Additifs oxygénés ex-bioéthanol pour la coupe diesel – BioEdiesel

Le but de ce projet est d'évaluer un procédé de production d'additifs oxygénés pour la coupe diésel à partir de bio-éthanol et de glycérol. Il répond à deux défis sociétaux et technologiques liés d'une part, à la volonté politique d'amener le taux d'utilisation de biocarburants dans le secteur des transports à au moins 5,75% à l'horizon 2010 et, d'autre part, à réduire les émissions de particules solides, suies et NOx des échappements des moteurs diesel. La stratégie proposée peut constituer une alternative, ou du moins compléter, les développements actuels essentiellement centrés sur l'incorporation directe d'éthanol ou la production d'éthyltertiobutylether pour la coupe essence et la production de diester, pour la coupe diesel. En effet, la constitution et l'évolution du parc automobile français et européen et les décisions déjà prises concernant la production de bio-éthanol rendront inévitable l'incorporation de ce dernier dans le gazole. De plus, les diesters ont un impact négatif sur les émissions de NOx, imposant une teneur limite . L'examen de la littérature montre que l'éthanol et le glycérol peuvent être rendus compatibles et remplir tous les critères de performance et de qualité en tant qu'additifs oxygénés du diesel après leur transformation en acétals en C6 C8 et/ou éthers. Sur ces bases, une série de molécules oxygénées pouvant être obtenues directement à partir de bio-éthanol et de glycérol par des procédés de catalyse hétérogène a été sélectionnée. Ces procédés font intervenir des catalyseurs solides acides, de type silices alumines amorphes et cristallisées, des résines, ou multifonctionnels base/acide, de type oxydes mixtes. Le projet a été élaboré en s'appuyant sur les compétences de deux laboratoires possédant des expériences complémentaires: d'une part, en catalyse hétérogène et science des matériaux, pour la préparation et l'évaluation des catalyseurs; d'autre part, en génie chimique, pour le design et la modélisation d'un procédé. Le travail expérimental a été structuré autour de tâches particulières dont les objectifs seront de: i) évaluer le potentiel d'une série de catalyseurs type pour la transformation du bio-éthanol et du glycérol en acétals et éthers en C6-C8, ii) sélectionner un couple catalyseur/substrat sur la base de critères de stabilité, sélectivité et activité, iii) établir le schéma réactionnel complet et définir l'ensemble des constantes cinétiques, iv) déterminer les constantes d'adsorption et les données thermodynamiques nécessaires à la sélection et à la conception d'un procédé et v) élaborer un modèle de réacteur pour le procédé considéré. Les études de réactivité seront effectuées en réacteur fermé et réacteur continu afin de bien prendre en compte les phénomènes de désactivation. L'extrapolation de la préparation des catalyseurs et leur mise en forme seront étudiés. A l'issue du projet un dossier technique de recommandations pour la sélection et le dimensionnement d'un réacteur et d'un procédé industriel sera établi.