements et sélectivité, mais conduit à une désactivation rapide et par conséquent une durée de cycle plus courte. Malgré ces avantages, les réacteurs en lit fonctionnant en mode cyclique sont le plus souvent préférés aux réacteurs à lit mobile pour des raisons notamment économiques. [0009] Il est à noter que, de nos jours, les réacteurs en lit fonctionnant en mode cyclique permettent de mettre en œuvre des procédés de décontamination de catalyseurs contaminés par du carbone par une combustion dans l'air, l'air étant un gaz oxydant couramment utilisé dans de tels procédés. Cependant, la forte exothermicité de la combustion et les propriétés thermiques des catalyseurs rendent difficiles le contrôle de la température du procédé. Des points chauds peuvent apparaître, en particulier aux endroits où le carbone a été déposé dans ou sur les catalyseurs, conduisant à des dommages irréversibles des catalyseurs notamment dus à un frittage métallique ou encore à une désalumination du catalyseur par exemple. Par conséquent, les catalyseurs qui ont subi un tel dommage irréversible, et donc désactivés, doivent être remplacés pour ne pas perturber la catalyse. Cependant, il est à noter que la régénération ou le remplacement d'un catalyseur sont coûteux tant d'un point de vue strictement pécuniaire qu'environnemental. [0010] Par ailleurs, il est à noter que les dépôts carbonés formés lors de la réaction catalytique responsables de la désactivation dépendent en grande partie du réacteur et des catalyseurs choisis, de la nature et pureté des catalyseurs et/ou du (des) réactif(s), de la fréquence de régénération/réactivation, et des conditions de fonctionnement, ou opératoires, de la catalyse, en particulier de la température et/ou de la pression appliquées, ainsi que du gaz oxydant utilisé dans le réacteur au sein duquel a lieu la catalyse. Currently, to avoid rapid deactivation of a catalyst, simple regeneration procedures are implemented. For example, catalyst decontamination processes involve the continuous or periodic renewal of the catalyst (s) in a reactor, by withdrawing spent catalysts and adding regenerated catalysts. The implementation of such practices implies that the catalyst regeneration procedures are simple and effective, the choice of a technology for regeneration essentially dependent on the life of the catalyst. Thus, generally, when the catalyst lifetime is greater than one year, or ten thousand hours, as is particularly the case for hydrotreating and hydrocracking catalysts, the ex-situ regeneration is preferred because it allows a simplification of the shutdown procedures and ensures a better control of the regeneration by combustion. However, when the life of the catalyst is about six months, or five thousand hours, dedicated facilities for regeneration / reactivation are to be considered on site, especially if the catalyst is expensive. The operation of the unit is generally called "semi-regenerative mode": the catalyst is not discharged, it is regenerated in the reactor to the detriment of a temporary loss of production. The facilities necessary for performing the regeneration, such as compressors for the circulation of inert gas and oxygen may be permanent elements of the unit or be temporarily installed. However, when the life of the catalyst is shorter, or less than a few weeks, for example less than two hundred hours, the regeneration / reactivation frequency leads to permanent specialized facilities for the regeneration / reactivation of the catalyst. are considered an integral part of the process. The catalyst can either remain in the same reactor that alternates between operation and regeneration / reactivation, or cyclic process, or be transported batchwise or continuously in another reactor dedicated to regeneration / reactivation, continuous regeneration process in a moving bed. The principle of the latter, used for the dehydrogenation of paraffins, skeletal isomerization and catalytic reforming, is to circulate the catalyst in the form of bead / extruded in the same direction as the hydrocarbon feedstock through several reactors in series and then the catalyst of the catalyst. The last reactor is withdrawn continuously at low flow and sent to the regeneration zone. In cyclic mode, the number of fixed bed reactors is selected to ensure almost uninterrupted production. Compared to cyclic mode operation, continuous regeneration technology in a moving bed allows both constant efficiency and selectivity to be maintained. In addition, this technology can be applied under conditions, at low pressures, favoring yields and selectivity, but leads to a rapid deactivation and consequently a shorter cycle time. Despite these advantages, bed reactors operating in cyclic mode are most often preferred to moving bed reactors for reasons including economic. It should be noted that, nowadays, bedreactors operating in cyclic mode can implement processes for decontaminating catalysts contaminated by carbon by combustion in the air, the air being a gas oxidant commonly used in such processes. However, the high exothermicity of the combustion and the thermal properties of the catalysts make it difficult to control the temperature of the process. Hot spots may appear, particularly in places where the carbon has been deposited in or on the catalysts, leading to irreversible catalyst damage, in particular due to metal sintering or else dealumination of the catalyst for example. Therefore, catalysts that have suffered such irreversible damage, and therefore deactivated, must be replaced so as not to disrupt catalysis. However, it should be noted that the regeneration or the replacement of a catalyst are expensive from a strictly pecuniary and environmental point of view. Furthermore, it should be noted that the carbonaceous deposits formed during the catalytic reaction responsible for the deactivation largely depend on the reactor and the catalysts chosen, the nature and purity of the catalysts and / or the reagent (s). (s), the regeneration / reactivation frequency, and the operating or operating conditions of the catalysis, in particular the temperature and / or pressure applied, as well as the oxidizing gas used in the reactor in which catalysis takes place.
[0011] Il convient ainsi, plutôt que de remplacer les catalyseurs endommagés, ou désactivés, de régénérer ces derniers directement dans le même réacteur où a lieu la catalyse, en mettant en œuvre des procédés de décontamination doux afin d'éviter, notamment, la création des points chauds. It is thus appropriate, rather than replacing damaged catalysts, or deactivated, to regenerate these directly in the same reactor where the catalysis takes place, by implementing mild decontamination processes to avoid, in particular, the creation of hot spots.
[0012] Ainsi, les principaux inconvénients des procédés actuellement utilisés sont liés à la détérioration des matériaux catalytiques nécessitant leur remplacement après plusieurs cycles de fonctionnement-régénération, à la grande inertie du traitement puisqu'il nécessite de chauffer à plus de 550°C un volume de gaz important dans les unités industrielles, au coût engendré par l'arrêt du procédé industriel pendant l'étape de régénération du catalyseur (procédés discontinus). Thus, the main drawbacks of the currently used processes are related to the deterioration of catalytic materials requiring replacement after several cycles of operation-regeneration, the high inertia of the treatment since it requires heating to over 550 ° C a large volume of gas in industrial units, at the cost of stopping the industrial process during the catalyst regeneration step (batch processes).
[0013] Il est à noter que, parmi les techniques alternatives pour surmonter les difficultés associées à l'apparition des points chauds dus notamment à la régénération thermique, le plasma non thermique peut être considéré comme une technologie prometteuse en raison de ses caractéristiques de non-équilibre. Dans un tel plasma, des électrons hautement énergétiques sont générés à la pression atmosphérique et à des températures basses, il conduit à la formation d'espèces très actives telles que des radicaux, des atomes ou molécules excités, ainsi que des ions positifs tel que 02 + ou négatifs : O , 02 ~ et 03 ~. OBJECTIF DE L'INVENTION It should be noted that, among the alternative techniques to overcome the difficulties associated with the appearance of hot spots due in particular to thermal regeneration, non-thermal plasma can be considered a promising technology because of its characteristics of no -balanced. In such a plasma, high energy electrons are generated at atmospheric pressure and at low temperatures, it leads to the formation of highly active species such as radicals, excited atoms or molecules, as well as positive ions such as 0 2 + or negative: O, 0 2 ~ and 0 3 ~ . OBJECTIVE OF THE INVENTION
[0014] Le procédé de décontamination de l'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique et vise notamment à proposer un procédé capable de régénérer totalement un catalyseur contaminé, autrement dit désactivé par un dépôt carboné, en utilisant un minimum d'énergie via l'utilisation d'un plasma non-thermique mis en œuvre à température ambiante. En particulier, le procédé selon l'invention mis en œuvre à température ambiante sans apport thermique extérieur, vise à, sous une décharge plasmatique, oxyder le dépôt de carbone emprisonné dans le catalyseur en combinant l'utilisation d'un plasma non-thermique et un flux d'un gaz oxydant. L'invention a donc pour objectif de générer efficacement, sous une décharge plasma et sans apport d'énergie calorifique, des espèces actives aptes à oxyder le carbone (notamment sous forme de coke) emprisonné dans le catalyseur désactivé y compris lorsque le coke est localisé dans la microporosité du matériau. The decontamination process of the invention aims to remedy all or part of the disadvantages of the state of the art and aims in particular to provide a process capable of completely regenerating a contaminated catalyst, in other words deactivated by a carbonaceous deposit, using a minimum of energy via the use of a non-thermal plasma implemented at room temperature. In particular, the method according to the invention implemented at ambient temperature without external heat input, aims to, under a plasma discharge, oxidize the carbon deposit trapped in the catalyst by combining the use of a non-thermal plasma and a flow of an oxidizing gas. The invention therefore aims to efficiently generate, under a plasma discharge and without heat energy input, active species able to oxidize the carbon (especially in the form of coke) trapped in the deactivated catalyst including when the coke is located in the microporosity of the material.
