FR3142915A1 - New bimetallic heterogeneous catalyst based on copper, its preparation process and its use - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne l’ utilisation d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol, le catalyseur. (Pas figure) The present invention relates to the use of a supported bimetallic catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2) to obtain ethylene glycol, the catalyst. (Not shown)
Description
La présente invention concerne un nouveau catalyseur hétérogène bimétallique, son procédé de préparation et son utilisation, en particulier pour la synthèse d’éthylène glycol à partir de l’hydrogénation d’oxamide ou d’oxamate.The present invention relates to a novel bimetallic heterogeneous catalyst, its preparation process and its use, in particular for the synthesis of ethylene glycol from the hydrogenation of oxamide or oxamate.
L’éthylène glycol est une matière importante dans l’industrie chimique, permettant diverses applications comme antigel ou fluide réfrigérant, mais surtout notamment la production de fibres textiles et de résines de polyesters. L’éthylène glycol peut être utilisé comme monomère dans la fabrication de polyester, et notamment le PET (Polytéréphtalate d'éthylène) en présence d’acide téréphtalique. Le PET est un polymère très utilisé dans l’industrie du textile, qui aujourd’hui est majoritairement produit à partir de produits pétrosourcés qui génèrent une grande quantité de gaz à effet de serre, entre autres le dioxyde de carbone.Ethylene glycol is an important material in the chemical industry, allowing various applications such as antifreeze or refrigerant, but especially in the production of textile fibers and polyester resins. Ethylene glycol can be used as a monomer in the manufacture of polyester, and in particular PET (Polyethylene terephthalate) in the presence of terephthalic acid. PET is a polymer widely used in the textile industry, which today is mainly produced from petroleum-based products that generate a large quantity of greenhouse gases, including carbon dioxide.
Une méthode classique de fabrication de l’éthylène glycol est réalisée à partir du naphta et est schématisé ci-dessous :A classic method of manufacturing ethylene glycol is made from naphtha and is shown schematically below:
La valorisation du dioxyde de carbone CO2est un enjeu majeur pour diminuer les émissions de gaz à effet de serre. Une autre voie de synthèse de l’éthylène glycol, peu étudiée, est l'hydrogénation des oxamides ou des oxamates.The recovery of carbon dioxide CO2 is a major challenge for reducing greenhouse gas emissions. Another little-studied route for the synthesis of ethylene glycol is the hydrogenation of oxamides or oxamates.
Les composés oxamides peuvent être synthétisés directement par une double carbonylation oxydative d’une amine, en présence d’un catalyseur, notamment au palladium (Pd).Oxamide compounds can be synthesized directly by a double oxidative carbonylation of an amine, in the presence of a catalyst, notably palladium (Pd).
Les composés oxamates peuvent être synthétisés directement par carbonylation oxydative d’un alcool et d’une amine, en présence d’un catalyseur, notamment au palladium (Pd).Oxamate compounds can be synthesized directly by oxidative carbonylation of an alcohol and an amine, in the presence of a catalyst, notably palladium (Pd).
Ainsi la consommation de CO2peut être réalisée lors de la synthèse des oxamides ou des oxamates, qui sont des précurseurs pour produire de l’éthylène glycolviaune réaction d’hydrogénation catalysée avec des métaux de transition, comme catalyseurs homogènes ou hétérogènes, comme schématisé ci-dessous :Thus the consumption of CO2 can be achieved during the synthesis of oxamides or oxamates, which are precursors for producing ethylene glycol via a hydrogenation reaction catalyzed with transition metals, as homogeneous or heterogeneous catalysts, as shown schematically below:
On désigne par catalyseur homogène à base de métaux de transition un catalyseur soluble dans le solvant de la réaction, formant une seule phase.A homogeneous transition metal catalyst is a catalyst that is soluble in the reaction solvent and forms a single phase.
Un catalyseur hétérogène à base de métaux de transition est un catalyseur qui n’est pas soluble impliquant une réaction impliquant deux phases, par exemple liquide-solide.A heterogeneous transition metal catalyst is a catalyst that is not soluble involving a reaction involving two phases, for example liquid-solid.
La réaction d’hydrogénation de l’oxamide ou de l’oxamate vers l’éthylène glycol est catalysée par des métaux. L’étape d’hydrogénation des oxamides décrit dans Dong et al (Nature Communication, 7:12075, DOI: 10.1038/ncomms12075, 2016) est réalisée en catalyse homogène avec des complexes organométalliques de ruthénium ou de fer.The hydrogenation reaction of oxamide or oxamate to ethylene glycol is catalyzed by metals. The hydrogenation step of oxamides described in Dong et al (Nature Communication, 7:12075, DOI: 10.1038/ncomms12075, 2016) is carried out in homogeneous catalysis with organometallic complexes of ruthenium or iron.
Depuis de nombreuses années, il existe un besoin d’une voie de préparation d’éthylène glycol à faible coût et respectueuse de l’environnement.For many years, there has been a need for a low-cost and environmentally friendly route to prepare ethylene glycol.
À ce jour, il est recherché un catalyseur hétérogène, de préparation aisée, permettant une synthèse efficace d’éthylène glycol propre pour l’environnement à partir d’oxamide ou d’oxamate, facilement industrialisable et sécurisée.To date, a heterogeneous catalyst, easy to prepare, allowing an efficient synthesis is being sought. environmentally friendly ethylene glycol from oxamide or oxamate, easily industrializable and safe.
L‘éthylène glycol représente aussi un composé modèle pour le clivage par action de l’hydrogène, à savoir l'hydrogénolyse, des liaisons carbone-carbone (C-C) et/ou carbone-oxygène (C-O) des groupements diols -CHOH-CHOH- présents dans les molécules carbohydrates (polyols) contenues dans la biomasse. Ainsi un catalyseur permettant par hydrogénolyse le clivage des liaisons C-C et C-O de l’éthylène glycol permettrait une dépolymérisation de la biomasse par clivage des liaisons C-C et/ou C-O des groupements diols présents dans la biomasse.Ethylene glycol also represents a model compound for the cleavage by the action of hydrogen, namely hydrogenolysis, of the carbon-carbon (C-C) and/or carbon-oxygen (C-O) bonds of the diol groups -CHOH-CHOH- present in the carbohydrate molecules (polyols) contained in the biomass. Thus, a catalyst allowing by hydrogenolysis the cleavage of the C-C and C-O bonds of ethylene glycol would allow a depolymerization of the biomass by cleavage of the C-C and/or C-O bonds of the diol groups present in the biomass.
L’un des buts de l’invention est de proposer un procédé de préparation de l’éthylène glycol, à partir d’oxamide ou oxamate par une réaction utilisant un catalyseur bimétallique hétérogène, en particulier à base de cuivre associé à un autre métal.One of the aims of the invention is to propose a process for preparing ethylene glycol, from oxamide or oxamate by a reaction using a heterogeneous bimetallic catalyst, in particular based on copper associated with another metal.
Un autre but de l’invention est un procédé de préparation de l’éthylène glycol présentant des rendements efficaces et une sélectivité importante.Another object of the invention is a process for preparing ethylene glycol having efficient yields and significant selectivity.
Un autre but de l’invention est la préparation d’éthylène glycol ne mettant pas en œuvre de réactifs toxiques.Another aim of the invention is the preparation of ethylene glycol without using toxic reagents.
Un autre but de l’invention est la préparation d’éthylène glycol, utilisant des réactifs recyclables ou recyclés et un catalyseur hétérogène efficace et réutilisable.Another aim of the invention is the preparation of ethylene glycol, using recyclable or recycled reagents and an efficient and reusable heterogeneous catalyst.
Un autre but de l’invention est de proposer un procédé d’hydrogénolyse de l’éthylène glycol utilisant un catalyseur bimétallique hétérogène.Another aim of the invention is to propose a process for the hydrogenolysis of ethylene glycol using a heterogeneous bimetallic catalyst.
Un autre but de l’invention est de proposer un procédé de dépolymérisation de la biomasse utilisant un catalyseur bimétallique hétérogène.Another aim of the invention is to propose a process for depolymerizing biomass using a heterogeneous bimetallic catalyst.
Un autre but de l’invention est de proposer un nouveau catalyseur bimétallique hétérogène sur support.Another aim of the invention is to propose a new heterogeneous bimetallic catalyst on a support.
Un autre but de l’invention est de proposer un catalyseur hétérogène utilisable dans un procédé en flux continu.Another aim of the invention is to provide a heterogeneous catalyst usable in a continuous flow process.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de préparation simple, industrialisable et optimisé de ce catalyseur.Another aim of the present invention is to propose a simple, industrializable and optimized preparation process for this catalyst.
Un premier objet de la présente invention est l’utilisation d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.A first object of the present invention is the use of a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Les inventeurs ont observé de façon inattendue et surprenante, qu’un catalyseur bimétallique de cuivre et d’un métal M choisi par Mn, Co, Ni et Fer, sur un support permet de catalyser l’hydrogénation des oxamides ou des oxamates en éthylène glycol, notamment avec un rendement pouvant atteindre 80% en éthylène glycol.The inventors observed unexpectedly and surprisingly that a bimetallic catalyst of copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Iron, on a support makes it possible to catalyze the hydrogenation of oxamides or oxamates into ethylene glycol, in particular with a yield of up to 80% in ethylene glycol.
