Alkylation catalytique des composés thiophéniques dans les essences – CatAlkThio

La désulfuration des essences est un procédé nécessaire pour l'obtention de carburants répondant aux normes européennes. Le soufre est néfaste pour l'environnement car il produit des SOx par combustion mais également il empoisonne les catalyseurs des pots catalytiques et nuit à leur fonctionnement. Mis à part l'hydrodésulfuration (HDS) qui est encore le procédé principalement utilisé, des procédés alternatifs ont été développés. Parmi ces procédés, l'alkylation catalytique des composés thiophéniques par les oléfines de la charge suivie de l'élimination des composés alourdis par distillation semble rassembler de nombreux avantages : pas besoin d'hydrogène, température et pression très douces, préservation de l'indice d'octane. Ce procédé nommé OATS (Olefinic Alkylation of Thiophenic Sulfur) a été breveté et développé par BP. Toutefois aucune étude scientifique ne se préoccupe des mécanismes de la réaction d'alkylation qui permettrait une meilleure compréhension du système. La partie alkylation catalytique de ce procédé a été étudiée dans notre équipe par un large criblage de catalyseurs acides dans une réaction modèle : l'alkylation du 3-methylthiophène par le 2-methyl-2-butène. Selon le catalyseur utilisé (zéolites, acides supportés sur oxydes), la conversion varie grandement mais également la sélectivité en produits de dialkylation ou de monoalkylation traduisant un processus catalytique différent. Lors d'expérience en réacteurs continus nous avons pu confirmer une activité catalytique très supérieure pour les catalyseurs de type hétéropolyacide supporté sur silice. Nous avons optimisé la préparation de ces catalyseurs en fonction de leur activité catalytique et constaté une moins grande désactivation que celle observée avec les zéolites ou les acides phosphoriques supportés notamment lors de tests catalytiques réalisés sur charge réelle. Nous souhaitons aujourd'hui approfondir cette étude sur le fonctionnement des catalyseurs de type hétéropolyacides supportés et zéolites en réalisant notamment des tests sur charge modèle et sur charge réelle en réacteurs dynamiques, en complétant nos données par une analyse des essences transformées par chromatographie à deux dimensions (GC-2D ou GC-GC), une technique très puissante pour la détermination de mélanges complexes telles que les essences. Celle-ci nous permettra de suivre parfaitement les composés affectés par l'étape d'alkylation et de déterminer précisément les sélectivités associées à chaque catalyseur.