[0015] Par ailleurs, l'invention permet de résoudre le problème lié à l'utilisation de traitements thermiques à la fois coûteux, d'une grande inertie et souvent responsables de la détérioration irréversible des propriétés physico-chimiques des catalyseurs. Les avantages du procédé par rapport aux systèmes existants sont : la facilité de mise en œuvre, pas de mise en régime (système on/off), absence de chauffage, consommation réduite de catalyseurs (consommables du procédé), efficacité en termes de durée de traitement, quelques minutes. Furthermore, the invention solves the problem associated with the use of heat treatments both expensive, of high inertia and often responsible for the irreversible deterioration of physico-chemical properties of the catalysts. The advantages of the process compared to existing systems are: ease of implementation, no start-up (on / off system), no heating, reduced consumption of catalysts (process consumables), efficiency in terms of operating time treatment, a few minutes.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
[0016]Cet objectif est atteint grâce à un premier procédé de décontamination d'un catalyseur contaminé par du carbone, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre à température ambiante et en ce qu'il comprend les étapes suivantes :  This objective is achieved by a first method of decontaminating a catalyst contaminated with carbon, characterized in that it is implemented at ambient temperature and in that it comprises the following steps:
a) fournir un réacteur comprenant au moins deux électrodes distantes l'une de l'autre entre lesquelles est placé un matériau diélectrique ; b) placer ledit catalyseur contaminé à la surface dudit matériau diélectrique, les électrodes étant dissymétriques de façon à avoir une configuration pointe-plan ;  a) providing a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material; b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material, the electrodes being asymmetrical so as to have a tip-plane configuration;
c) faire circuler un gaz oxydant entre lesdites électrodes, ledit gaz comprenant du dioxygène ; et  c) circulating an oxidizing gas between said electrodes, said gas comprising dioxygen; and
d) appliquer un champ électrique entre lesdites électrodes de façon à ioniser ledit gaz oxydant et à former des radicaux et/ou des molécules ionisés et/ou des molécules métastables adaptés pour réagir avec le carbone dudit catalyseur, ledit champ électrique induisant le dépôt d'une puissance minimale de 8 W sur ledit matériau diélectrique. d) applying an electric field between said electrodes so as to ionize said oxidizing gas and to form radicals and / or ionized molecules and / or metastable molecules adapted to react with the carbon of said catalyst, said electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material.
[0017] Ainsi, cette solution permet d'atteindre l'objectif précité. En particulier, on a un réacteur configuré de façon à avoir une configuration dite décharge à barrière diélectrique (communément désignée sous l'acronyme DBD). On obtient une telle décharge à l'aide du matériau diélectrique placé entre les deux électrodes. La décharge est initiée par une forte différence de potentiel entre les électrodes induisant la formation d'un champ électrique intense. L'accumulation de charges à la surface de la barrière diélectrique entraine une chute de potentiel entre les deux électrodes et ne permet pas de passage à l'arc. Les électrons accélérés vont alors entrer en collision avec les molécules du gaz oxydant comprenant du dioxygène et conduire à la formation de radicaux, molécules ionisées et métastables adaptés pour réagir avec le carbone contaminant le catalyseur. [0018] Il est à noter que la décharge est obtenue par application d'un champ électrique intense induisant le dépôt d'une puissance minimale de 8 W sur ledit matériau diélectrique et provoquant l'accélération des électrons, ceux-ci entrent en collision avec les espèces présentes dans le milieu gazeux. Ainsi alors que la température des électrons est très élevée (>1000K), le milieu gazeux ne subit une augmentation significative de la température qu'après ionisation du gaz, autrement dit après application de la décharge. La température des électrons est alors très élevée, notamment plus élevée que celle des particules lourdes telles que les neutrons et les ions. Ainsi, après décharge, on réalise un plasma hors équilibre thermodynamique. L'énergie des électrons n'est ainsi pas transmise aux molécules sous forme d'énergie cinétique, mais génère uniquement des radicaux et/ou des molécules ionisés et/ou des molécules métastables adaptés pour réagir avec le carbone dudit catalyseur. Il est à noter que le plasma non thermique est défini par une faible densité électronique, généralement inférieure à 1019 nrr3, et par une température du gaz équivalente à la température des particules lourdes qui est de l'ordre de la température ambiante. Thus, this solution achieves the aforementioned objective. In particular, there is a reactor configured to have a dielectric barrier discharge configuration (commonly referred to as DBD). Such a discharge is obtained by means of the dielectric material placed between the two electrodes. The discharge is initiated by a strong potential difference between the electrodes inducing the formation of an intense electric field. The accumulation of charges on the surface of the dielectric barrier causes a potential drop between the two electrodes and does not allow passage to the arc. The accelerated electrons will then collide with the molecules of the oxidizing gas comprising oxygen and lead to the formation of radicals, ionized and metastable molecules adapted to react with the carbon contaminating the catalyst. It should be noted that the discharge is obtained by applying an intense electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material and causing the acceleration of electrons, they collide with the species present in the gaseous medium. Thus while the temperature of the electrons is very high (> 1000K), the gaseous medium undergoes a significant increase in temperature after ionization of the gas, in other words after application of the discharge. The temperature of the electrons is then very high, especially higher than that of the heavy particles such as neutrons and ions. Thus, after discharge, a non-equilibrium plasma is produced. The energy of the electrons is thus not transmitted to the molecules in the form of kinetic energy, but only generates radicals and / or ionized molecules and / or metastable molecules adapted to react with the carbon of said catalyst. It should be noted that the non-thermal plasma is defined by a low electron density, generally less than 10 19 nrr 3 , and a gas temperature. equivalent to the temperature of the heavy particles which is of the order of the ambient temperature.
[0019] Au sens de la présente invention, on entend par plasma non thermique, un gaz oxydant ionisé sans apport d'énergie calorifique, l'ionisation du gaz se faisant par l'intermédiaire du champ électrique intense. For the purposes of the present invention, by non-thermal plasma is meant an ionized oxidizing gas without heat energy input, the ionization of the gas being effected by means of the intense electric field.
[0020] Ensuite, les radicaux, molécules ionisées et métastables vont interagir avec le carbone emprisonné dans les catalyseurs et ainsi les régénérer. Ainsi, l'élimination du carbone dans le catalyseur s'effectue grâce à des réactions d'oxydation initiées par activation de l'oxygène du gaz oxydant sous la décharge. Then, the radicals, ionized and metastable molecules will interact with the carbon trapped in the catalysts and regenerate them. Thus, the removal of carbon in the catalyst is accomplished by oxidation reactions initiated by oxygen activation of the oxidizing gas under the discharge.
[0021] Avantageusement, dans ce premier procédé, l'une des électrodes présente un très faible diamètre ce qui se traduit par l'apparition d'un champ électrique davantage intense. Advantageously, in this first method, one of the electrodes has a very small diameter which results in the appearance of a more intense electric field.
[0022] Avantageusement, dans ce premier procédé, les électrodes peuvent présenter un diamètre compris entre 0,5 mm et 1 ,5 mm. Advantageously, in this first method, the electrodes may have a diameter of between 0.5 mm and 1.5 mm.
[0023] De préférence, dans ce premier procédé, la tension appliquée entre les électrodes peut être comprise entre 10 et 20 kV, de préférence entre 10 et 18 kV. En-dessous de 10 kV, le plasma n'est pas suffisamment stable pour la géométrie du réacteur utilisé. [0024] De préférence, dans ce premier procédé, le matériau diélectrique peut être en verre, ou en quartz, ou en céramique. Preferably, in this first method, the voltage applied between the electrodes may be between 10 and 20 kV, preferably between 10 and 18 kV. Below 10 kV, the plasma is not sufficiently stable for the geometry of the reactor used. Preferably, in this first method, the dielectric material may be glass, or quartz, or ceramic.
[0025] Avantageusement, dans ce premier procédé, le gaz oxydant peut être un mélange de gaz comprenant du dioxygène et de l'hélium. Un tel mélange de gaz présente l'avantage d'augmenter l'efficacité de l'oxydation du carbone emprisonné dans les catalyseurs par rapport à l'impact oxydant d'un gaz uniquement constitué de dioxygène et de diazote par exemple. Cette augmentation d'efficacité s'explique par le fait que l'hélium est un gaz monoatomique défini par un meilleur vecteur énergétique que celui définissant un gaz diatomique. Il est à noter que pour une oxydation efficace, il est nécessaire que le gaz comprenne au moins du dioxygène. Advantageously, in this first method, the oxidizing gas may be a mixture of gases comprising oxygen and helium. Such a gas mixture has the advantage of increasing the efficiency of the oxidation of the carbon trapped in the catalysts with respect to the oxidizing impact of a gas consisting solely of oxygen and nitrous oxide, for example. This increase in efficiency is explained by the fact that helium is a gas monoatomic defined by a better energy vector than that defining a diatomic gas. It should be noted that for effective oxidation, it is necessary that the gas comprises at least oxygen.
[0026] Avantageusement, dans ce premier procédé, le mélange de gaz peut comprendre au moins 1 % de dioxygène et 10% d'hélium en volume par rapport au volume total dudit mélange de gaz. Advantageously, in this first method, the gas mixture may comprise at least 1% oxygen and 10% helium by volume relative to the total volume of said gas mixture.
[0027] Avantageusement, dans ce premier procédé, le gaz oxydant peut circuler entre lesdites électrodes avec un débit volumique supérieur ou égal à 200 ml/min. [0028] L'objectif ci-avant mentionné est également atteint grâce à un deuxième procédé de décontamination d'un catalyseur contaminé par du carbone, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre à température ambiante et en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) fournir un réacteur comprenant au moins deux électrodes distantes l'une de l'autre entre lesquelles est placé un matériau diélectrique, lesdites électrodes ayant une configuration cylindrique ; b) placer ledit catalyseur contaminé à la surface dudit matériau diélectrique ; Advantageously, in this first method, the oxidizing gas can circulate between said electrodes with a volume flow greater than or equal to 200 ml / min. The above-mentioned objective is also achieved by a second method of decontaminating a catalyst contaminated with carbon, characterized in that it is implemented at ambient temperature and in that it comprises the following steps: a) providing a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material, said electrodes having a cylindrical configuration; b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material;
c) faire circuler un gaz oxydant entre lesdites électrodes, ledit gaz comprenant du dioxygène ; et  c) circulating an oxidizing gas between said electrodes, said gas comprising dioxygen; and
d) appliquer un champ électrique entre lesdites électrodes de façon à ioniser ledit gaz oxydant et à former des radicaux et/ou des molécules ionisés et/ou des molécules métastables adaptés pour réagir avec le carbone dudit catalyseur, ledit champ électrique induisant le dépôt d'une puissance minimale de 8 W sur ledit matériau diélectrique.  d) applying an electric field between said electrodes so as to ionize said oxidizing gas and to form radicals and / or ionized molecules and / or metastable molecules adapted to react with the carbon of said catalyst, said electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material.