Au sens de la présente invention, on entend par « oxamide » le dérivé d’oxamide 1,1’-oxalyl diamine correspondant à l’amine NRaRb, de formule :For the purposes of the present invention, the term “oxamide” means the oxamide derivative 1,1'-oxalyl diamine corresponding to the amine NR a R b , of formula:
Au sens de la présente invention, on entend par « oxamate » le dérivé d’oxalate comprenant un groupement amine (NRaRb) et un groupement alcoxyde ou alcool, de formule suivante :For the purposes of the present invention, the term “oxamate” means the oxalate derivative comprising an amine group (NR a R b ) and an alkoxide or alcohol group, of the following formula:
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide compound by a hydrogenation reaction of said oxamide compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un mélange d’oxamide et d’oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit mélange d’oxamide et d’oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from a mixture of oxamide and oxamate by a hydrogenation reaction of said mixture of oxamide and oxamate with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
On comprend que le catalyseur Cu-M / Support est un catalyseur hétérogène, le catalyseur étant en phase solide et les réactifs étant sous forme liquide ou gazeux.It is understood that the Cu-M/Support catalyst is a heterogeneous catalyst, the catalyst being in solid phase and the reactants being in liquid or gaseous form.
L’utilisation d’un catalyseur hétérogène a pour avantage de faciliter la séparation du catalyseur des autres espèces impliquées dans la réaction, permettant aisément de récupérer et de réutiliser le catalyseur et de limiter la contamination du produit avec les métaux de transition.The use of a heterogeneous catalyst has the advantage of facilitating the separation of the catalyst from the other species involved in the reaction, allowing easy recovery and reuse of the catalyst and limiting contamination of the product with transition metals.
L’utilisation d’un catalyseur hétérogène a aussi pour avantage de permettre de fixer, dans le réacteur, le catalyseur dans une enceinte telle qu’une cartouche lorsqu’on opère sous flux continu et ainsi d’obtenir des produits en sortie du réacteur exempts de catalyseur.The use of a heterogeneous catalyst also has the advantage of allowing the catalyst to be fixed in the reactor in an enclosure such as a cartridge when operating under continuous flow and thus obtaining products at the reactor outlet free of catalyst.
Au sens de la présente invention, on entend par « catalyseur» ou « catalyseur supporté », un matériau constitué d’un support sur lequel sont situés des sites catalytiques. On comprend que le catalyseur bimétallique comprend un support et des atomes des éléments de cuivre et du métal M. Le poids total du catalyseur correspond au poids du support et de celui des deux métaux, à savoir cuivre et le métal M.For the purposes of the present invention, the term “catalyst” or “supported catalyst” means ", a material consisting of a support on which catalytic sites are located. It is understood that the bimetallic catalyst comprises a support and atoms of the elements copper and the metal M. The total weight of the catalyst corresponds to the weight of the support and that of the two metals, namely copper and the metal M.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol, dans laquelle ledit support est un oxyde, en particulier le dioxyde de zirconium (ZrO2) ou l’alumine (γ-Al2O3).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol, in which said support is an oxide, in particular zirconium dioxide (ZrO 2 ) or alumina (γ-Al 2 O 3 ).
Avantageusement le support est un oxyde tel que le dioxyde de zirconium ZrO2et l’alumine (γ-Al2O3).Advantageously, the support is an oxide such as zirconium dioxide ZrO 2 and alumina (γ-Al 2 O 3 ).
Au sens de la présente invention, on entend par « oxyde », un oxyde de métaux de transition sous forme solide et insoluble dans les solvants.For the purposes of the present invention, the term “oxide” means a transition metal oxide in solid form and insoluble in solvents.
Utilisation avec un catalyseur Cu-Mn / SupportUse with Cu-Mn catalyst / Support
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du manganèse sur un support, de formule Cu-Mn / support, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on a support, of formula Cu-Mn / support, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en oxyde, de formule Cu-Mn / Oxyde, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on an oxide support, of formula Cu-Mn / Oxide, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Mn / ZrO2, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Mn / ZrO 2 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en alumine γ, de formule Cu-Mn / γ - Al2O3, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on a γ-alumina support, of formula Cu-Mn/γ- Al2O3 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Utilisation avec un catalyseur Cu-Co / SupportUse with Cu-Co catalyst / Support
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du cobalt sur un support, de formule Cu-Co / support, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on a support, of formula Cu-Co / support, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en oxyde, de formule Cu-Co / oxyde, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on an oxide support, of formula Cu-Co/oxide, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Co / ZrO2, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Co / ZrO 2 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en alumine γ, de formule Cu-Co / γ – Al2O3, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on a γ-alumina support, of formula Cu-Co/γ– Al2O3 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Utilisation avec un catalyseur Cu-Ni / SupportUse with Cu-Ni catalyst / Support
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du nickel sur un support, de formule Cu-Ni / support, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on a support, of formula Cu-Ni / support, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du nickel sur un support en oxyde, de formule Cu-Ni / oxyde, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on an oxide support, of formula Cu-Ni/oxide, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du nickel sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Ni / ZrO2, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Ni / ZrO 2 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du nickel sur un support en alumine γ, de formule Cu-Ni / γ – Al2O3, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on a γ-alumina support, of formula Cu-Ni/γ– Al2O3 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Utilisation avec un catalyseur Cu-Fe / SupportUse with Cu-Fe catalyst / Support
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du fer sur un support, de formule Cu-Fe / support, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on a support, of formula Cu-Fe/support, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du fer sur un support en oxyde, de formule Cu-Fe / oxyde, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on an oxide support, of formula Cu-Fe/oxide, in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du fer sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Fe / ZrO2, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Fe/ ZrO2 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen ( H2 ) to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du fer sur un support en alumine γ, de formule Cu-Fe / γ- Al2O3, dans la mise en œuvre d’un procédé de préparation d’éthylène glycol à partir d’un composé oxamide ou oxamate par une réaction d’hydrogénation dudit composé oxamide ou oxamate par de l’hydrogène (H2) pour obtenir l’éthylène glycol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on a γ-alumina support, of formula Cu-Fe / γ- Al 2 O 3 , in the implementation of a process for preparing ethylene glycol from an oxamide or oxamate compound by a hydrogenation reaction of said oxamide or oxamate compound with hydrogen (H 2 ) to obtain ethylene glycol.
OxamideOxamide
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit oxamide est de formule 1 suivante :According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said oxamide is of the following formula 1:
dans laquelle Raet Rbreprésentent indépendamment l’un de l’autre :
- un atome d’hydrogène,
- un groupement alkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement alcényle en C2à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement hétéroalkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,,
- un groupement aryle ou hétéroaryle en C3à C20
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hérétoaryle en C5à C20,
- un groupement cycloalkyle en C3à C10,
- a hydrogen atom,
- a linear or branched C1 to C20 alkyl group,
- a linear or branched C2 to C20 alkenyl group,
- a linear or branched C1 to C20 heteroalkyl group,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heretoaryl group,
- a C3 to C10 cycloalkyl group,
au moins un des groupements Raou Rbétant différent de l’hydrogène,at least one of the groups R a or R b being other than hydrogen,
Raet Rbpouvant être liés de façon covalente et former un cycle.R a and R b can be covalently bonded and form a cycle.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit oxamide est choisi parmi les oxamides préparés avec la diéthylamine, la pipéridine, la pyrrolidine, la morpholine et l’aniline, de préférence la pipéridine.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said oxamide is chosen from oxamides prepared with diethylamine, piperidine, pyrrolidine, morpholine and aniline, preferably piperidine.
OxamateOxamate
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit oxamate est de formule 2 suivante :According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said oxamate is of the following formula 2:
dans laquelle Raet Rbreprésentent indépendamment l’un de l’autre :
- un atome d’hydrogène,
- un groupement alkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement alcényle en C2à C20, linéaire ou ramifié
- un groupement hétéroalkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement aryle ou hétéroaryle en C3à C20
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hérétoaryle en C5à C20,
- un groupement cycloalkyle en C3à C10,
- a hydrogen atom,
- a linear or branched C1 to C20 alkyl group,
- a linear or branched C2 to C20 alkenyl group
- a linear or branched C1 to C20 heteroalkyl group,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heretoaryl group,
- a C3 to C10 cycloalkyl group,
au moins un des groupements Raou Rbétant différent de l’hydrogène,at least one of the groups R a or R b being other than hydrogen,
Raet Rbpouvant être liés de façon covalente et former un cycle,R a and R b can be covalently linked and form a cycle,
dans laquelle Rcreprésente un groupement choisi parmi :
- alkyle en C1à C10, linéaire ou ramifié, et
- cycloalkyle en C3à C10,
- un groupement aryle ou héréroaryle en C3à C20,
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hétéroaryle en C5à C20.
- C1 - C10 alkyl, linear or branched, and
- C 3 to C 10 cycloalkyl,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group ,
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heteroaryl group.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit oxamate est choisi parmi les oxamates préparés avec la diéthylamine, la pipéridine, la pyrrolidine, la morpholine et l’aniline, de préférence la pipéridine et avec de l’eau, du méthanol, de l’éthanol ou l’isopropanol.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said oxamate is chosen from oxamates prepared with diethylamine, piperidine, pyrrolidine, morpholine and aniline, preferably piperidine and with water, methanol, ethanol or isopropanol.
