Etude des réactions parallèles

Etude des réactions parallèles

 Etude de la dégardation du propane

Lors de l’étude cinétique traitée au chapitre précédent, nous avons considéré uniquement la vitesse de fonnation du propène. Dans ce paragraphe, nous allons étudier les vitesses absolues de fonnation de tous les produits secondaires de déshydrogénation oxydante du propane. Les mesures sont effectuées, dans un premier temps, lorsque la pression partielle de propane est fixée à 15 kPa (figures 16.a., 16.b., 16.c.) et les pressions partielles d’oxygène et d’hélium varient et, dans un second temps, lorsque la pression d’oxygène égale 18 kPa (figures 17.a., 17 .b., 17.c.) et que nous faisons varier les pressions partielles de propane et d’hélium.

Ces expériences sont conduites à trois températures (f = 470,500 et 515°C) et à pression totale constante (PT = 1 atm). Les principaux produits secondaires obtenus sont le monoxyde de carbone (CO), Je dioxyde de carbone (CO~, et l’acroléine (C3 H4 0). Les quantités produites sont mesurées par chromatographie en phase gazeuse. Nous remarquons que les vitesses de fonnation de ces composés secondaires sont de 4 à 40 fois plus faibles que celles du propène.

Dans le cas de la fonnation du monoxyde et du dioxyde de carbone, l’oxygène a une influence sur les vitesses de fonnation des produits ; les ordres apparents par rapport à l’oxygène ne sont pas nuls alors qu’il le sont dans le cas du propène et de l’acroléine. En effet, le propène et l’acroléine conservent la structure en C3 du propane, par contre la fonnation de CO ou de C02 passe par des étapes de dégradation de la molécule de propane ou de propène avec rupture de liaisons C

– C nécessitant une grande quantité d’oxygène qui peut intervenir directement à l’état gazeux. Deux mécanismes différents peuvent être envisagés un pour la fonnation du propène et de l’acroléine l’autre pour CO et CO2• Nous remarquons que la vitesse de fonnation de CO est plus importante que celle de CO2

• Les données thennodynamiques [19] montrent que les deux réactions sont possibles a priori, mais que seul CO2 devrait être fonné : o -1 ~Gc H ~ co = -1490 kl.mol de C3Hs 3 o 8 800K -1 ~Gc H ~ CO = -2128 kl.mol de C3Hs 3 8800K 2 fi Y a donc un contrôle cinétique prédominant de la réaction de fonnation de CO, nous allons écrire le mécanisme envisageant la dégradation du propane. La dégradation du propène est également possible, elle sera étudiée au paragraphe suivant. Mécanisme de fQrmatiQn de CO à vartir du DrQmWe : Les étapes suivantes marquent l’adsorption du propane, sa réduction par les oxygènes du réseau du molybdate de nickel à l’état de carbone, et enfm l’oxydation du carbone. Nous notons O’e les sites d’adsorption à la surface du carbone (solide) et O’NiMo04 les sites à la surface du catalyseur.