[0029] Par configuration cylindrique, au sens de la présente demande, on entend une électrode métallique externe reliée à une haute tension et de forme cylindrique recouvrant un matériau diélectrique également de forme cylindrique et d'une électrode métallique interne reliée à la haute tension. By cylindrical configuration, within the meaning of the present application, is meant an external metal electrode connected to a high voltage and of cylindrical shape covering a dielectric material also cylindrical and an internal metal electrode connected to the high voltage.
[0030] Avantageusement, dans ce deuxième procédé, les électrodes peuvent avoir un diamètre compris entre 0.1 mm et 10 mm. Advantageously, in this second method, the electrodes may have a diameter of between 0.1 mm and 10 mm.
[0031] Avantageusement, dans ce deuxième procédé, la tension appliquée entre les électrodes peut être comprise entre 9 et 20 kV, de préférence entre 9 et 18 kV. [0031] Advantageously, in this second method, the voltage applied between the electrodes may be between 9 and 20 kV, preferably between 9 and 18 kV.
[0032] Avantageusement, dans ce deuxième procédé, le matériau diélectrique peut être en verre, en quartz, ou en céramique. Advantageously, in this second method, the dielectric material may be glass, quartz, or ceramic.
[0033] Avantageusement, le gaz oxydant qui circule entre les électrodes peut avoir un débit volumique supérieur ou égal à 10 ml/min. Advantageously, the oxidizing gas flowing between the electrodes may have a volume flow greater than or equal to 10 ml / min.
[0034] Avantageusement, dans ce deuxième procédé, le catalyseur peut être une zéolithe se présentant sous forme de grain ou d'extrudé. Advantageously, in this second method, the catalyst may be a zeolite in the form of grain or extruded.
[0035] Avantageusement, dans ces deux procédés, le catalyseur peut être une zéolithe. Advantageously, in these two processes, the catalyst may be a zeolite.
[0036] Avantageusement, dans ces deux procédés, le carbone peut être sous forme de coke. Advantageously, in these two processes, the carbon may be in the form of coke.
[0037] Au sens de la présente invention, on entend par coke, un ensemble de composés lourds, ou polyaromatiques, retenus sur ou dans le catalyseur et souvent responsables de la désactivation de ce dernier. For the purposes of the present invention, coke means a set of heavy compounds, or polyaromatic, retained on or in the catalyst and often responsible for the deactivation of the latter.
[0038] Par ailleurs, pour ces deux procédés, il est à noter que le gaz oxydant comprend du dioxygène (1 -100% en volume par rapport au volume total du mélange) et peut en outre comprendre un ou plusieurs gaz parmi l'hélium (0-99% en volume par rapport au volume total du mélange), l'argon (0-99% en volume par rapport au volume total du mélange), ou encore le diazote (0-99% en volume par rapport au volume total du mélange). Le gaz oxydant peut également comprendre des traces d'autres composés tels que de l'eau (de quelques ppm à 2,5%), de l'oxyde d'azote (quelques ppm), du dioxyde de carbone (quelques ppm) et/ou de l'ozone (quelques ppm). Moreover, for these two processes, it should be noted that the oxidizing gas comprises dioxygen (1 -100% by volume relative to the total volume of the mixture) and may further comprise one or more gases among the helium (0-99% by volume relative to the total volume of the mixture), argon (0-99% by volume relative to the total volume of the mixture), or else the dinitrogen (0-99% by volume with respect to the volume total of the mixture). The gas oxidant may also include traces of other compounds such as water (from a few ppm to 2.5%), nitrogen oxide (a few ppm), carbon dioxide (a few ppm) and / or ozone (a few ppm).
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0039] D'autres caractéristiques et avantages innovants de l'invention ressortiront à la lecture de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures 1 et 2 illustrant des réacteurs à plasma de type décharge de barrière diélectrique. Other features and innovative advantages of the invention will become apparent on reading the following description, provided for information only and by no means limitative, with reference to FIGS. 1 and 2 illustrating barrier-type plasma reactors. dielectric.
EXEMPLES [0040] Équipements EXAMPLES [0040] Equipment
• Réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique (DBD) avec une géométrie d'axe à plaque, ou broche à plaque (figure 1 ). Ce réacteur utilisé pour l'oxydation de coke est de type à décharge à barrière diélectrique (DBD) avec une configuration pointe-plan. • Dielectric barrier discharge (DBD) type plasma reactor with a plate axis geometry, or plate pin (Figure 1). This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a tip-plane configuration.
· Réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique (DBD) avec une géométrie cylindrique (figure 2). Ce réacteur utilisé pour l'oxydation de coke est de type à décharge à barrière diélectrique (DBD) avec une configuration cylindrique.  · Dielectric barrier discharge (DBD) type plasma reactor with cylindrical geometry (Figure 2). This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a cylindrical configuration.
• Réacteur de pyrolyse rapide (ou « flash pyrolyse ») de type lit fluide pour l'obtention d'une zéolithe cokée à partir de bois, qui provoque au bout de quelques secondes un dépôt de matière.  • Fast pyrolysis reactor (or "flash pyrolysis") type fluid bed for obtaining a zeolite coked from wood, which causes after a few seconds a deposit of material.
• Analyseur thermogravimétrique (ATD, ATG).  • Thermogravimetric analyzer (ATD, ATG).
• Spectromètre de masse de type MALDI-TOF.  • MALDI-TOF mass spectrometer.
• Générateur de plasma puisé bipolaire (technologie A2E).  • Bipolar pulsed plasma generator (A2E technology).
[0041] Produits Products
• La zéolithe utilisée dans les exemples 1 , à 5 est celle commercialisée sous la désignation H-ZSM5 de type MFI avec un rapport molaire Si/AI de 40. Cette zéolithe (ci-après désignée par la lettre P) a éventuellement été modifiée par des traitements post-synthèses de désilication afin de créer des zéolithes hiérarchisées (ci-après désignée par la lettre H) constituées d'un système mésoporeux connecté au système microporeux de la zéolithe mère (P). The zeolite used in Examples 1 to 5 is that marketed under the designation H-ZSM5 of MFI type with a molar ratio. If / AI of 40. This zeolite (hereinafter denoted by the letter P) has optionally been modified by post-synthesis desilication treatments in order to create hierarchical zeolites (hereinafter denoted by the letter H) consisting of a mesoporous system connected to the microporous system of the parent zeolite (P).
• Les zéolithes utilisées dans les exemples 7,8 et 9 sont, quant à elles, de types FAU et MOR avec un rapport Si/AI de 10 et 17. La FAU (dont le rapport Si/AI est de 17) est commercialisée sous la désignation de CBV720.  The zeolites used in Examples 7, 8 and 9 are, for their part, of the FAU and MOR types with a Si / Al ratio of 10 and 17. The FAU (whose Si / Al ratio is 17) is marketed under the designation of CBV720.
[0042] Les zéolithes P et H de type MFI ont été cokées, dans un lit fluidisé lors de la pyrolyse du bois à 773 K. On obtient alors une zéolithe comprenant du coke en une proportion environ égale à 6,5% en poids du poids total de la zéolithe cokée. Deux types de coke sont présents dans chacune des zéolites cokées, l'un est soluble dans le dichlorométhane, principalement composé d'alkylbenzènes et d'alkylnaphtalènes, et de composés très polyaromatiques, définis par une masse molaire comprise entre 400 et 1000 g/mol. L'autre type de coke est insoluble coke et est partiellement oxygéné et son poids molaire peut être supérieur à 1000 g/mol. On peut donner une masse molaire moyenne de coke : Mcoke = 315 g/mol. Le coke est situé dans les micropores de la zéolithe, empoisonnant les sites acides de Bransted.  MFI-type P and H zeolites were coked in a fluidized bed during the pyrolysis of the wood at 773 K. This gives a zeolite comprising coke in a proportion of about 6.5% by weight of the product. total weight of the coked zeolite. Two types of coke are present in each of the coked zeolites, one is soluble in dichloromethane, mainly composed of alkylbenzenes and alkylnaphthalenes, and highly polyaromatic compounds, defined by a molar mass of between 400 and 1000 g / mol. . The other type of coke is insoluble coke and is partially oxygenated and its molar weight may be greater than 1000 g / mol. An average molar mass of coke can be given: Mcoke = 315 g / mol. The coke is located in the micropores of the zeolite, poisoning the acidic Bransted sites.
[0043] Les zéolithes FAU et MOR ont été cokées lors de la transformation du propène à 450°C. Le coke de la zéolithe CBV720 de type FAU est composé de familles de molécules de type pyrène et coronène. The zeolites FAU and MOR were coked during the conversion of propene at 450 ° C. The coke of the FAU type CBV720 zeolite is composed of families of pyrene and coronene type molecules.