Issus du CO2From CO2
Avantageusement les oxamides utilisés peuvent être obtenus par une réaction de carbonylation d’une amine en présence de CO et d’oxygène.Advantageously, the oxamides used can be obtained by a carbonylation reaction of an amine in the presence of CO and oxygen.
Avantageusement les oxamates utilisés peuvent être obtenus par une réaction de carbonylation d’une amine et d’un alcool ou de l’eau en présence de CO et d’oxygène.Advantageously, the oxamates used can be obtained by a carbonylation reaction of an amine and an alcohol or water in the presence of CO and oxygen.
Avantageusement le monoxyde de carbone CO pour la préparation de l’oxamide ou l’oxamate est issu de l’électrolyse du dioxyde de carbone CO2en monoxyde de carbone CO.Advantageously, carbon monoxide CO for the preparation of oxamide or oxamate comes from the electrolysis of carbon dioxide CO2 into carbon monoxide CO.
Ainsi avantageusement la synthèse de l’éthylène glycol est réalisée à partir de la valorisation du CO2.Thus, advantageously, the synthesis of ethylene glycol is carried out from the recovery of CO2 .
Utilisation avec préparation du catalyseur par chimie douceUse with catalyst preparation by soft chemistry
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est préparé par un mélange du support sous forme de poudre et d’une solution aqueuse de sels de cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, suivi d’un séchage et d’une calcination.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is prepared by mixing the support in powder form and an aqueous solution of copper salts and the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, followed by drying and calcination.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est préparé par un mélange du support sous forme de poudre et d’une solution aqueuse de sels de cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dépourvue d’additif ou de surfactant, notamment dépourvue d’une solution d’ammoniaque, suivi d’un séchage du matériau obtenu et d’une calcination de celui-ci.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is prepared by mixing the support in powder form and an aqueous solution of copper salts and the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, free of additive or surfactant, in particular free of an ammonia solution, followed by drying of the material obtained and calcination thereof.
On comprend que le mélange du support sous forme de poudre et d’une solution aqueuse de sels de cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe consiste en la mise en contact d’une solution de sels de cuivre et du métal M avec un support et donc à une imprégnation du support par les sels de cuivre et du métal M, à savoir le dépôt des atomes de cuivre et du métal M à la surface du support.It is understood that the mixture of the support in powder form and an aqueous solution of copper salts and of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, consists of bringing a solution of copper salts and of the metal M into contact with a support and therefore of impregnation of the support by the copper salts and of the metal M, namely the deposition of the copper atoms and of the metal M on the surface of the support.
On entend par « séchage » une opération consistant à chauffer le matériau à l’air ambiant dans une enceinte fermée à une température de l’ordre de 60 à 100°C pendant de 10 à 24 heures afin de sécher le matériau, à savoir à éliminer les molécules d’eau, à savoir l’eau libre, adsorbée en surface ou interstitielle.“Drying” means an operation consisting of heating the material in ambient air in a closed enclosure at a temperature of the order of 60 to 100°C for 10 to 24 hours in order to dry the material, namely to eliminate water molecules, namely free water, adsorbed on the surface or interstitial.
On entend par « calcination » une opération consistant à chauffer le matériau solide à l’air ambiant dans une enceinte fermée à une température élevée de l’ordre de 400 à 1 000°C afin de l’activer ou de modifier les caractéristiques physiques du support et éliminer l’eau de constitution et les sels des précurseurs métalliques tels que les nitrates et les acétates. Après calcination, ledit matériau est dépourvu d’eau."Calcination" means an operation consisting of heating the solid material in ambient air in a closed enclosure to a high temperature of the order of 400 to 1,000°C in order to activate it or to modify the physical characteristics of the support and to eliminate the water of constitution and the salts of the metal precursors such as nitrates and acetates. After calcination, said material is free of water.
Avantageusement le catalyseur utilisé est préparé comme suit avec un procédé de préparation comprenant les étapes suivantes :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a support in powder form, with a mass of the solution / mass of support ratio of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit mélange homogène, pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination dudit mélange homogène sec pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous mixture, to obtain the Cu-M/Support catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination of said dry homogeneous mixture to obtain said catalyst.
Au sens de la présente invention, on entend par « mélange homogène », le matériau homogène obtenu par le mélange d’une solution aqueuse de sels métalliques avec le support sous forme d’une poudre solide, ladite solution aqueuse de sels métalliques étant répartie de façon homogène à la surface des particules constituant le support et dans les interstices desdites particules.For the purposes of the present invention, the term “homogeneous mixture” means the homogeneous material obtained by mixing an aqueous solution of metal salts with the support in the form of a solid powder, said aqueous solution of metal salts being distributed homogeneously on the surface of the particles constituting the support and in the interstices of said particles.
Par « mélange homogène sec » on entend un mélange homogène dans lequel la majorité des molécules d’eau libre, adsorbé en surface ou dans les interstices des particules du support sont éliminées, par exemple par un séchage de 60 à 100°C, en particulier 80°C pour obtenir une poudre. La préparation du catalyseur entraine la formation des oxydes métalliques non solubles correspondants car les sels métalliques des métaux tels que le nitrate, sont totalement éliminés après l’étape de calcination à 600°C.By "dry homogeneous mixture" is meant a homogeneous mixture in which the majority of free water molecules, adsorbed on the surface or in the interstices of the support particles are eliminated, for example by drying at 60 to 100°C, in particular 80°C to obtain a powder. The preparation of the catalyst leads to the formation of the corresponding insoluble metal oxides because the metal salts of the metals such as nitrate, are completely eliminated after the calcination step at 600°C.
Avantageusement dans l’étape A d’imprégnation ladite solution aqueuse contenant les sels de cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, est dépourvue d’additif et de surfactant. En d’autres termes, ladite solution aqueuse d’imprégnation consiste en une solution déminéralisée d’eau dans laquelle sont dissous les sels de cuivre et du métal M.Advantageously, in impregnation step A, said aqueous solution containing the salts of copper and of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, is free of additive and surfactant. In other words, said aqueous impregnation solution consists of a demineralized solution of water in which the salts of copper and of the metal M are dissolved.
Avantageusement le sel du métal M est du nitrate et le sel de cuivre est du nitrate de cuivre.Advantageously the salt of the metal M is nitrate and the copper salt is copper nitrate.
L’utilisation selon l’invention est donc mise en œuvre avec un catalyseur préparé avec une solution aqueuse, un solvant vert sans dangerosité en comparaison des solvants organiques, mis en œuvre dans l’art antérieur. Avantageusement des additifs supplémentaires et des surfactants dans la synthèse du catalyseur ne sont pas nécessaires, ce qui le rend plus industrialisable à moindre coût.The use according to the invention is therefore implemented with a catalyst prepared with an aqueous solution, a green solvent without danger in comparison with the organic solvents, implemented in the prior art. Advantageously, additional additives and surfactants in the synthesis of the catalyst are not necessary, which makes it more industrializable at a lower cost.
On entend par « solvant vert » un solvant de substitution non toxique biodégradable ou agrosourcé qui possède les mêmes propriétés que les solvants toxiques qu’il remplace.“Green solvent” means a non-toxic, biodegradable or agro-sourced substitute solvent that has the same properties as the toxic solvents it replaces.
Utilisation avec un catalyseur présentant une caractéristique relative à la surface spécifique.Use with a catalyst having a characteristic relating to the specific surface area.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g.
La gamme de 1 à 250 m²/g comprend les gammes suivantes ; de 1 à 25 m²/g ; de 25 à 50 m²/g ; de 50 à 75 m²/g ; de 75 à 100 m²/g ; de 100 à 125 m²/g ; de 125 à 150 m²/g ; de 150 à 175 m²/g ; de 175 à 200 m²/g ; de 200 à 225 m²/g ; de 225 à 250 m²/g.The range from 1 to 250 m²/g includes the following ranges; from 1 to 25 m²/g; from 25 to 50 m²/g; from 50 to 75 m²/g; from 75 to 100 m²/g; from 100 to 125 m²/g; from 125 to 150 m²/g; from 150 to 175 m²/g; from 175 to 200 m²/g; from 200 to 225 m²/g; from 225 to 250 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 50 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 50 m²/g.
La gamme de 1 à 50 m²/g comprend les gammes suivantes : de 1 à 10 m²/g ; de 10 à 20 m²/g ; de 20 à 30 m²/g ; de 30 à 40 m²/g ; de 40 à 50 m²/g.The range from 1 to 50 m²/g includes the following ranges: from 1 to 10 m²/g; from 10 to 20 m²/g; from 20 to 30 m²/g; from 30 to 40 m²/g; from 40 to 50 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 10 m²/g, de préférence environ 5 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 10 m²/g, preferably approximately 5 m²/g.
La gamme de 1 à 10 m²/g comprend les gammes suivantes : de 1 à 2 m²/g ; de 2 à 3 m²/g ; de 3 à 4m²/g ; de 4 à 5 m²/g ; de 5 à 6 m²/g ; de 6 à 7 m²/g ; de 7 à 8 m²/g ; de 8 à 9 m²/g, de 9 à 10 m²/g, en particulier environ 5 m²/g.The range of 1 to 10 m²/g includes the following ranges: 1 to 2 m²/g; 2 to 3 m²/g; 3 to 4 m²/g; 4 to 5 m²/g; 5 to 6 m²/g; 6 to 7 m²/g; 7 to 8 m²/g; 8 to 9 m²/g, 9 to 10 m²/g, in particular about 5 m²/g.
