Note publique d'information : La distillation fractionnée des coupes pétrolières brutes se révèle insuffisante,
pour répondre seule aux besoins en carburants et génère de fortes quantités de distillats
à longue chaîne carbonée (C20-C50). Cette coupe d’hydrocarbures peu valorisable est
ainsi transformée en molécules hydrocarbonées plus légères, par le biais de deux procédés
: le craquage catalytique en lit fluidisé ou l’hydrocraquage. Ce dernier permet le
craquage sélectif des hydrocarbures essentiellement en gazole et kérosène. Les catalyseurs
acides utilisés sont « bifonctionnels » : une matrice zéolithique USY (zéolithe Y
ultra-stabilisée) favorise le craquage des hydrocarbures, pendant qu’un sulfure mixte
ou un métal noble greffé catalyse les réactions d’hydrogénation et de déshydrogénation.
L’objectif de ce travail de thèse consiste à maximiser la sélectivité en distillats
moyens, en diminuant le temps de séjour des molécules d’hydrocarbures dans la structure
zéolithique, afin de réduire les réactions de surcraquage. Pour cela, il a été choisi
de synthétiser directement des nanocristaux de zéolithe Y sans agent organique structurant,
avec un rapport Si/Al le plus élevé possible. Cette propriété leur confère une meilleure
stabilité lors des post-traitements, indispensables pour atteindre le rapport Si/Al
des zéolithes USY actuellement utilisées. Grâce à l’élaboration d’une nouvelle stratégie
de synthèse, des nanocristaux compris entre 20 et 90 nm avec un rapport Si/Al variant
de 2,2 à 2,6 ont été obtenus. Puis, l’obtention de la forme protonée de ces nanocristaux
(90 nm) a été étudiée et des mesures d’acidité ont également été effectuées.
Note publique d'information : The fractionated distillation of crude oil is not sufficient to cover all the fuel
needs and produces large amounts of long chain carbon distillates (C20-C50). Thus,
these hydrocarbons are transformed into lighter hydrocarbon molecules by two processes:
fluid catalytic cracking or hydrocracking. The latter allows the selective cracking
of hydrocarbons essentially in gas oil and kerosene. The acid catalysts used are “bifunctional”:
a zeolite matrix USY (ultra-stabilized zeolite Y) performs the hydrocarbons cracking,
at the same time a sulfide or a noble metal catalyzes hydrogenation and dehydrogenation
reactions. The aim of this work is to maximize the selectivity to middle distillates
by decreasing the residence time of hydrocarbon molecules in the zeolite framework.
For this, it was chosen to directly synthesize zeolite Y nanocrystals with the highest
possible Si/Al ratio, in a SDA-free medium. This property gives them a better stability
during the post-treatments essential to reach the Si/Al ratio of the currently used
USY zeolite. Thanks to a new synthesis strategy, nanocrystals between 20 and 90 nm
with a Si/Al ratio varying from 2.2 to 2.6 were obtained. Then, the protonated form
of these nanocrystals (90 nm) was studied and acidity measurements were also carried
out.
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