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Mécanique appliquée

Les supports de catalyseurs sous pression

Les besoins en carburants raffinés à très bas niveaux de soufre et de métaux lourds conduisent à toujours améliorer les performances des catalyseurs d'hydrotraitement. Ceux-ci sont constitués d’une phase active dispersée sur un support poreux en alumine gamma. L'optimisation de la porosité du support est une des clés de la performance.

Toutefois, cette évolution se fait au détriment de la résistance mécanique. Or, les catalyseurs, sous forme de grains extrudés de quelques millimètres, sont soumis à de fortes sollicitations mécaniques lors de leur transport et de leur utilisation au sein de réacteurs de plusieurs mètres de hauteur. Une tenue mécanique trop faible peut provoquer un endommagement des grains et une formation de fragments et de fines particules, néfastes au fonctionnement de l’unité industrielle.

Vincent Le Corre
Loïc Rouleau

Vincent Le Corre
Direction Mécanique appliquée
vincent.le-corre@ifpen.fr

Loïc Rouleau
Direction Catalyse et Séparation
loic.rouleau@ifpen.fr

L'approche adoptée à IFPEN, en collaboration avec le laboratoire MATEIS (INSA de Lyon, CNRS) consiste à déterminer les modes de ruines pour les différents types de sollicitation de supports à porosité très variable, et à identifier  les défauts de microstructure à l'origine des ruptures.

La méthode mise en place est basée sur une combinaison d'essais mécaniques, couplée à une observation systématique des faciès de rupture au microscope électronique à balayage et à une recherche des défauts critiques par microtomographie aux rayons X.

L'étude en cours a permis de mettre en évidence l'influence, pour la tenue mécanique à l'écrasement, de défauts d'extrusion micrométriques, particulièrement pour les extrudés les plus poreux.

Afin d' améliorer la résistance mécanique des supports, deux voies sont envisagées : l'amélioration de la résistance à la propagation des fissures ou la minimisation des défauts de fabrication.

Publication

  • D. Staub,  S. Meille,  J. Chevalier,  V. Le Corre, Proceedings of the 13 th European Inter-Regional Conference on Ceramics (CIEC 13), 2012, Barcelona.

 

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