Utilisation avec un catalyseur sur support ZrOUse with a ZrO supported catalyst 22 présentant une structure cristalline spécifiquehaving a specific crystal structure
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, d’un catalyseur Cu-M / ZrO2dans laquel ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, of a Cu-M / ZrO 2 catalyst in which said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system.
Par « système cristallin monoclinique », on désigne un système ayant pour groupe ponctuel de symétrie l’un des groupes ponctuels suivant : 2, m ou 2/m.A "monoclinic crystal system" means a system having one of the following point groups as its point symmetry group: 2, m or 2/m.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur Cu-M / ZrO2dans laquelle ladite phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a Cu-M / ZrO 2 catalyst in which said crystalline phase represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur Cu-M / ZrO2dans lequel ladite phase cristalline est de la baddeleyite.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a Cu-M / ZrO 2 catalyst in which said crystalline phase is baddeleyite.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus d’un catalyseur Cu-M / ZrO2dans laquel le support du catalyseur est du dioxyde de zirconium (ZrO2) naturel cristallisant dans la baddeleyite monoclinique.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above of a Cu-M / ZrO 2 catalyst in which the catalyst support is natural zirconium dioxide (ZrO 2 ) crystallizing in monoclinic baddeleyite.
Au sens de la présente invention, on entend par « baddeleyite » un oxyde de zirconium naturel de formule ZrO2, contenant de 0,1% à 5 % d’oxyde d’hafnium, et cristallisant dans un système cristallin monoclinique. Les caractéristiques de la baddeleyite telles que la composition et la structure cristallographique notamment le groupe d’espace avec les dimensions de la maille cristalline sont reportées et accessibles dans l’art antérieur et connues de l’Homme du métier tels que dans Kudoh, Y. et al., (Phys Chem Minerals 13, 233–237 (1986)) ou McCullough J D. et al. ( Acta Crystallographica 12 (1959) 507-511).For the purposes of the present invention, the term "baddeleyite" means a natural zirconium oxide of formula ZrO 2 , containing from 0.1% to 5% of hafnium oxide, and crystallizing in a monoclinic crystal system. The characteristics of baddeleyite such as the composition and the crystallographic structure, in particular the space group with the dimensions of the crystal lattice, are reported and accessible in the prior art and known to those skilled in the art, such as in Kudoh, Y. et al., (Phys Chem Minerals 13, 233–237 (1986)) or McCullough J D. et al. (Acta Crystallographica 12 (1959) 507-511).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle le support du catalyseur en dioxyde de zirconium ZrO2comprend des impuretés telles que des atomes d’Hafnium (Hf), de Rhénium (Re) et du Silicium (Si).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the support of the zirconium dioxide ZrO 2 catalyst comprises impurities such as Hafnium (Hf), Rhenium (Re) and Silicon (Si) atoms.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes d’Hafnium et les atomes de zirconium ( Hf / Zr) est inférieur à 5 %.Advantageously, the mass percentage ratio between Hafnium atoms and zirconium atoms (Hf/Zr) is less than 5%.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes de Rhénium et les atomes de zirconium ( Re / Zr) est inférieur à 5 %.Advantageously, the mass percentage ratio between Rhenium atoms and zirconium atoms (Re/Zr) is less than 5%.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes de Silicium et les atomes de zirconium ( Si / Zr) est inférieur à 2 %.Advantageously, the mass percentage ratio between the silicon atoms and the zirconium atoms (Si/Zr) is less than 2%.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur a une microstructure dont la taille des cristallites est de 15 à 100 nm, de préférence de 15 à 50 nm.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst has a microstructure whose crystallite size is from 15 to 100 nm, preferably from 15 to 50 nm.
La structure cristalline du catalyseur peut être analysée par diffraction des RX sur poudre. L’analyse des phases présentes et celle de leur structure sont réalisées par l’attribution des pics de diffraction présents dans le diagramme de diffraction obtenu en comparaison avec des fichiers de référence.The crystalline structure of the catalyst can be analyzed by X-ray powder diffraction. The analysis of the phases present and that of their structure are carried out by the attribution of the diffraction peaks present in the diffraction diagram obtained in comparison with reference files.
La phase cristalline de la baddeleyite du dioxyde de zirconium ZrO2est par exemple indiquée dans le fichier de référence ICDD n° 00-037-1484.The crystalline phase of baddeleyite zirconium dioxide ZrO 2 is for example indicated in the ICDD reference file n° 00-037-1484.
A partir du diagramme de diffraction, la taille des cristallites peut être évaluée selon la formule de Scherrer suivante :From the diffraction pattern, the crystallite size can be evaluated according to the following Scherrer formula:
La gamme « de 15 à 100 nanomètres » comprend les gammes suivantes : de 15 à 20 nm ; de 20 à 30 nm ; de 30 à 40 nm ; de 40 à 50 nm ; de 50 à 60 nm ; de 60 à 70 nm ; de 70 à 80 nm ; de 80 à 90 nm ; de 90 à 100 nm.The “15 to 100 nanometer” range includes the following ranges: 15 to 20 nm; 20 to 30 nm; 30 to 40 nm; 40 to 50 nm; 50 to 60 nm; 60 to 70 nm; 70 to 80 nm; 80 to 90 nm; 90 to 100 nm.
Utilisation avec un catalyseur présentant des teneurs en Cu et en métal M particulièresUse with a catalyst having particular Cu and M metal contents
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la teneur totale des éléments bimétalliques du cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, est de 0,5 à 25% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the total content of the bimetallic elements of copper and of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, is from 0.5 to 25% by total weight of the catalyst.
Le poids total du catalyseur comprend la masse du support et la masse des éléments bimétalliques du cuivre et du métal M.The total weight of the catalyst includes the mass of the support and the mass of the bimetallic elements copper and metal M.
La gamme de 0,5 à 25 % comprend les gammes suivantes : de 0,5 à 5% ; de 5 à 10% ; de 10 à 15% ; de 15 à 20% ; de 20 à 25%The 0.5 to 25% range includes the following ranges: 0.5 to 5%; 5 to 10%; 10 to 15%; 15 to 20%; 20 to 25%
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la teneur totale des éléments bimétallique cuivre et du métal M est de 5 à 20% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the total content of the bimetallic elements copper and the metal M is from 5 to 20% by total weight of the catalyst.
Par « teneur totale des éléments bimétalliques du cuivre et du métal M », on entend une teneur correspondant à l’addition des éléments cuivre et métal M dans le catalyseur.By "total content of bimetallic elements of copper and metal M" is meant a content corresponding to the addition of the elements copper and metal M in the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la teneur totale de l’élément cuivre est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, en particulier de 1 à 10% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the total content of the copper element is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, in particular from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la teneur totale de l’élément métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, en particulier de 1 à 10% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the total content of the metal element M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, in particular from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle :
- la teneur totale de l’élément cuivre est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, en particulier de 1 à 10% en poids total du catalyseur,
- et la teneur totale de l’élément métal M est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, en particulier de 1 à 10% en poids total du catalyseur.
- the total content of the copper element is 1 to 25% by total weight of the catalyst, in particular 1 to 10% by total weight of the catalyst,
- and the total content of the metal element M is 1 to 25% by total weight of the catalyst, in particular 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la quantité massique du cuivre est supérieure à celle du métal M.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the mass quantity of copper is greater than that of the metal M.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la quantité massique du métal M est supérieure à celle du cuivre.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the mass quantity of the metal M is greater than that of copper.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle le ratio en poids entre le métal M et le cuivre varie de 1 : 1 à 1 : 10, de préférence de 1 : 1 à 1 : 5, en particulier le ratio est de 1 : 2.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the weight ratio between the metal M and the copper varies from 1:1 to 1:10, preferably from 1:1 to 1:5, in particular the ratio is 1:2.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle la composition en masse du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe et de cuivre du catalyseur est M(5%)Cu(10%).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which the mass composition of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe and copper of the catalyst is M(5%)Cu(10%).
La composition en masse M(5%)Cu(10%) correspond à une teneur de 5% de métal M en poids total du catalyseur et de 10% de Cu en poids total du catalyseur, soit un ratio massique entre le métal M et le cuivre de 1 : 2.The mass composition M(5%)Cu(10%) corresponds to a content of 5% of metal M in total weight of the catalyst and 10% of Cu in total weight of the catalyst, i.e. a mass ratio between metal M and copper of 1:2.
Utilisation avec un catalyseur CuMn / Support présentant une caractéristique de surface sur Cu et CoUse with CuMn catalyst / Support having surface characteristic on Cu and Co
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est CuMn/ Support et ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou dans lequel l’élément manganese est présent aux degrés d’oxydation (II), (III) et (IV).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is CuMn/Support and said catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) and/or in which the element manganese is present at oxidation states (II), (III) and (IV).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est CuMn/ ZrO2et ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément manganese à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is CuMn/ZrO 2 and said catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) and/or element manganese at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est CuMn/ γ-Al2O3el ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément manganese à un degré d’oxydation (III).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is CuMn/γ-Al 2 O 3 and said catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) and/or element manganese at an oxidation state (III).