[0044] Ainsi, dans les exemples ci-dessous, les zéolithes de type FAU, MOR et MFI se présentent sous forme de pastilles de surface 2 cm2 (exemple 1 à 6), de grain de diamètre compris entre 0,2 et 0,4 mm (exemple 7), de grain de diamètre compris entre 0,63 et 0,8 mm (exemple 8) et d'extrudés de diamètre 1 mm et de longueur compris entre 3 et 6 mm (exemple 9). [0045] Il est à noter que les extrudés ont été synthétisés de la manière suivante. Obtention d'une pate compacte suite à la réalisation du mélange suivant : Thus, in the examples below, the FAU, MOR and MFI type zeolites are in the form of 2 cm 2 surface pellets (Example 1 to 6), with a grain diameter of between 0.2 and 0. , 4 mm (Example 7), grain diameter between 0.63 and 0.8 mm (Example 8) and extruded diameter 1 mm and length between 3 and 6 mm (Example 9). It should be noted that the extrudates were synthesized in the following manner. Obtaining a compact paste following the production of the following mixture:
- 9 g de CBV720 13,84 ml d'eau distillée,  9 g of CBV720 13.84 ml of distilled water,
- 6,75 g NaPMA (NaPMA étant du poly(methacrylic acid, sodium sait), - 6.75 g NaPMA (NaPMA being poly (methacrylic acid, sodium knows),
- 22,5 g Glycérol, et - 22.5 g Glycerol, and
- 104,1 g de Bohémite Disperal 14/2 SASOL.  104.1 g of Bohemite Disperal 14/2 SASOL.
[0046] La pâte est ensuite extrudée sous forme de fils de spaghettis, puis séchés à l'étuve sous vide à 70°C, et Calciné dans un four à moufle à 550°C pendant 12h avec un palier d'1 h à 100°C.  The paste is then extruded as spaghetti son, then dried in a vacuum oven at 70 ° C, and calcined in a muffle furnace at 550 ° C for 12 hours with a step of 1 hour to 100 ° C.
[0047] Mesures [0047] Measures
• Le pourcentage de coke a été déterminé par combustion en utilisant un analyseur thermogravimétrique : cette technique permet de simuler une régénération de zéolithe cokée par combustion. Il est à noter que quelle que soit la zéolithe, les pertes de masse et les températures de combustion sont identiques à savoir = 6, 5 pds % et 550 °C. Ces similitudes indiquent que les mécanismes de combustion sont les mêmes malgré la présence de mésopores intracristallins dans la zéolithe H. Une meilleure accessibilité de l'oxygène aux molécules de coke via les mésopores ne conduit pas à une amélioration de la combustion du coke. • The percentage of coke was determined by combustion using a thermogravimetric analyzer: this technique makes it possible to simulate a regeneration of coked zeolite by combustion. It should be noted that regardless of the zeolite, the mass losses and the combustion temperatures are identical ie = 6.5% wt and 550 ° C. These similarities indicate that the combustion mechanisms are the same despite the presence of intracrystalline mesopores in the zeolite H. Better accessibility of oxygen to the coke molecules via the mesopores does not lead to an improvement in the combustion of the coke.
• La mesure des volumes poreux et des acidités résiduelles montrent qu'une partie du coke est localisée dans la microporosité, empoisonnant une partie des sites acides de Bransted ; l'autre partie du coke est fortement retenue en surface externe. La hiérarchisation, la présence de mésopores par divers traitements de la zéolithe impacte fortement la nature du coke. • The measurement of the porous volumes and the residual acidities show that a part of the coke is localized in the microporosity, poisoning a part of the Bransted acid sites; the other part of the coke is strongly retained on the external surface. Hierarchization, the presence of mesopores by various treatments of the zeolite strongly impacts the nature of the coke.
[0048] En effet, la dissolution de la zéolithe (MFI, FAU et MOR) par de l'acide fluorhydrique concentré (51 % vol) permet de libérer le coke emprisonné dans les micropores comme celui fortement adsorbé en surface externe. Les molécules de coke dans les micropores sont stériquement bloquées, en aucun cas (même à haute température) elles ne peuvent sortir de la microporosité. Une partie du coke est soluble dans le dichlorométhane, l'autre partie insoluble forme des particules que l'on peut récupérer par filtration. Il est alors possible de classer le coke en fonction de sa solubilité dans CH2CI2. Sur la zéolithe non-hiérarchisée, purement microporeuse, le coke est totalement insoluble alors que sur une zéolithe hiérarchisée (H) 40 % du coke est soluble. Les analyses chromatographiques montrent que ce coke est principalement composé d'alkylbenzènes, alkylnaphtalènes. Ces molécules de coke sont caractéristiques de la structure de la zéolithe MFI ; il est important de rappeler que la formation du coke se fait suivant un procédé de sélectivité de forme. Indeed, the dissolution of the zeolite (MFI, FAU and MOR) with concentrated hydrofluoric acid (51% vol) allows to release the coke. trapped in micropores like the one strongly adsorbed on the outer surface. The coke molecules in the micropores are sterically blocked, in any case (even at high temperature) they can not leave the microporosity. Part of the coke is soluble in dichloromethane, the other insoluble part forms particles that can be recovered by filtration. It is then possible to classify the coke according to its solubility in CH2Cl2. On the non-hierarchical zeolite, purely microporous, the coke is totally insoluble whereas on a hierarchized zeolite (H) 40% of the coke is soluble. Chromatographic analyzes show that this coke is mainly composed of alkylbenzenes, alkylnaphthalenes. These coke molecules are characteristic of the structure of the MFI zeolite; it is important to remember that the formation of coke is done according to a process of shape selectivity.
[0049] Le coke insoluble peut être caractérisé qualitativement par spectrométrie de masse avec un instrument de type MALDI-TOF SM. La valeur des masses molaires indique que le coke insoluble est très oxygéné et relativement « lourd » pouvant atteindre plus de 1000 g/mol. Le coke insoluble est constitué de molécules oxygénées et non oxygénées. À partir de la distribution en masse du coke insoluble et la composition du coke soluble, il est possible d'estimer la masse molaire moyenne du coke, elles sont respectivement de 346 et 315 g/mol sur les zéolithes P et sur H. The insoluble coke can be characterized qualitatively by mass spectrometry with a MALDI-TOF SM type instrument. The value of the molar masses indicates that the insoluble coke is highly oxygenated and relatively "heavy" up to more than 1000 g / mol. Insoluble coke consists of oxygenated and non-oxygenated molecules. From the mass distribution of the insoluble coke and the composition of the soluble coke, it is possible to estimate the average molar mass of the coke, they are respectively 346 and 315 g / mol on the zeolites P and on H.
Génération du plasma non thermique Generation of non-thermal plasma
[0050] Utilisation d'un réacteur présentant une configuration pointe-plan (figure 1 et exemples 1 à 6) : [0051] Pour la réalisation des exemples 1 à 6 qui suivent, la décharge plasmatique a lieu dans un réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique (DBD) avec une géométrie d'axe à plaque, ou broche à plaque (figure 1 ). Ce réacteur utilisé pour l'oxydation du coke est de type à décharge à barrière diélectrique (DBD) avec une configuration pointe-plan. [0052] En particulier, on utilise un réacteur à décharge à barrière diélectrique (DBD) capable d'oxyder totalement en CO2 un dépôt carboné constitué de molécules aromatiques, ou autre, de haute masse moléculaire présent à la surface ou dans la microporosité d'un matériau catalytique. Le réacteur comprend, comme indiqué sur la figure 1 , deux électrodes distantes l'une de l'autre entre lesquelles est placé un matériau diélectrique, les deux électrodes étant dissymétriques, c'est à dire qu'elles sont positionnées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. L'une de ces électrodes peut être en cuivre par exemple, et l'autre peut être en platine. Aussi, un générateur de potentiel entre les deux électrodes est utilisé et adapté pour réaliser une décharge et ainsi former un plasma non thermique. Using a reactor having a tip-plane configuration (Figure 1 and Examples 1 to 6): For the embodiment of Examples 1 to 6 which follow, the plasma discharge takes place in a plasma reactor type Dielectric barrier discharge (DBD) with a plate-axis geometry, or plate pin (Figure 1). This reactor used for the oxidation of coke is of the dielectric barrier discharge type (DBD) with a tip-plane configuration. In particular, use is made of a dielectric barrier discharge reactor (DBD) capable of completely oxidizing to CO2 a carbonaceous deposit composed of aromatic molecules, or other molecules, of high molecular mass present on the surface or in the microporosity of a catalytic material. The reactor comprises, as indicated in FIG. 1, two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material, the two electrodes being asymmetrical, ie they are positioned perpendicularly one by report to the other. One of these electrodes may be copper, for example, and the other may be platinum. Also, a potential generator between the two electrodes is used and adapted to perform a discharge and thus form a non-thermal plasma.
[0053] La zéolithe cokée se présente sous forme de pastille dans les exemples 1 à 6 et est déposée directement dans la décharge dans l'espace entre l'électrode d'aiguille et le matériau diélectrique, en particulier sur celui- ci qui est de préférence en verre. Avec cette configuration d'électrodes fortement dissymétrique, la décharge est particulièrement intense au centre de la pastille puis se propage à sa surface. The coked zeolite is in the form of a pellet in Examples 1 to 6 and is deposited directly in the discharge in the space between the needle electrode and the dielectric material, in particular on this one which is preferably glass. With this configuration of highly dissymmetrical electrodes, the discharge is particularly intense in the center of the pellet and then spreads on its surface.
[0054] Ainsi, ce réacteur est un réacteur générant un plasma non thermique spécifique qui permet de tester le catalyseur usé se trouvant sous forme de pastille. Avec cette géométrie pointe plan, il est possible d'évaluer l'impact local d'un plasma non thermique sur l'élimination du coke en mesurant sur des emplacements différents de la pastille par exemple la teneur restante en coke ou l'acidité récupérée. Thus, this reactor is a reactor generating a specific non-thermal plasma that can test the used catalyst in the form of pellet. With this tip-plane geometry, it is possible to evaluate the local impact of a non-thermal plasma on the coke removal by measuring on different locations of the pellet for example the remaining coke content or the recovered acidity.
