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CATALYSEURS INDUSTRIELS CHAPITRE 4: REGENERATION DES CATALYSEURS MASTER 1 : GEN

CATALYSEURS INDUSTRIELS CHAPITRE 4: REGENERATION DES CATALYSEURS MASTER 1 : GENIE DU RAFFINAGE USTHB 2020-2021 Prof. Dr.Eng. R. CHEMINI Désactivation des catalyseurs… Causes importantes Agglomération du support Perte de surface Modification de l’acidité Dégradation des propriétés mécaniques 2 Désactivation des catalyseurs… Autres causes Empoisonnement irréversible du support Eléments alcalins, éléments alcalino - terreux, sulfates Formation d’aluminates, de sulfates Empoisonnement de la phase métallique Métaux : arsenic, cuivre, plomb, zinc, mercure, silicone, fer Association stable avec le platine Agglomération excessive de la phase métalliques 3 Empoisonnement par une impureté Perte d’activité due à une forte chimisorption d’une impureté de la charge. Désactivation des catalyseurs… 4 Désactivation des catalyseurs… Auto- empoisonnement Perte d’activité due aux réactions secondaires des réactifs ou des produits suite aux réactions parallèles ou consécutives (ou la combinaison des deux). Formation de coke. 5 Désactivation des catalyseurs Inhibition Perte d’activité due à une forte adsorption des réactifs ou des produits. Vieillissement Perte d’activité due aux changements de structure ou au frittage conduisant à la diminution de la surface active. 6 Régénération Trois étapes importantes Combustion du coke Restauration de l’acidité Redispersion de la phase métallique 7 4h d’injection d’air (1 l/h/g) 2000 ppm vol H2O 450 500 550 600 650 700 750 250 225 200 175 150 125 100 Surface spécifique (m2/g) Température (°C) Endommagement du support Risque de la combustion… 8 Risque de la combustion 600°C 3 l/h/g d’air Agglomération de la phase métallique Déchloration excessive 0 25 50 75 100 125 150 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Temps (h) Injection chlore Sans injection chlore Pt accessible Pt total 9 Redispersion du platine par oxychloration… Traitement oxychloration Atmosphère oxygéné élevé (~500°C, O2, Cl) Taille des particules du métal diminue Surface métallique diminue 10 Redispersion du platine par oxychloration 500°C 2 l/h/g d’air 0 2 4 6 8 10 12 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Temps (h) Injection chlore Pt accessible Pt total 11 Mécanisme de Redispersion PtOx O2 O O O O O O O O O Cl O O O Cl ClCl Cl, H2O PtOxCly O O Cl O Cl ClCl Pt O O Cl Cl Pt 12 Cycle Activation - Régénération Pt Cl OH Al2O3 Pt Pt Pt Pt O O O O Cl OH Al2O3 Pt Coke Pt Pt Pt Pt O2 Combustion Cl OH Al2O3 O Pt O Cl Cl Oxychloration CCl4 + O2 + H2O Cl OH Al2O3 O Pt O Cl Cl Séchage Calcination H2 Réduction Pt Pt Cl OH Al2O3 H H Pt Pt Cl OH Al2O3 H S Sulfuration Charge 13 Exemple de procédure industrielle Purge des hydrocarbures Azote ~ 200 °C Contrôle de la combustion Air dilué par l’azote O2 0,5 à 2% volume Température < 530°C Injection d’un agent de chloration Oxychloration Air dilué par l’azote O2 0,5 à 2% volume Température 500 - 530°C Injection d’un agent de chloration Purge de l’oxygène Azote ~ 200 °C Réduction Pure hydrogène ~ 500 °C Sulfuration Pure hydrogène ~ 500 °C Injection d’un agent de sulfuration 14 Procédé industriel semi-régénératif Lit fixe Naphta Reformat Rendement en reformat Temps 6 – 12 mois 15 Procédé industriel régénération cyclique Rendement en reformat Temps 2 – 4 semaines Naphta Reformat Réacteur swing 16 Procédé industriel régénération continue Lit mobile Naphta Reformat régénérateur Rendement en reformat Temps 17 Types de réacteur à lit fixe Radial Axial Catalyseur 18 Régénération continue dans un réacteur à lit mobile Alimentation Catalyseur Effluent 19 Modèle de procédé semi- régénératif Charge Reformat H2 C5 + C3-C4 Fuel gaz H2S NH H2 H2 + 10%HC PRETRAITEMENT STRIPPAGE REFORMING 20 Conditions opératoires Reformer à lit fixe Catalyseur PtRe/ Al2O3 – Cl Type de réacteur Lit fixe Charge Naphta lourde C7 – C10 Température Sortie réacteur : 470°C Entrée réacteur: 530°C Pression 15 – 25 bars PPH 2h-1 H2/HC 3-7 RON 98 - 100 21 Purge Reformat Régénération Combustion Oxychloration Charge Recyclage d’hydrogène Distributeur Réducteur Modèle de procédé régénératif 22 Conditions opératoires Reformer en régénération continue Catalyseur PtSn/ Al2O3 – Cl Type de réacteur Lit mobile Charge Naphta lourde C7 – C10 Température 500°C Pression 2,5 – 10 bars PPH 2h-1 H2/HC 2-5 RON 100 - 105 23 uploads/Finance/ 4-chapitre-4-regeneration-des-catalyseurs-m1-gr-2019-2020.pdf