Utilisation avec un catalyseur CuCo / ZrOUse with CuCo/ZrO catalyst 22 présentant une caractéristique de surface sur Cu et Coexhibiting a surface characteristic on Cu and Co
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur est CuCo/ZrO2et possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said catalyst is CuCo/ZrO 2 and has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) and/or element cobalt at an oxidation state (II).
Les inventeurs ont de façon inattendue constaté que pour la réaction d’hydrogénation des oxamides ou des oxamates en éthylène glycol, les catalyseurs bimétalliques CoCu /ZrO2pouvaient être directement utilisés après préparation par calcination sous air sans étape préalable de réduction sous hydrogène des atomes de cuivre et de cobalt avant utilisation du catalyseur dans la réaction d’hydrogénation.The inventors unexpectedly found that for the hydrogenation reaction of oxamides or oxamates in ethylene glycol, the bimetallic CoCu/ ZrO2 catalysts could be directly used after preparation by calcination in air without a prior step of reduction in hydrogen of the copper and cobalt atoms before use of the catalyst in the hydrogenation reaction.
Avantageusement l’utilisation d’un catalyseur dans lequel une majorité des éléments cuivre et cobalt sont déjà présents à l’état oxydé permet d’utiliser ledit catalyseur sans réduction préalable des éléments cuivre et cobalt du catalyseur avant la mise en œuvre de la réaction d’hydrogénation des oxamides ou oxamate en éthylène glycol. Ceci permet aussi de s’affranchir du stockage des catalyseurs dans une atmosphère inerte pour éviter l’oxydation des atomes de cuivre et de cobalt.Advantageously, the use of a catalyst in which a majority of the copper and cobalt elements are already present in the oxidized state makes it possible to use said catalyst without prior reduction of the copper and cobalt elements of the catalyst before implementing the hydrogenation reaction of the oxamides or oxamate to ethylene glycol. This also makes it possible to avoid storing the catalysts in an inert atmosphere to avoid oxidation of the copper and cobalt atoms.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et de plus de 50% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) and more than 50% of element cobalt at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède une quantité de plus de 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et de plus de 65% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst has an amount of more than 70 mol% of element copper at an oxidation state (II) and more than 65% of element cobalt at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO et de plus de 50% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) in the form of CuO and more than 50% of element cobalt at an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède une quantité supérieure à 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO et une quantité supérieure à 65% molaire d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst has an amount greater than 70 mol% of element copper at an oxidation state (II) in the form of CuO and an amount greater than 65 mol% of element cobalt at an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède :According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst has:
- une quantité de 10 à 30% molaire d’élément cuivre à l’état métallique à un degré d’oxydation (0) ou à un degré d’oxydation (I) sous forme de Cu2O- a quantity of 10 to 30 mol% of copper element in the metallic state at an oxidation state (0) or at an oxidation state (I) in the form of Cu 2 O
-et une quantité de 10 à 35% molaire d’élément cobalt à l’état métallique à un degré d’oxydation (0).-and a quantity of 10 to 35 mol% of cobalt element in the metallic state at an oxidation state (0).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2possède :
- une quantité supérieure à 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO,
- une quantité de 10 à 30% molaire d’élément cuivre à l’état métallique à un degré d’oxydation (0) ou à un degré d’oxydation (I) sous forme de Cu2O
- une quantité de 10 à 35% molaire d’élément cobalt à l’état métallique à un degré d’oxydation (0),
- et une quantité supérieure à 65% molaire d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.
- an amount greater than 70 mol% of the element copper in oxidation state (II) in the form of CuO,
- an amount of 10 to 30 mol% of the element copper in the metallic state at an oxidation state (0) or at an oxidation state (I) in the form of Cu 2 O
- an amount of 10 to 35 mol% of the element cobalt in the metallic state at an oxidation state (0),
- and an amount greater than 65 mol% of the element cobalt in an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Utilisation avec un catalyseurCuCo / ZrO2 de morphologie particulière Use with a CuCo/ZrO2 catalyst of particular morphology
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2est sous forme d'une population de particules micrométriques de 1 à 500 µm.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst is in the form of a population of micrometric particles from 1 to 500 µm.
La gamme de 1 à 500 µm comprend les gammes suivantes : de 1 à 50 µm ; de 50 à 100 µm ; de 100 à 200 µm ; de 200 à 300 µm, de 300 à 400 µm.The 1 to 500 µm range includes the following ranges: 1 to 50 µm; 50 to 100 µm; 100 to 200 µm; 200 to 300 µm, 300 to 400 µm.
Par « particules », on entend des amas distincts ayant une cohérence soit visuelle soit mécanique.By "particles" we mean distinct clusters having either visual or mechanical coherence.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne l’utilisation telle que définie ci-dessus, dans laquelle ledit catalyseur CuCo / ZrO2est sous forme d'une population de particules de morphologie arrondie.According to a particular embodiment, the invention relates to the use as defined above, in which said CuCo / ZrO 2 catalyst is in the form of a population of particles of rounded morphology.
Au sens de la présente invention, on entend par « particules arrondies », des particules ne présentant pas d’arête, d’angle ou de bord en biseau.For the purposes of the present invention, the term “rounded particles” means particles having no edge, corner or beveled edge.
Un deuxième objet de l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe.A second subject of the invention relates to a bimetallic supported catalyst, comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe.
Catalyseur Cu-M / γ-AlCu-M / γ-Al catalyst 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en alumine γ, de formule Cu-M/ γ-Al2O3,According to a particular embodiment, the invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a γ-alumina support, of formula Cu-M/ γ-Al 2 O 3 ,
dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, de préférence de 100 à 200 m²/g, préférentiellement de 150 à 160 m²/gwherein said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, preferably of 100 to 200 m²/g, preferentially of 150 to 160 m²/g
et éventuellement dans lequel ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, comprenant une taille des cristallites inférieure à 10 nm.and optionally in which said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, comprising a crystallite size of less than 10 nm.
Catalyseur Cu-M/ ZrOCu-M/ZrO catalyst 22
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-M/ ZrO2,According to a particular embodiment, the invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a zirconium dioxide support, of formula Cu-M/ZrO 2 ,
dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, de préférence de 1 à 50 m²/g, préférentiellement de 1 à 10 m²/g, notamment d’environ 5 m²/gwherein said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, preferably of 1 to 50 m²/g, preferentially of 1 to 10 m²/g, in particular of approximately 5 m²/g
et dans lequel ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique, en particulier ladite phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur, de préférence ladite phase cristalline étant de la baddeleyite et de préférence comprenant une taille des cristallites de 15 à 100 nm.and wherein said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystal system, in particular said crystalline phase represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst, preferably said crystalline phase being baddeleyite and preferably comprising a crystallite size of 15 to 100 nm.
Surface spécifiqueSpecific surface area
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 50 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 50 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 10 m²/g, de préférence environ 5 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 10 m²/g, preferably approximately 5 m²/g.
StructureStructure
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ladite phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said crystalline phase represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ladite phase cristalline est de la baddeleyite.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said crystalline phase is baddeleyite.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel le support du catalyseur en dioxyde de zirconium ZrO2comprend des impuretés telles que des atomes d’Hafnium (Hf), de Rhénium (Re) et du Silicium (Si).According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which the zirconium dioxide ZrO 2 catalyst support comprises impurities such as Hafnium (Hf), Rhenium (Re) and Silicon (Si) atoms.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes d’Hafnium et les atomes de zirconium ( Hf / Zr) est inférieur à 5 %.Advantageously, the mass percentage ratio between Hafnium atoms and zirconium atoms (Hf/Zr) is less than 5%.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes de Rhénium et les atomes de zirconium ( Re / Zr) est inférieur à 5 %.Advantageously, the mass percentage ratio between Rhenium atoms and zirconium atoms (Re/Zr) is less than 5%.
Avantageusement le ratio en pourcentage massique entre les atomes de Silicium et les atomes de zirconium ( Si / Zr) est inférieur à 2 %.Advantageously, the mass percentage ratio between the silicon atoms and the zirconium atoms (Si/Zr) is less than 2%.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur a une microstructure dont la taille des cristallites est de 15 à 100 nm, de préférence de 15 à 50 nm.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M / ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has a microstructure whose crystallite size is from 15 to 100 nm, preferably from 15 to 50 nm.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²g,
- et ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique.
- said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, in particular of 1 to 50 m²/g, preferably of 1 to 10 m²g,
- and said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 10 m²/g,
- et ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans la baddeleyite monoclinique dont la taille des cristallites est de 15 à 100 nm, de préférence de 15 à 50 nm.
- et comprenant des impuretés telles que des atomes d’Hafnium (Hf), de Rhénium (Re) et du Silicium (Si).
- said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 10 m²/g,
- and said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in monoclinic baddeleyite whose crystallite size is from 15 to 100 nm, preferably from 15 to 50 nm.