[0055] La haute tension est appliquée à l'aide d'un générateur de plasma puisé bipolaire (technologie A2E). Ainsi, la puissance déposée dans le réacteur a été mesurée pour différentes tensions appliquées entre les deux bornes du réacteur, sous un débit d'air de 100 ml/min. Jusqu'à 1 1 kV, la puissance augmente linéairement avec la tension, au-delà elle devient plus importante, les décharges électriques sont stabilisées. Un plasma instable n'est pas capable de détruire l'ozone formé, alors que pour un plasma froid non-thermique établi les vitesses de formation et de destruction d'ozone sont équivalentes, en conséquence la teneur en ozone est nulle. The high voltage is applied using a bipolar pulsed plasma generator (A2E technology). Thus, the power deposited in the reactor was measured for different voltages applied between the two terminals of the reactor, under an air flow rate of 100 ml / min. Up to 1 1 kV, the power increases linearly with the voltage, beyond it becomes more important, the electric discharges are stabilized. Unstable plasma It is not capable of destroying formed ozone, whereas for a non-thermal cold plasma the ozone formation and destruction rates are equivalent, therefore the ozone content is zero.
[0056] Utilisation d'un réacteur présentant une configuration cylindrique (figure 2 et exemples 7 à 9) : Use of a reactor having a cylindrical configuration (FIG. 2 and examples 7 to 9):
[0057] La zéolithe cokée se présente sous forme de grains ou d'extrudé dans les exemples 7 à 9 et est déposée directement dans le volume de décharge situé dans l'espace entre l'électrode d'aiguille et le matériau diélectrique, qui est de préférence en verre. [0058] En particulier, pour les exemples 7 à 9, on utilise un réacteur à décharge à barrière diélectrique (DBD) comme celui illustré sur la figure 2. Celui-ci est un réacteur plasma DBD de type cylindrique et permet de traiter des catalyseurs sous forme de grains ou d'extrudés. Ce réacteur permet de régénérer plusieurs grammes voire dizaines de grammes de catalyseurs cokés à base de zéolithes. The coked zeolite is in the form of grains or extruded in Examples 7 to 9 and is deposited directly into the discharge volume located in the space between the needle electrode and the dielectric material, which is preferably glass. In particular, for Examples 7 to 9, a dielectric barrier discharge (DBD) reactor such as that illustrated in FIG. 2 is used. This reactor is a DBD plasma reactor of cylindrical type and makes it possible to treat catalysts. in the form of grains or extrusions. This reactor makes it possible to regenerate several grams or even tens of grams of zeolite coked catalysts.
[0059] Données concernant l'utilisation des deux réacteurs selon les figures 1 et 2 : Data concerning the use of the two reactors according to FIGS. 1 and 2:
[0060] Comme certaines molécules de coke piégées à l'intérieur de la zéolite peuvent conduire par ionisation spontanée à la formation de radicaux, molécules ionisées et/ou métastables notamment, il est possible d'utiliser la spectroscopie 3D par résonnance paramagnétique électronique (communément désignée par spectroscopie RPE) pour cartographier leurs concentrations et ainsi quantifier l'efficacité spatiale du plasma non- thermique, généré par l'un des deux réacteurs, sur l'élimination du coke. [0061] L'échauffement de la pastille, des extrudés ou de la poudre, provoqué par l'avalanche électronique a été mesuré à l'aide d'un pyromètre laser à plusieurs endroits ; l'élévation de température n'excède pas 100 °C, température bien inférieure à la combustion du coke (550 °C). La température maximale mesurée dans ces réacteurs calorifugés de type DBD selon une configuration pointe plan, ou cylindrique, est seulement de 200°C. As certain coke molecules trapped inside the zeolite can lead by spontaneous ionization to the formation of radicals, especially ionized and / or metastable molecules, it is possible to use 3D spectroscopy by electron paramagnetic resonance (commonly designated by EPR spectroscopy) to map their concentrations and thus quantify the spatial efficiency of the non-thermal plasma, generated by one of the two reactors, on the elimination of coke. The heating of the pellet, extruded or powder, caused by the electronic avalanche was measured using a laser pyrometer in several places; the temperature rise does not exceed 100 ° C, much lower temperature than the burning of coke (550 ° C). The maximum temperature measured in these insulated DBD reactors in a planar or cylindrical tip configuration is only 200 ° C.
[0062] Il est à noter que selon les procédés actuellement utilisés, la combustion du coke ne peut être obtenue qu'à une température supérieure à 550 °C. It should be noted that according to currently used methods, the combustion of coke can be obtained at a temperature above 550 ° C.
[0063] Toutefois, selon l'invention, le coke est partiellement éliminé, environ 40% du coke initialement présent, à la température ambiante après 30 minutes de traitement par un plasma non thermique sous un flux de gaz oxydant comprenant du dioxygène, comme de l'air, avec une puissance déposée de seulement 8 W. La température mesurée à l'intérieur du réacteur générant un plasma non thermique est inférieure à 373 K, ce qui exclut un retrait du coke par un effet thermique. However, according to the invention, the coke is partially removed, about 40% of the coke initially present, at room temperature after 30 minutes of treatment with a non-thermal plasma under a flow of oxidizing gas comprising dioxygen, such as air, with a power output of only 8 W. The temperature measured inside the reactor generating a non-thermal plasma is less than 373 K, which excludes a removal of coke by a thermal effect.
Quantification de la décontamination Quantification of decontamination
[0064] À partir des pertes de masse mesurées par analyse gravimétrique, il est possible de calculer une efficacité en élimination du coke : From mass losses measured by gravimetric analysis, it is possible to calculate an efficiency in coke removal:
_ (%Coke0 -%Coket) _ (% Coke 0 -% Coke t )
^ ~ %Coke0 avec 0 et t pourcentages de coke initial et après un temps de traitement t. L'influence du temps de traitement a été réalisée sur la zéolithe H cokée sous un débit d'air de 100 ml/min. η augmente linéairement avec le temps pour atteindre un plateau à 0,3 après 30 minutes de traitement. L'élimination du coke par un plasma-froid est un phénomène plutôt local. Le prélèvement du centre de la pastille, par exemple, réalisé à l'aide d'un emporte-pièce de 9 mm diamètre (soit 0,64 cm2) indique que la perte de masse dans cette zone, est supérieure à celle obtenue sur l'intégralité de la pastille (2 cm2). L'élimination du coke est par conséquent un phénomène local : le rendement (η) est plus efficace et plus rapide au centre que sur la totalité, mais reste limitée à 50 %. ^ ~% Coke 0 with 0 and t percentages of initial coke and after a treatment time t. The influence of the treatment time was carried out on the coked zeolite H under an air flow rate of 100 ml / min. η increases linearly with time to reach a plateau at 0.3 after 30 minutes of treatment. The removal of coke by a cold plasma is a rather local phenomenon. The removal of the center of the pellet, for example, carried out using a 9 mm diameter punch (ie 0.64 cm 2) indicates that the loss of mass in this zone is greater than that obtained on the entire pellet (2 cm 2 ). The elimination of coke is therefore a local phenomenon: the yield (η) is more efficient and faster in the center than on the whole, but remains limited to 50%.
[0065] En tenant compte des aires relatives des deux zones : centre et périphérie et des rendements (η) obtenues sur la totalité et au centre de la pastille, il est alors possible d'en déduire l'efficacité de l'élimination du coke situé à sa périphérie (équation 1 ) :
Figure imgf000020_0001
Taking into account the relative areas of the two zones: center and periphery and yields (η) obtained on the whole and in the center of the pellet, it is then possible to deduce the efficiency of the elimination of coke located on its periphery (equation 1):
Figure imgf000020_0001
[0066] Les estimations montrent que le coke localisé en périphérie commence à être éliminé à partir de 30 minutes. Il semblerait alors que le plasma soit capable d'éliminer qu'une partie du coke localisé au centre et que cette élimination à tendance à se propager du centre vers l'extérieur de la pastille. The estimates show that the coke located at the periphery begins to be eliminated from 30 minutes. It would appear that the plasma is able to eliminate a portion of the coke located in the center and that this elimination tends to propagate from the center to the outside of the pellet.
[0067] En particulier, il est à souligner que sous un gaz oxydant comprenant par exemple un mélange d'hélium et de dioxygène, la zéolithe est totalement régénérée, c'est-à-dire que la totalité des sites acides de Br0nsted et du volume microporeux sont récupérées. Le traitement par un plasma froid à température ambiante avec seulement 8 W de puissance pendant 30 minutes (maximum) d'une zéolithe désactivée par un coke lourd est aussi efficace qu'un procédé classique de combustion thermique nécessitant une température supérieure à 550°C et pendant plus de 30 min. Le fait de pouvoir régénérer totalement la zéolithe montre que le plasma non-thermique ou plutôt les espèces métastables sont capables de diffuser dans les micropores. La zéolithe peut être considérée, tout comme le plasma froid, comme un milieu ionique dans lequel les radicaux peuvent être stabilisés. En effet il est connu que les molécules aromatiques, comme le coke, piégées dans les micropores peuvent s'ioniser spontanément, et les radicaux qui en résulte ont une durée de vie relativement longue de plusieurs jours voire plusieurs mois. [0068] Une régénération complète de la zéolithe est donc réalisée à température ambiante avec une faible consommation d'énergie. De plus, sur la base de l'analyse RPE, on peut affirmer que les espèces actives générées par le plasma non thermique sont capables de se diffuser à l'intérieur des micropores de la zéolithe. In particular, it should be emphasized that under an oxidizing gas comprising, for example, a mixture of helium and oxygen, the zeolite is completely regenerated, that is to say that all the acidic sites of Br0nsted and the microporous volume are recovered. Cool plasma treatment at room temperature with only 8 W of power for 30 minutes (maximum) of a zeolite deactivated by a heavy coke is as effective as a conventional thermal combustion process requiring a temperature above 550 ° C and for more than 30 min. The fact of being able to completely regenerate the zeolite shows that the non-thermal plasma or rather the metastable species are able to diffuse into the micropores. The zeolite can be considered, like the cold plasma, as an ionic medium in which the radicals can be stabilized. Indeed, it is known that aromatic molecules, such as coke, trapped in the micropores can spontaneously ionize, and the radicals that result have a relatively long life of several days or months. A complete regeneration of the zeolite is therefore performed at room temperature with low energy consumption. Moreover, based on the EPR analysis, it can be said that the active species generated by the non-thermal plasma are able to diffuse inside the micropores of the zeolite.
