English version
Flux RSS
Accueil
Accueil > Compétences > Directions de recherche > Physique et Analyse > Empoisonnement des catalyseurs par le silicium : l'enquête avance !

Physique et Analyse

Empoisonnement des catalyseurs par le silicium : l'enquête avance !

“Spéciation du silicium dans les charges d'hydrotraitement”  

Thèse de Fabien Chainet

Fabien Chainet

L'identification et la quantification (ie. la spéciation) dans les produits pétroliers des espèces susceptibles d'empoisonner les catalyseurs de raffinage est un véritable défi analytique. Parmi ces espèces, figurent les molécules silicées générées par la dégradation des antimousses de type polydiméthylsiloxanes (PDMS).

Jusqu'à ce jour, les mécanismes d'empoisonnement étaient mal connus car leur compréhension reposait sur des tests mettant en jeu uniquement des molécules modèles. Les principaux verrous sont la présence du silicium à l'état de traces (ppb à ppm) et dans des matrices complexes susceptibles d'évoluer rapidement.

Un travail innovant a été mené en combinant trois actions inédites dans le domaine de la spéciation :

  • une expérience de  dégradation de PDMS en conditions réelles à haute température sur une unité pilote spécifiquement adaptée,
  • la conservation sous azote liquide des échantillons produits pour éviter leur évolution,
  • une approche multi-technique basée sur des outils analytiques de pointe (GC/MS, SEC-ICP/ MS, FT-ICR/MS, GC-ICP/MS, etc.).

Plus d’une centaine de molécules réparties au sein de douze familles chimiques différentes ont ainsi pu être caractérisées.

La présence d’espèces silicées a été démontrée dans toutes les coupes pétrolières.

Certaines des molécules, caractérisées pour la première fois à l'état de traces, possèdent des fonctions réactives capables d'interagir très rapidement avec le catalyseur et de conduire éventuellement à sa désactivation.

Ces résultats originaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes d'empoisonnement et pour l'élimination des composés qui en sont responsables.

 

Contacts scientifiques :

Fabien Chainet

 Fabien Chainet
 Direction Physique et Analyse
 fabien.chainet@ifpen.fr

Charles Lienemann

 Charles Lienemann
 Direction Physique et Analyse
 charles.lienemann@ifpen.fr

Publications

  • F. Chainet,  J. Ponthus, C.P. Lienemann,  M. Courtiade, Combining Fourier Transform-Ion Cyclotron Resonance/Mass Spectrometry Analysis and Kendrick Plots for Silicon Speciation and Molecular Characterization in Petroleum Products at Trace Levels. O.F.X. Donard. Anal. Chem. 2012, 84, 3998.
     >> DOI:10.1021/ac202931s
  • F. Chainet, L. Le Meur,  M. Courtiade,  C.P. Lienemann,  J. Ponthus, Characterization of silicon species issued from PDMS degradation under thermal cracking of hydrocarbons: Part 2 – Liquid samples analysis by a multi-technical approach based on gas chromatography and mass spectrometry. O.F.X. Donard. Fuel, 2014, 116, 478.
     >> DOI:10.1016/j.fuel.2013.08.010

 

L'espace Découverte vous propose des clés pour comprendre les enjeux énergétiques du 21ème siècle liés à un développement durable de notre planète.

Liste de liens

  • Imprimer la page

Vidéo (4 min)

Au coeur du catalyseur
 C'est en analysant le catalyseur et la réaction chimique jusqu'au niveau des interactions entre électrons que les chercheurs trouvent comment rendre les catalyseurs plus efficaces et les carburants plus propres  
  
         >> voir la vidéo

Vidéo (3 min)

La chasse au soufre
Les rayons X de la ligne Samba du Synchrotron SOLEIL permet de suivre en direct la réaction chimique de piégeage du soufre impliquant hydrogène et catalyseur métallique - par Amélie Rochet (Doctorante Soleil Synchrotron - IFPEN) and Virginie Moizan (IFPEN)
>> site web SOLEIL