- and including impurities such as Hafnium (Hf), Rhenium (Re) and Silicon (Si) atoms.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / ZrO2tel que défini ci-dessus, comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-M/ ZrO2,According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a zirconium dioxide support, of formula Cu-M/ZrO 2 ,
dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, de préférence de 1 à 50 m²/g, préférentiellement de 1 à 10 m²/g, notamment d’environ 5 m²/gwherein said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, preferably of 1 to 50 m²/g, preferentially of 1 to 10 m²/g, in particular of approximately 5 m²/g
et dans lequel ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique, en particulier ladite phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur, de préférence ladite phase cristalline étant de la baddeleyite et de préférence comprenant une taille des cristallites de 15 à 100 nm.and wherein said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystal system, in particular said crystalline phase represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst, preferably said crystalline phase being baddeleyite and preferably comprising a crystallite size of 15 to 100 nm.
CompositionComposition
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / Support tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur comprend une teneur totale des éléments bimétallique cuivre et métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, de 0,5 à 25% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst comprises a total content of the bimetallic elements copper and metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, of 0.5 to 25% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / Support tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur comprend une teneur totale des éléments bimétallique cuivre et métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, de 5 à 20% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst comprises a total content of the bimetallic elements copper and metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, of 5 to 20% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / Support tel que défini ci-dessus, dans lequel la teneur totale de l’élément cuivre est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, de préférence de 1 à 10% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which the total content of the copper element is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, preferably from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / Support tel que défini ci-dessus, dans lequel la teneur totale de l’élément métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, de préférence de 1 à 10% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which the total content of the metal element M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, preferably from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / Support tel que défini ci-dessus, dans lequel le ratio en poids entre le métal M et le cuivre varie de 1 : 1 à 1 : 10, de préférence 1 :2.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which the weight ratio between the metal M and the copper varies from 1:1 to 1:10, preferably 1:2.
Cu-Mn /Support, ZrOCu-Mn /Support, ZrO 22 ou Alor Al 22 OO 33 : Degré d’oxydation du Mn et Cu en surface: Degree of oxidation of Mn and Cu on the surface
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuMn/ Support tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou dans lequel l’élément manganese est présent aux degrés d’oxydation (II), (III) et (IV).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuMn/Support bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of copper element at an oxidation state (II) and/or in which the manganese element is present at oxidation states (II), (III) and (IV).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuMn/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément manganese à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuMn/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of copper element at an oxidation state (II) and/or manganese element at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuMn/ γ-Al2O3tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément manganese à un degré d’oxydation (III).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuMn/γ-Al 2 O 3 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of copper element at an oxidation state (II) and/or manganese element at an oxidation state (III).
CuCo / ZrOCuCo / ZrO 22 : Degré d’oxydation du Co et Cu en surface: Degree of oxidation of Co and Cu on the surface
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of copper element at an oxidation state (II) and/or cobalt element at an oxidation state (II).
Avantageusement, dans certains cas un catalyseur bimétallique CuCo/ ZrO2dans lequel la majorité des éléments cuivre et cobalt sont déjà présents à l’état oxydé permet éventuellement d’utiliser ledit catalyseur sans réduction préalable des éléments cuivre et cobalt du catalyseur avant la mise en œuvre de la réaction d’hydrogénation des oxamides ou des oxamates en éthylène glycol. Ceci permet aussi de s’affranchir du stockage des catalyseurs dans une atmosphère inerte pour éviter l’oxydation des atomes de cuivre et de cobalt.Advantageously, in certain cases a CuCo/ZrO 2 bimetallic catalyst in which the majority of the copper and cobalt elements are already present in the oxidized state possibly makes it possible to use said catalyst without prior reduction of the copper and cobalt elements of the catalyst before carrying out the hydrogenation reaction of the oxamides or oxamates in ethylene glycol. This also makes it possible to avoid storing the catalysts in an inert atmosphere to avoid oxidation of the copper and cobalt atoms.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et de plus de 50% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of copper element at an oxidation state (II) and more than 50% of cobalt element at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et de plus de 65% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II).According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 70 mol% of copper element at an oxidation state (II) and more than 65% of cobalt element at an oxidation state (II).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO et de plus de 50% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at an oxidation state (II) in the form of CuO and more than 50% of element cobalt at an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède une quantité supérieure à 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO et une quantité supérieure à 65% molaire d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has an amount greater than 70 mol% of element copper at an oxidation state (II) in the form of CuO and an amount greater than 65 mol% of element cobalt at an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède :According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has:
- une quantité de 10 à 30% molaire d’élément cuivre à l’état métallique à un degré d’oxydation (0) ou à un degré d’oxydation (I) sous forme de Cu2O- a quantity of 10 to 30 mol% of copper element in the metallic state at an oxidation state (0) or at an oxidation state (I) in the form of Cu 2 O
-et une quantité de 10 à 35% molaire d’élément cobalt à l’état métallique à un degré d’oxydation (0).-and a quantity of 10 to 35 mol% of cobalt element in the metallic state at an oxidation state (0).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède :
- une quantité supérieure à 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO,
- une quantité de 10 à 30% molaire d’élément cuivre à l’état métallique à un degré d’oxydation (0) ou à un degré d’oxydation (I) sous forme de Cu2O
- une quantité de 10 à 35% molaire d’élément cobalt à l’état métallique à un degré d’oxydation (0),
- et une quantité supérieure à 65% molaire d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.
- an amount greater than 70 mol% of the element copper in oxidation state (II) in the form of CuO,
- an amount of 10 to 30 mol% of the element copper in the metallic state at an oxidation state (0) or at an oxidation state (I) in the form of Cu 2 O
- an amount of 10 to 35 mol% of the element cobalt in the metallic state at an oxidation state (0),
- and an amount greater than 65 mol% of the element cobalt in an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède :According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 catalyst as defined above, in which said catalyst has:
- une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et de plus de 50% d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II),- a quantity of more than 50 mol% of the element copper at oxidation state (II) and more than 50% of the element cobalt at oxidation state (II),
- une surface spécifique de 1 à 50 m²/g- a specific surface area of 1 to 50 m²/g
- une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique.- a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur possède :
- une quantité supérieure à 70% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) sous forme de CuO,
- une quantité de 10 à 30% molaire d’élément cuivre à l’état métallique à un degré d’oxydation (0) ou à un degré d’oxydation (I) sous forme de Cu2O
- une quantité de 10 à 35% molaire d’élément cobalt à l’état métallique à un degré d’oxydation (0),
- une quantité supérieure à 65% molaire d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II) sous forme de Co2O3ou Co(OH)2.
- une surface spécifique de 1 à 50 m²/g, en particulier de 1 à 10 m²/g analysée par BET,
- et une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique, notamment de la baddeleyite, en particulier comprenant des impuretés d’Hafnium, de Rhénium et de Silicium.
- an amount greater than 70 mol% of the element copper in oxidation state (II) in the form of CuO,
- an amount of 10 to 30 mol% of the element copper in the metallic state at an oxidation state (0) or at an oxidation state (I) in the form of Cu 2 O
- an amount of 10 to 35 mol% of the element cobalt in the metallic state at an oxidation state (0),
- an amount greater than 65 mol% of the element cobalt in an oxidation state (II) in the form of Co 2 O 3 or Co(OH) 2 .
- a specific surface area of 1 to 50 m²/g, in particular 1 to 10 m²/g analyzed by BET,
- and a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system, in particular baddeleyite, in particular comprising impurities of Hafnium, Rhenium and Silicon.
Morphologie catalyseurCu-M/ ZrO2 Cu-M/ZrO 2 catalyst morphology
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-M / ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est sous forme de particules micrométriques de 1 à 500 µm, de préférence sous forme d'une population de particules de morphologie arrondie.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-M / ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst is in the form of micrometric particles of 1 to 500 µm, preferably in the form of a population of particles of rounded morphology.
Morphologie catalyseurCu-Mn / ZrO2 Cu-Mn / ZrO 2 catalyst morphology
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-Mn / ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est sous forme de particules micrométriques de 1 à 500 µm, de préférence sous forme d'une population de particules de morphologie arrondie.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-Mn/ ZrO2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst is in the form of micrometric particles of 1 to 500 µm, preferably in the form of a population of particles of rounded morphology.
Morphologie catalyseurCuCo/ ZrO2 CuCo/ ZrO2 catalyst morphology
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est sous forme de particules micrométriques de 1 à 500 µm.According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst is in the form of micrometric particles of 1 to 500 µm.
A titre d’exemple non limitatif, la morphologie et la taille moyenne peuvent être évaluées par microscopie électronique à balayage (MEB).As a non-limiting example, morphology and average size can be assessed by scanning electron microscopy (SEM).
Des tailles micrométriques permettent une manipulation plus aisée du catalyseur.Micrometric sizes allow easier handling of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique CuCo/ ZrO2tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur comprend une teneur totale des éléments bimétallique cuivre et cobalt de 0,5 à 25% en poids total du catalyseur, de préférence le ratio en poids entre le cobalt et le cuivre varie de 1 : 1 à 1 : 10, préférentiellement de 1 : 1 à 1 : 5,According to a particular embodiment, the invention relates to a CuCo/ZrO 2 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst comprises a total content of the bimetallic elements copper and cobalt of 0.5 to 25% by total weight of the catalyst, preferably the weight ratio between cobalt and copper varies from 1:1 to 1:10, preferentially from 1:1 to 1:5,
et/ou dans lequel ledit catalyseur possède une quantité de plus de 50% molaire d’élément cuivre à un degré d’oxydation (II) et/ou d’élément cobalt à un degré d’oxydation (II),and/or wherein said catalyst has an amount of more than 50 mol% of element copper at oxidation state (II) and/or element cobalt at oxidation state (II),
et/ou dans lequel ledit catalyseur est sous forme d’une population de particules micrométriques de 1 à 500 µm, de préférence sous forme d'une population de particules de morphologie arrondie.and/or wherein said catalyst is in the form of a population of micrometric particles of 1 to 500 µm, preferably in the form of a population of particles of rounded morphology.