Exemple 1 : Example 1
Caractérisation du coke emprisonné dans une zéolite microporeuse et hiérarchisé de type MFI sous forme de pastille selon un premier procédé de décontamination mettant en œuvre un plasma thermique (exemple comparatif) :  Characterization of coke trapped in a microporous and hierarchized MFI-type zeolite in the form of a pellet according to a first method of decontamination using a thermal plasma (comparative example):
[0069] La quantité de coke formé lors du flash pyrolyse du bois, et déterminée par une analyse thermogravimétrique, est de 6,5% en poids du poids total de la zéolithe. Ce coke est presque complètement éliminé sous flux de gaz oxydant comprenant du dioxygène, par exemple de l'air, à une température supérieure à 550 °C, ce qui correspond à une température typique pour la régénération de ce type de catalyseur usé. The amount of coke formed during flash wood pyrolysis, and determined by thermogravimetric analysis, is 6.5% by weight of the total weight of the zeolite. This coke is almost completely removed under a flow of oxidizing gas comprising oxygen, for example air, at a temperature above 550 ° C, which corresponds to a typical temperature for the regeneration of this type of spent catalyst.
[0070] Les volumes de pores résiduels et les sites acides restants sont montrés dans le tableau 1 , ils montrent qu'une partie du coke est située dans les micropores, empoisonnant les sites acides de Br0nsted. Seul le volume des micropores est affecté par le dépôt de coke. The residual pore volumes and the remaining acid sites are shown in Table 1, they show that a portion of the coke is located in the micropores, poisoning the Br0nsted acid sites. Only the volume of the micropores is affected by the coke deposition.
Tableau 1 : caractérisation des zéolithes P et H de type MFI microporeuse et hiérarchisée. Table 1: Characterization of microporous and hierarchical MFI zeolites P and H
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a mesuré par ATD / ATG, measured by ATD / ATG,
b coke soluble et insoluble déterminé par digestion de la zéolithe en HF- c volume de micropore et surface externe obtenus en utilisant la méthode du tracé en t, d volume mésopore = Vtotal-Vmicro (Vtotal déterminé à partir du volume adsorbé à p / pO = 0,99), b soluble and insoluble coke determined by digestion of the zeolite in HF- c micropore volume and external surface obtained by using the method of tracing in t, d volume mesopore = Vtotal-Vmicro (Vtotal determined from the adsorbed volume at p / pO = 0.99),
e Surface spécifique mesurée par BET; e Specific surface area measured by BET;
f,g mesuré par la pyridine adsorbée sur les sites acides de Br0nsted et Lewis après évacuation à 150 0 C. f , g measured by the pyridine adsorbed on the acid sites of Br0nsted and Lewis after evacuation at 150 ° C.
Exemple 2 : Example 2
Traitement, selon l'invention, dans un flux d'air, par plasma non thermique des zéolithes de type MFI microporeuse et hiérarchisée contaminée par du coke sous forme de pastille : observation de l'influence du temps de traitement.  Treatment, according to the invention, in a flow of air, by non-thermal plasma microporous and hierarchized MFI type zeolites contaminated with coke in the form of pellet: observation of the influence of the treatment time.
[0071] Le traitement a été réalisé dans le réacteur représenté sur la figure 1 alors que le gaz oxydant était de l'air. La zéolite cokéfiée sous forme de pastille est placée sous la zone de décharge. La puissance déposée a été maintenue à 8 W, le débit d'air était de 100 ml. min-1. L'efficacité (η) est calculée à partir de la quantité de coke éliminée, elle correspond à : η = (% de coke avant traitement - % de coke après traitement) * 100% de coke avant traitement L'efficacité maximale est alors égale à 30%. Exemple 3 : The treatment was carried out in the reactor shown in Figure 1 while the oxidizing gas was air. The coked zeolite in pellet form is placed under the discharge zone. The deposited power was maintained at 8 W, the air flow was 100 ml. min -1 . The efficiency (η) is calculated from the quantity of coke removed, it corresponds to: η = (% of coke before treatment -% of coke after treatment) * 100% of coke before treatment The maximum efficiency is then equal to 30%. Example 3
Traitement selon l'invention par plasma non thermique des zéolithes de type MFI microporeuse et hiérarchisé cokéfiées sous forme de pastille sous air : influence des débits et de la puissance déposée.  Treatment according to the invention by non-thermal plasma of microporous and hierarchized MFI type zeolites coked in the form of an air pellet: influence of flow rates and deposited power.
[0072] L'efficacité de l'élimination du coke dépend de la puissance déposée (P) et du débit d'air utilisé. Lorsque le plasma non-thermique est instable (P < 8 W), le pourcentage de coke éliminé est faible, il diminue très légèrement avec le débit. Tandis qu'avec un plasma non-thermique stabilisé (P > 8 W), l'élimination du coke est favorisée et elle augmente avec la puissance déposée. L'augmentation du débit d'air améliore l'efficacité. Ceci suppose qu'un débit élevé favorise la propagation des espèces actives générées par le plasma à la fois sur la surface de la plaquette et dans les micropores de la zéolite. The effectiveness of the removal of coke depends on the deposited power (P) and the air flow used. When the non-thermal plasma is unstable (P <8 W), the percentage of coke removed is low, it decreases very slightly with the flow rate. While with stabilized non-thermal plasma (P> 8 W), the elimination of coke is favored and increases with the power deposited. Increasing the airflow improves efficiency. This assumes that high throughput promotes the propagation of the active species generated by the plasma both on the platelet surface and in the micropores of the zeolite.
[0073] Il est à noter également, qu'une augmentation de la puissance déposée améliore l'efficacité mais peut rester incomplète. L'oxydation du coke commence par la formation d'acides carboxyliques (quantifiés par IR) qui se décomposent en oxydes de carbone avec un rapport CO2 / CO de 2. [0074] La cartographie des radicaux réalisée par spectroscopie 3D EPR montre que l'élimination du coke se produit d'abord au centre de la plaquette, puis une propagation d'espèces énergétiques se poursuit conduisant à l'élimination du coke à sa périphérie. It should also be noted that an increase in the deposited power improves the efficiency but may remain incomplete. The oxidation of the coke begins with the formation of carboxylic acids (quantified by IR) which are decomposed into carbon oxides with a CO 2 / CO ratio of 2. [0074] The mapping of the radicals carried out by 3D EPR spectroscopy shows that the Coke removal occurs first at the center of the wafer, then a propagation of energetic species continues leading to the elimination of coke at its periphery.
[0075] L'élimination du coke dans la zéolithe s'effectue grâce à des réactions d'oxydation initiées par activation du dioxygène de l'air sous la décharge plasma. Aussi l'influence du débit d'air sur l'efficacité du traitement a été étudiée et montre qu'une augmentation du débit se traduit par l'élimination d'une quantité plus importante de coke : de 38% pour un débit de 50 ml/min à plus de 60% pour 300 ml/min avec une puissance de 16 W. [0076] On constate alors que les meilleures efficacités sont obtenues à fort débit et puissances- élevées. Par exemple, pour une puissance de 12 W, à faible débit, le coke est principalement éliminé au centre de la pastille, près de la pointe, alors que lorsque le débit est supérieur ou égal à 200 ml/min le coke situé en périphérie est également oxydé la périphérie. Ces résultats montrent sans ambiguïté que la vitesse du flux gazeux influence considérablement la propagation de la décharge à la surface de la pastille. Lorsque le débit d'air est important la décharge devient plus efficace en sa périphérie, vraisemblablement parce les espèces actives générées près de la pointe y sont rapidement transférées. The removal of coke in the zeolite is carried out through oxidation reactions initiated by activation of oxygen dioxygen in the plasma discharge. Also the influence of the air flow on the efficiency of the treatment has been studied and shows that an increase of the flow results in the elimination of a larger quantity of coke: of 38% for a flow of 50 ml / min to more than 60% for 300 ml / min with a power of 16 W. It is then found that the best efficiencies are obtained at high flow and high powers. For example, for a 12 W power, at a low flow rate, the coke is mainly removed in the center of the pellet, near the tip, whereas when the flow is greater than or equal to 200 ml / min, the coke located at the periphery is also oxidized the periphery. These results unambiguously show that the velocity of the gas flow considerably influences the propagation of the discharge on the surface of the pellet. When the airflow is large the discharge becomes more efficient at its periphery, presumably because the active species generated near the tip are quickly transferred there.
Exemple 4 : Example 4
Traitement selon l'invention par plasma non thermique de la zéolithe de type MFI cokéfiée sous forme de pastille et sous différents mélanges gazeux  Treatment according to the invention by non-thermal plasma of the MFI zeolite coked in pellet form and in different gas mixtures
[0077] Le traitement a été réalisé dans le réacteur représenté sur la figure 1 . La zéolite cokéfiée sous forme de pastille est placée sous la zone de décharge. La puissance déposée a été maintenue à 8 W pendant 30 minutes, le débit de gaz était de 100 mL.min 1. L'élimination du coke dans la zéolite est particulièrement efficace en utilisant un mélange d'hélium et d'O2, comme on peut le constater dans le tableau 2 ci-dessous. En particulier, 90% du coke est éliminé. Par ailleurs, on peut également remarquer que dans cette configuration, et avec un mélange de dioxygène et de diazote, on obtient une décontamination partielle. Toutefois, en induisant une puissance plus importante que 8 W, on obtient également une décontamination complète. Ce tableau 2 met également en évidence les résultats de l'impact de la composition du gaz après 30 minutes. The treatment was carried out in the reactor shown in FIG. 1. The coked zeolite in pellet form is placed under the discharge zone. The deposited power was maintained at 8 W for 30 minutes, the gas flow was 100 mL.min 1 . The removal of the coke in the zeolite is particularly effective using a mixture of helium and O 2, as can be seen in Table 2 below. In particular, 90% of the coke is removed. Moreover, it can also be noted that in this configuration, and with a mixture of oxygen and dinitrogen, partial decontamination is obtained. However, by inducing a power greater than 8 W, one also obtains a complete decontamination. This table 2 also highlights the results of the impact of the composition of the gas after 30 minutes.