Morphologie catalyseur Cu-Mn / γ-AlCu-Mn / γ-Al catalyst morphology 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un catalyseur supporté bimétallique Cu-Mn/ γ-Al2O3tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est sous forme de particules micrométriques de 1 à 500 µm, de préférence sous forme d'une population de particules de morphologie arrondie.According to a particular embodiment, the invention relates to a Cu-Mn/γ-Al 2 O 3 bimetallic supported catalyst as defined above, in which said catalyst is in the form of micrometric particles of 1 to 500 µm, preferably in the form of a population of particles of rounded morphology.
Un troisième objet de l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol comprenant :
- une étape d’hydrogénation par de l’hydrogène d’un composé oxamide ou oxamate, en éthylène glycol, en présence d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe.
- a step of hydrogenation by hydrogen of an oxamide or oxamate compound, into ethylene glycol, in the presence of a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation tel que défini ci-dessus, dans lequel le support est choisi parmi un oxyde, en particulier le dioxyde de zirconium (ZrO2) et l’alumine γ (γ-Al2O3).According to a particular embodiment, the invention relates to a preparation method as defined above, in which the support is chosen from an oxide, in particular zirconium dioxide (ZrO 2 ) and γ-alumina (γ-Al 2 O 3 ).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit composé oxamide est de Formule 1 suivante :According to a particular embodiment, the invention relates to a preparation process as defined above, in which said oxamide compound is of the following Formula 1:
dans laquelle Raet Rbreprésentent indépendamment l’un de l’autre :
- un atome d’hydrogène,
- un groupement alkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement alcényle en C2à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement aryle ou hétéroaryle en C3à C20,
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hérétoaryle en C5à C20,
- un groupement cycloalkyle en C3à C10,
- a hydrogen atom,
- a linear or branched C1 to C20 alkyl group,
- a linear or branched C2 to C20 alkenyl group,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group ,
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heretoaryl group,
- a C3 to C10 cycloalkyl group,
au moins un des groupements Raou Rbétant différent de l’hydrogène,at least one of the groups R a or R b being other than hydrogen,
Raet Rbpouvant former un cycle.R a and R b can form a cycle.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus dans lequel ledit composé oxamide est choisi parmi les oxamides préparés avec la diéthylamine, la pipéridine, la pyrrolidine, la morpholine et l’aniline, de préférence la pipéridine.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above in which said oxamide compound is chosen from oxamides prepared with diethylamine, piperidine, pyrrolidine, morpholine and aniline, preferably piperidine.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit composé oxamate est de Formule 2 suivante,According to a particular embodiment, the invention relates to a preparation process as defined above, in which said oxamate compound is of the following Formula 2,
dans laquelle Raet Rbreprésentent indépendamment l’un de l’autre :
- un atome d’hydrogène,
- un groupement alkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié,
- un groupement alcényle en C2à C20, linéaire ou ramifié
- un groupement hétéroalkyle en C1à C20, linéaire ou ramifié, ,
- un groupement aryle ou hétéroaryle en C3à C20
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hérétoaryle en C5à C20,
- un groupement cycloalkyle en C3à C10,
- a hydrogen atom,
- a linear or branched C1 to C20 alkyl group,
- a linear or branched C2 to C20 alkenyl group
- a linear or branched C1 to C20 heteroalkyl group,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heretoaryl group,
- a C3 to C10 cycloalkyl group,
au moins un des groupements Raou Rbétant différent de l’hydrogène,at least one of the groups R a or R b being other than hydrogen,
Raet Rbpouvant être liés de façon covalente et former un cycle,R a and R b can be covalently linked and form a cycle,
dans laquelle Rcreprésente un groupement choisi parmi :
- alkyle en C1à C10, linéaire ou ramifié, et
- cycloalkyle en C3à C10,
- un groupement aryle ou héréroaryle en C3à C20
- un groupement alkyl-aryle ou alkyl-hétéroaryle en C5à C20.
- C1 - C10 alkyl, linear or branched, and
- C 3 to C 10 cycloalkyl,
- a C3 to C20 aryl or heteroaryl group
- a C5 to C20 alkyl-aryl or alkyl-heteroaryl group.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and a metal M selected from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe,
- d’une base
- d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and a metal M selected from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe,
- from a base
- of a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe,
- d’une base
- d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and a metal M selected from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe,
- from a base
- of a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel,
- un chauffage dudit milieu réactionnel,
- heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Cu-Mn / Support , ZrOCu-Mn / Support, ZrO 22 ou γ-Alor γ-Al 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du manganèse sur un support, de formule Cu-Mn / Support,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and manganese on a support, of formula Cu-Mn / Support,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en oxyde, de formule Cu-Mn / oxyde,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and manganese on an oxide support, of formula Cu-Mn/oxide,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Mn / ZrO2,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and manganese on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Mn / ZrO 2 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du manganèse sur un support en alumine γ, de formule Cu-Mn / γ-Al2O3,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and manganese on a γ-alumina support, of formula Cu-Mn / γ-Al 2 O 3 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Cu-Co / Support , ZrOCu-Co / Support, ZrO 22 ou γ-Alor γ-Al 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du cobalt sur un support, de formule Cu-Co / Support,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and cobalt on a support, of formula Cu-Co / Support,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en oxyde, de formule Cu-Co / oxyde,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and cobalt on an oxide support, of formula Cu-Co/oxide,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Co / ZrO2,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and cobalt on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Co / ZrO 2 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du cobalt sur un support en alumine γ, de formule Cu-Co / γ-Al2O3,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and cobalt on a γ-alumina support, of formula Cu-Co / γ-Al 2 O 3 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Cu-Ni / Support , ZrOCu-Ni / Support, ZrO 22 ou γ-Alor γ-Al 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du nickel sur un support, de formule Cu-Ni / Support,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and nickel on a support, of formula Cu-Ni / Support,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du nickel sur un support en oxyde, de formule Cu-Ni / oxyde,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and nickel on an oxide support, of formula Cu-Ni/oxide,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du nickel sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Ni / ZrO2,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and nickel on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Ni / ZrO 2 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du nickel sur un support en alumine γ, de formule Cu-Ni / γ-Al2O3,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and nickel on a γ-alumina support, of formula Cu-Ni / γ-Al 2 O 3 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Cu-Fe / Support , ZrOCu-Fe / Support, ZrO 22 ou γ-Alor γ-Al 22 OO 33
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du fer sur un support, de formule Cu-Fe / Support,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and iron on a support, of formula Cu-Fe / Support,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du fer sur un support en oxyde, de formule Cu-Fe / oxyde,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and iron on an oxide support, of formula Cu-Fe/oxide,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du fer sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Fe / ZrO2,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and iron on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Fe / ZrO 2 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel :
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et du fer sur un support en alumine γ, de formule Cu-Fe / γ-Al2O3,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- The hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and iron on a γ-alumina support, of formula Cu-Fe / γ-Al 2 O 3 ,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir l’éthylène glycol.to obtain ethylene glycol.
Procédé de préparation de l’éthylène glycol avec des conditions sur le catalyseur utiliséProcess for the preparation of ethylene glycol with conditions on the catalyst used
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est selon le catalyseur de l’invention tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said catalyst is according to the catalyst of the invention as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est préparé par un mélange du support sous forme de poudre et d’une solution aqueuse de sels de cuivre et de cobalt, suivi d’une calcination.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said catalyst is prepared by mixing the support in powder form and an aqueous solution of copper and cobalt salts, followed by calcination.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est préparé par un mélange du support sous forme de poudre et d’une solution aqueuse de sels de cuivre et de cobalt, sans ajout d’additif ou de surfactants, suivi d’une calcination.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said catalyst is prepared by mixing the support in powder form and an aqueous solution of copper and cobalt salts, without adding additives or surfactants, followed by calcination.
Avantageusement le catalyseur utilisé Cu-M / Support dans le procédé tel que défini ci-dessus, est préparé selon un procédé de préparation comprenant les étapes suivantes :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support sous forme de poudre, en particulier du dioxyde de zirconium ou de l’alumine γ, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a support in powder form, in particular zirconium dioxide or γ-alumina, with a mass of the solution/mass of support ratio of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit mélange homogène, pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination dudit mélange homogène sec pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous mixture, to obtain the Cu-M catalyst / Support in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination of said dry homogeneous mixture to obtain said catalyst.