Tableau 2 : impact de la composition du gaz après 30 minutes Gas composition 20 %02 20%O2- 10%O2 Table 2: Impact of gas composition after 30 minutes Gas composition 20% 0 2 20% O 2 - 10% O 2
80 %N2 100 %He 80% He 90% He 80% N 2 100% He 80% He 90% He
Power (W) 8 8 8 8  Power (W) 8 8 8 8
Coke removal (%) 34 24 90 87  Coke removal (%) 34 24 90 87
Exemple 5 : Example 5
Preuve de l'efficacité du traitement au plasma non thermique et comparaison avec les procédés utilisant l'ozone.  Evidence of the efficiency of non-thermal plasma treatment and comparison with processes using ozone.
[0078] Sous la décharge plasmatique, on sait que l'ozone, un agent oxydant élevé, est formé par réaction entre des espèces radicalaires d'oxygène et le dioxygène. Dans certaines applications, l'ozone est utilisé comme oxydant pour effectuer l'oxydation complète des composés organiques. Toutefois, il est à noter qu'il est possible d'éliminer une partie du coke d'une zéolite en utilisant de l'ozone à une température de 250 ° C. Selon l'invention, aucune chaleur externe n'est utilisée, mais il est important de vérifier que l'ozone n'est pas responsable de l'élimination du coke dans la zéolite sous la décharge plasmatique. Un test a été réalisé dans lequel la zéolite cokéfiée sous forme de pastille a été exposée à l'ozone avec une concentration de 200 ppm. Les résultats obtenus montrent qu'aucune élimination du carbone ne se produit, par conséquent, il s'agit de la décharge plasmatique et des espèces générées sous décharge qui sont responsables de l'élimination du coke et non de l'ozone. Under the plasma discharge, it is known that ozone, a high oxidizing agent, is formed by reaction between free-radical oxygen species and dioxygen. In some applications, ozone is used as an oxidizer to effect complete oxidation of organic compounds. However, it should be noted that it is possible to remove a portion of the coke from a zeolite using ozone at a temperature of 250 ° C. According to the invention, no external heat is used, but it is important to verify that ozone is not responsible for the removal of coke in the zeolite under plasma discharge. A test was carried out in which the coked zeolite in tablet form was exposed to ozone with a concentration of 200 ppm. The results show that no carbon removal occurs, therefore, it is the plasma discharge and the species generated under discharge that are responsible for the removal of coke and not ozone.
Exemple 6 : Example 6
Preuve de la régénération complète de la zéolithe sous forme de pastille sous traitement par plasma non thermique selon l'invention.  Proof of the complete regeneration of the zeolite in pellet form under non-thermal plasma treatment according to the invention.
[0079] Selon les procédés de l'invention, on peut utiliser comme gaz oxydant, un mélange gazeux comprenant du diazote et du dioxygène, ou encore de l'argon et du dioxygène. Toutefois la substitution du diazote ou de l'argon par l'hélium permet avec une puissance maintenue à 8 W, une régénération quasi-complète (η « 100%). Ainsi, tous les sites acides de Br0nsted empoisonnés par le coke sont récupérés après seulement dix minutes de traitement. De plus, l'oxydation du coke est presque totalement sélective en CO2. Les espèces actives responsables de la régénération du catalyseur sont les espèces à courte durée de vie (02 + O , 02 ~), le rôle du gaz noble (He) étant d'améliorer l'efficacité de la production d'atomes d'oxygène (O). According to the processes of the invention, it is possible to use as oxidizing gas a gaseous mixture comprising dinitrogen and oxygen, or else argon and dioxygen. However, the substitution of dinium or argon by helium allows with a maintained power at 8 W, a almost complete regeneration (η " 100%). Thus, all coke-poisoned Brnsted acid sites are recovered after only ten minutes of treatment. In addition, the oxidation of coke is almost completely selective in CO2. The active species responsible for the regeneration of the catalyst are the short-lived species (0 2 + 0, 0 2 ~ ), the role of the noble gas (He) being to improve the efficiency of the production of carbon atoms. oxygen (O).
[0080] En particulier, en utilisant, comme gaz oxydant, un mélange de gaz comprenant de l'hélium et du dioxygène, et en appliquant une puissance proche de 8 W, on constate que l'on a une régénération quasi complète du catalyseur. En effet, avec 10 ou 20% de O2 dans He, η atteint 100%, tous les sites acides de Bransted empoisonnés sont récupérés après seulement 10 minutes de traitement, lorsque 8 W de puissance est appliquée. De plus, la combustion du coke à température ambiante par un plasma non thermique avec un mélange de He-O2 est presque totalement sélective en CO2 et le bilan carbone est quasi total (> 95%). On constate même que la matière zéolitique cokéfiée, généralement caractérisée par une couleur noire, récupère sa couleur blanche d'origine après traitement au plasma, ce qui prouve l'efficacité du traitement au plasma à température ambiante. Les résultats de la caractérisation de la zéolite cokée et régénérée sont présentés dans le tableau 3 ci-après. In particular, by using, as an oxidizing gas, a mixture of gases comprising helium and oxygen, and applying a power close to 8 W, it is found that there is almost complete regeneration of the catalyst. Indeed, with 10 or 20% of O2 in He, η reaches 100%, all poisoned Bransted acid sites are recovered after only 10 minutes of treatment, when 8 W of power is applied. In addition, the combustion of coke at room temperature by a non-thermal plasma with a mixture of He-O2 is almost completely selective for CO2 and the carbon balance is almost total (> 95%). It is even noted that the coked zeolitic material, generally characterized by a black color, recovers its original white color after plasma treatment, which proves the effectiveness of plasma treatment at room temperature. The results of the characterization of the coked and regenerated zeolite are presented in Table 3 below.
Tableau 3 : caractérisation de la zéolithe initiale, cokée et régénérée suite à l'application du plasma non thermique (He/02; P =8 W). Table 3: characterization of the initial zeolite, coked and regenerated following the application of non-thermal plasma (He / 02, P = 8 W).
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Figure imgf000026_0001
mesuré par ATD / ATG,  measured by ATD / ATG,
b coke soluble et insoluble déterminé par digestion de la zéolithe en HF- f,g mesuré par la pyridine adsorbée sur les sites acides de Br0nsted et Lewis après évacuation à 150 0 C. b soluble and insoluble coke determined by digestion of the zeolite with HF- f, g measured by the pyridine adsorbed on the acid sites of Br0nsted and Lewis after evacuation at 150 ° C.
Exemple 7 : Décontamination de zéolithes de types MOR et FAU selon l'invention se présentant sous forme de grain dont le diamètre est compris entre 0,2 et 0,4 mm : EXAMPLE 7 Decontamination of MOR and FAU type zeolites according to the invention in the form of a grain having a diameter of between 0.2 and 0.4 mm
[0081] Dans cette configuration selon l'invention, le type de catalyseur que l'on dispose dans le réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique de géométrie cylindrique (Fig. 2) est un catalyseur de type FAU ou MOR. Ce catalyseur se présente sous forme de grain dont le diamètre est compris entre 0,2 et 0,4 mm. La teneur massique en coke est supérieure à 15% sur la zéolithe FAU et de 8% sur la zéolithe MOR.  In this configuration according to the invention, the type of catalyst that is available in the plasma reactor of the dielectric barrier discharge type of cylindrical geometry (Figure 2) is a FAU or MOR type catalyst. This catalyst is in the form of grain whose diameter is between 0.2 and 0.4 mm. The mass content of coke is greater than 15% on the FAU zeolite and 8% on the MOR zeolite.
[0082] Le procédé de décontamination est mise en œuvre pendant une durée de 1 h20 et le gaz oxydant est un mélange de gaz comprenant au moins du dioxygène et de l'hélium. Le dioxygène est introduit dans le réacteur avec un débit de 40 mL/min et l'Hélium est introduit quant à lui avec un débit de 160 mL/min pour ainsi créer un mélange de gaz oxydant dans le réacteur. The decontamination process is carried out for a period of 1 h20 and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least oxygen and helium. The oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
[0083] La tension appliquée entre les deux électrodes est environ égale à 9,5 kV à une fréquence environ égale à 2000 Hz, ce qui induit une puissance dans le réacteur environ égale à 14 W. The voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a reactor power of about 14 W.
[0084] Dans cette configuration, on obtient un catalyseur intégralement décontaminé, c'est-à-dire que le pourcentage d'élimination de carbone comprise initialement dans cette poudre est proche de 100% quel que soit le type de zéolithe. Les grains avant décontamination étaient noirs, et après décontamination blancs. Exemple 8 : Décontamination d'une zéolithe de type FAU selon l'invention se présentant sous forme de grain compris entre 0,63 et 0,8 mm : In this configuration, there is obtained a fully decontaminated catalyst, that is to say that the percentage of carbon removal initially included in this powder is close to 100% regardless of the type of zeolite. The grains before decontamination were black, and after white decontamination. EXAMPLE 8 Decontamination of an FAU Type Zeolite According to the Invention Presenting in the Form of a Grain Between 0.63 and 0.8 mm
[0085] Dans cette configuration selon l'invention, le type de catalyseur que l'on dispose dans le réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique de géométrie cylindrique (Fig. 2) est un catalyseur de type FAU. Ce catalyseur se présente sous forme de grain comprise entre 0,63 et 0,8mm. La teneur massique en coke est supérieure à 15% In this configuration according to the invention, the type of catalyst that is available in the plasma reactor of the dielectric barrier discharge type of cylindrical geometry (Figure 2) is a FAU type catalyst. This catalyst is in the form of grain between 0.63 and 0.8mm. The mass content of coke is greater than 15%
[0086] Le procédé de décontamination est mise en œuvre pendant une durée de 2h et le gaz oxydant est un mélange de gaz comprenant au moins du dioxygène et de l'hélium. Le dioxygène est introduit dans le réacteur avec un débit de 40 mL/min et l'Hélium est introduit quant à lui avec un débit de 160mL/min pour ainsi créer un mélange de gaz oxydant dans le réacteur. The decontamination process is carried out for a period of 2 hours and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least dioxygen and helium. The oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
[0087] La tension appliquée entre les deux électrodes est environ égale à 9,5 kV à une fréquence environ égale à 2000 Hz, ce qui induit une puissance dans le réacteur environ égale à 10 W. The voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a power in the reactor of approximately 10 W.
[0088] Dans cette configuration, on obtient un catalyseur intégralement décontaminé, c'est-à-dire que le pourcentage d'élimination de carbone comprise initialement dans la zéolithe de type FAU est proche de 100%. Les grains avant décontamination étaient noirs, et après décontamination blancs. In this configuration, a completely decontaminated catalyst is obtained, that is to say that the carbon removal percentage initially included in the FAU type zeolite is close to 100%. The grains before decontamination were black, and after white decontamination.
Exemple 9 : Décontamination d'une zéolithe de type FAU selon l'invention se présentant sous forme d'extrudés (diamètre 1 mm et longueur 3 à 6 mm) : [0089] Dans cette configuration selon l'invention, le catalyseur de type FAU avec 15 % de coke sous forme d'extrudé (diamètre de 1 mm et longueur de 3 à 6 mm) est disposé dans le réacteur à plasma de type décharge de barrière diélectrique de géométrie cylindrique (fig. 2). EXAMPLE 9 Decontamination of an FAU Type Zeolite According to the Invention in the Form of Extrusions (1 mm Diameter and 3 to 6 mm Length) [0089] In this configuration according to the invention, the FAU type catalyst with 15% coke in extruded form (1 mm diameter and length of 3 to 6 mm) is arranged in the dielectric barrier type plasma reactor of cylindrical geometry (FIG 2).
[0090] Le procédé de décontamination est mise en œuvre pendant une durée de 2h et le gaz oxydant est un mélange de gaz comprenant au moins du dioxygène et de l'hélium. Le dioxygène est introduit dans le réacteur avec un débit de 40 mL/min et l'Hélium est introduit quant à lui avec un débit de 160mL/min pour ainsi créer un mélange de gaz oxydant dans le réacteur. The decontamination process is carried out for a period of 2 hours and the oxidizing gas is a gas mixture comprising at least oxygen and helium. The oxygen is introduced into the reactor with a flow rate of 40 mL / min and the helium is introduced meanwhile with a flow rate of 160 mL / min to thereby create a mixture of oxidizing gas in the reactor.
[0091] La tension appliquée entre les deux électrodes est environ égale à 9,5 kV à une fréquence environ égale à 2000 Hz, ce qui induit une puissance sur le verre (matériau diélectrique) environ égale à 16,79 W. The voltage applied between the two electrodes is approximately equal to 9.5 kV at a frequency of about 2000 Hz, which induces a power on the glass (dielectric material) approximately equal to 16.79 W.
[0092] Dans cette configuration, on obtient un catalyseur intégralement décontaminé, c'est-à-dire que le pourcentage d'élimination de carbone comprise initialement dans ces extrudés est proche de 100%. Les extrudés avant décontamination étaient noirs, et après décontamination sont blancs. In this configuration, a completely decontaminated catalyst is obtained, that is to say that the percentage of carbon removal initially included in these extrudates is close to 100%. The extrudates before decontamination were black, and after decontamination are white.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de décontamination d'un catalyseur contaminé par du carbone, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre à température ambiante et en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 1. Process for the decontamination of a catalyst contaminated with carbon, characterized in that it is carried out at ambient temperature and in that it comprises the following steps:
a) fournir un réacteur comprenant au moins deux électrodes distantes l'une de l'autre entre lesquelles est placé un matériau diélectrique, lesdites électrodes étant dissymétriques de façon à avoir une configuration pointe-plan ;  a) providing a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material, said electrodes being asymmetrical so as to have a tip-plane configuration;
b) placer ledit catalyseur contaminé à la surface dudit matériau diélectrique ;  b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material;
c) faire circuler un gaz oxydant entre lesdites électrodes, ledit gaz comprenant du dioxygène ; et  c) circulating an oxidizing gas between said electrodes, said gas comprising dioxygen; and
d) appliquer un champ électrique entre lesdites électrodes de façon à ioniser ledit gaz oxydant et à former des radicaux et/ou des molécules ionisés et/ou des molécules métastables adaptés pour réagir avec le carbone dudit catalyseur, ledit champ électrique induisant le dépôt d'une puissance minimale de 8 W sur ledit matériau diélectrique.  d) applying an electric field between said electrodes so as to ionize said oxidizing gas and to form radicals and / or ionized molecules and / or metastable molecules adapted to react with the carbon of said catalyst, said electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel lesdites électrodes ont un diamètre compris entre 0.5 mm et 1 .5 mm. 2. The method of claim 1, wherein said electrodes have a diameter of between 0.5 mm and 1.5 mm.
3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel la tension appliquée entre lesdites électrodes est comprise entre 10 et 20 kV, de préférence entre 10 et 18 kV. 3. Method according to claims 1 or 2, wherein the voltage applied between said electrodes is between 10 and 20 kV, preferably between 10 and 18 kV.
4. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ledit matériau diélectrique est en verre, en quartz, ou en céramique. The method of claim 1, wherein said dielectric material is glass, quartz, or ceramic.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit gaz oxydant est un mélange de gaz comprenant du dioxygène et de l'hélium. The process of any one of claims 1 to 4, wherein said oxidizing gas is a gas mixture comprising oxygen and helium.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ledit mélange de gaz comprend au moins 1 % de dioxygène et 10% d'hélium en volume par rapport au volume total dudit mélange de gaz. The method of claim 5, wherein said gas mixture comprises at least 1% oxygen and 10% helium volume relative to the total volume of said gas mixture.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit gaz oxydant circule entre lesdites électrodes avec un débit volumique supérieur ou égal à 200 ml/min. 7. Process according to any one of claims 1 to 6, wherein said oxidizing gas flows between said electrodes with a flow rate greater than or equal to 200 ml / min.
8. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ledit catalyseur est une zéolithe. The process of claim 1, wherein said catalyst is a zeolite.
9. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ledit carbone est sous forme de coke. The process of claim 1, wherein said carbon is in the form of coke.
10. Procédé de décontamination d'un catalyseur contaminé par du carbone, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre à température ambiante et en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 10. A method for decontaminating a catalyst contaminated with carbon, characterized in that it is carried out at room temperature and in that it comprises the following steps:
a) fournir un réacteur comprenant au moins deux électrodes distantes l'une de l'autre entre lesquelles est placé un matériau diélectrique, lesdites électrodes ayant une configuration cylindrique ;  a) providing a reactor comprising at least two electrodes spaced apart from each other between which is placed a dielectric material, said electrodes having a cylindrical configuration;
b) placer ledit catalyseur contaminé à la surface dudit matériau diélectrique ;  b) placing said contaminated catalyst on the surface of said dielectric material;
c) faire circuler un gaz oxydant entre lesdites électrodes, ledit gaz comprenant du dioxygène ;  c) circulating an oxidizing gas between said electrodes, said gas comprising dioxygen;
d) appliquer un champ électrique entre lesdites électrodes de façon à ioniser ledit gaz oxydant et à former des radicaux et/ou des molécules ionisés et/ou des molécules métastables adaptés pour réagir avec le carbone dudit catalyseur, ledit champ électrique induisant le dépôt d'une puissance minimale de 8 W sur ledit matériau diélectrique. d) applying an electric field between said electrodes so as to ionize said oxidizing gas and to form radicals and / or ionized molecules and / or metastable molecules adapted to react with the carbon of said catalyst, said electric field inducing the deposition of a minimum power of 8 W on said dielectric material.
1 1 . Procédé selon la revendication 10, dans lequel lesdites électrodes ont un diamètre compris entre 0.1 mm et 10 mm. 1 1. The method of claim 10, wherein said electrodes have a diameter of between 0.1 mm and 10 mm.
12. Procédé selon les revendications 10 ou 1 1 , dans lequel la tension appliquée entre lesdites électrodes est comprise entre 9 et 20 kV, de préférence entre 9 et 18 kV. 12. The method of claim 10 or 11, wherein the voltage applied between said electrodes is between 9 and 20 kV, preferably between 9 and 18 kV.
13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit matériau diélectrique est en verre, en quartz, ou en céramique. The method of claim 10, wherein said dielectric material is glass, quartz, or ceramic.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel ledit gaz oxydant circule entre lesdites électrodes avec un débit volumique supérieur ou égal à 10 ml/min. 14. A method according to any one of claims 10 to 13, wherein said oxidizing gas flows between said electrodes with a flow rate greater than or equal to 10 ml / min.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel ledit catalyseur est une zéolithe se présentant sous forme de grain ou d'extrudé. The process of any one of claims 10 to 14, wherein said catalyst is a zeolite in the form of a grain or an extrudate.
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