Avantageusement dans l’étape A d’imprégnation ladite solution aqueuse contenant les sels de cuivre et du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, est dépourvue d’additif et de surfactant. En d’autres termes, ladite solution aqueuse d’imprégnation consiste en une solution déminéralisée d’eau dans laquelle sont dissous les sels dudit métal M et de cuivre.Advantageously, in impregnation step A, said aqueous solution containing the salts of copper and of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, is free of additive and surfactant. In other words, said aqueous impregnation solution consists of a demineralized solution of water in which the salts of said metal M and of copper are dissolved.
Avantageusement le sel du métal M est un sel de nitrate et le sel de cuivre est du nitrate de cuivre.Advantageously the salt of the metal M is a nitrate salt and the copper salt is copper nitrate.
Le procédé de préparation de l’éthylène glycol tel que défini ci-dessus selon l’invention est donc mis en œuvre avec un catalyseur préparé avec une solution aqueuse, avantageusement dépourvue d’additif et de surfactant, ce qui le rend plus industrialisable et à moindre coût.The process for preparing ethylene glycol as defined above according to the invention is therefore implemented with a catalyst prepared with an aqueous solution, advantageously free of additives and surfactants, which makes it more industrializable and at lower cost.
Avec catalyseur Cu-M/ZrOWith Cu-M/ZrO catalyst 22
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur Cu-M / ZrO2possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/g, préférentiellement environ 5 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said Cu-M / ZrO 2 catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, in particular of 1 to 50 m²/g, preferably of 1 to 10 m²/g, preferentially approximately 5 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur Cu-M / ZrO2comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique, en particulier de la baddeleyite,According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said Cu-M / ZrO 2 catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system, in particular baddeleyite,
éventuellement dans lequel ladite phase cristalline du catalyseur Cu-M / ZrO2représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur,optionally wherein said crystalline phase of the Cu-M/ ZrO2 catalyst represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst,
éventuellement la taille des cristallites de ladite phase cristalline est de 15 à 40 nm.possibly the size of the crystallites of said crystalline phase is 15 to 40 nm.
Conditions du procédé de préparation de l’éthylène glycolConditions of the process for the preparation of ethylene glycol
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit catalyseur est utilisé à raison de 0,1 à 10 mmol en cuivre, en particulier à raison de 4 mmol en Cu.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which said catalyst is used in a proportion of 0.1 to 10 mmol of copper, in particular in a proportion of 4 mmol of Cu.
La gamme de 0,1 à 10 mmol comprend les gammes suivantes : de 0,1 à 0,5 mmol, de 0,5 à 1 mmol, de 1 à 2 mmol, de 2 à 3 mmol, de 3 à 4 mmol.The 0.1 to 10 mmol range includes the following ranges: 0.1 to 0.5 mmol, 0.5 to 1 mmol, 1 to 2 mmol, 2 to 3 mmol, 3 to 4 mmol.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé oxamide ou oxamate est utilisé à raison de 2 à 400 équivalents molaires, en particulier à raison de 5 équivalents, par rapport au métal Cu.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the oxamide or oxamate compound is used in a proportion of 2 to 400 molar equivalents, in particular in a proportion of 5 equivalents, relative to the metal Cu.
La gamme de 2 à 400 équivalents molaires (eq.) comprend les gammes suivantes : de 2 à 3 eq., de 3 à 4 eq., de 4 à 5 eq., de 5 à 10 eq., de 10 à 50 eq., de 50 à 100 eq., de 100 à 200 eq., de 200 à 300 eq., de 300 à 400 eq.The range of 2 to 400 molar equivalents (eq.) includes the following ranges: 2 to 3 eq., 3 to 4 eq., 4 to 5 eq., 5 to 10 eq., 10 to 50 eq., 50 to 100 eq., 100 to 200 eq., 200 to 300 eq., 300 to 400 eq.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le dihydrogène est utilisé sous une pression de 2 à 10 MPa, notamment 6 MPa.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the dihydrogen is used under a pressure of 2 to 10 MPa, in particular 6 MPa.
L’expression MPa correspond à 106Pascal et est équivalente à 10 bars.The expression MPa corresponds to 10 6 Pascal and is equivalent to 10 bars.
L’expression « de 2,0 à 10,0 MPa » correspond aux gammes : de 2,0 à 2,5 MPa ; de 2,5 à 3,0 MPa ; de 3,0 à 3,5 MPa ; de 3,5 à 4,0 MPa ; de 4,0 à 4,5 MPa ; de 4,5 à 5,0 MPa ; de 5,0 à 5,5 MPa ; de 5,5 à 6,0 MPa ; de 6,0 à 6,5 MPa ; de 6,5 à 7,0 MPa ; de 7,0 à 7,5 MPa ; de 7,5 à 8,0 MPa ; de 8,0 à 8,5 MPa ; de 8,5 à 9,0 MPa ; de 9,0 à 9,5 MPa ; de 9,5 à 10 MPa.The expression “from 2.0 to 10.0 MPa” corresponds to the ranges: from 2.0 to 2.5 MPa; from 2.5 to 3.0 MPa; from 3.0 to 3.5 MPa; from 3.5 to 4.0 MPa; from 4.0 to 4.5 MPa; from 4.5 to 5.0 MPa; from 5.0 to 5.5 MPa; from 5.5 to 6.0 MPa; from 6.0 to 6.5 MPa; from 6.5 to 7.0 MPa; from 7.0 to 7.5 MPa; from 7.5 to 8.0 MPa; from 8.0 to 8.5 MPa; from 8.5 to 9.0 MPa; from 9.0 to 9.5 MPa; from 9.5 to 10 MPa.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le solvant est choisi parmi le dioxane, le xylène, le mesitylène, le tétrahydrofurane (THF), le 2-methyltétrahydrofurane, le toluène, en particulier le THF.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the solvent is chosen from dioxane, xylene, mesitylene, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, toluene, in particular THF.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le milieu réactionnel est mis sous une pression de 2 à 10 MPa, en particulier 6 MPa.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the reaction medium is placed under a pressure of 2 to 10 MPa, in particular 6 MPa.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le milieu réactionnel est chauffé à une température comprise de 100 à 250 °C, en particulier de 180 à 200°C.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the reaction medium is heated to a temperature of from 100 to 250°C, in particular from 180 to 200°C.
La gamme de 100 à 250°C comprend les gammes suivantes : de 100 à 110°C, de 110 à 120°C, de 120 à 130°C, de 130 à 140°C, de 140 à 150°C, de 150 à 160°C, de 160 à 170°C, de 170 à 180°C, de 180 à 190°C, de 190 à 200°C, de 200 à 210 °C, de 210 à 220°C, de 220 à 230°C, de 230 à 240°C, de 240 à 250°C.The 100 to 250°C range includes the following ranges: 100 to 110°C, 110 to 120°C, 120 to 130°C, 130 to 140°C, 140 to 150°C, 150 to 160°C, 160 to 170°C, 170 to 180°C, 180 to 190°C, 190 to 200°C, 200 to 210°C, 210 to 220°C, 220 to 230°C, 230 to 240°C, 240 to 250°C.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le milieu réactionnel est chauffé pendant 5 à 24 heures, en particulier de 8 ou 16 heures.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the reaction medium is heated for 5 to 24 hours, in particular 8 or 16 hours.
Conditions procédé en fluxProcess conditions in flow
À titre non limitatif, le procédé selon l’invention peut être mis en oeuvre dans un appareil de chimie en flux, par exemple dans les réacteurs commerciaux tels que « H-Cube Pro® » ou « Phoenix® » de la société ThalesNano INC. (7 Zahony Street, Graphisoft Park, Building D, H-1031 Budapest, Hongrie) ou tels que les réacteurs « E-Series » ou « R-Series flow chemistry systems » de la société Vapourtec Ltd (Unit 21/Park Farm Business Centre/Fornham Pk, Bury Saint Edmunds IP28 6TS, Royaume-Uni).Without limitation, the method according to the invention can be implemented in a flow chemistry apparatus, for example in commercial reactors such as “H-Cube Pro®” or “Phoenix®” from the company ThalesNano INC. (7 Zahony Street, Graphisoft Park, Building D, H-1031 Budapest, Hungary) or such as the “E-Series” or “R-Series flow chemistry systems” reactors from the company Vapourtec Ltd (Unit 21/Park Farm Business Centre/Fornham Pk, Bury Saint Edmunds IP28 6TS, United Kingdom).
Avantageusement le procédé en flux continu est réalisé à une température de 100°C à 250°C.Advantageously, the continuous flow process is carried out at a temperature of 100°C to 250°C.
Avantageusement, le procédé en flux continu est réalisé à une pression de 0,1 MPa à 10 MPa. »Advantageously, the continuous flow process is carried out at a pressure of 0.1 MPa to 10 MPa.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé en flux continu est réalisé dans un réacteur dans lequel les gaz représentent 10 à 90% du volume du réacteur.According to a particular embodiment, the continuous flow process is carried out in a reactor in which the gases represent 10 to 90% of the volume of the reactor.
L’expression de « 10 à 90% » correspond aux gammes suivantes : de 10 à 20% ; de 20 à 30% ; de 30 à 40% ; de 40 à 50% ; de 50 à 60% ; de 60 à 70% ; de 70 à 80% ; de 80 à 90%.The expression “10 to 90%” corresponds to the following ranges: 10 to 20%; 20 to 30%; 30 to 40%; 40 to 50%; 50 to 60%; 60 to 70%; 70 to 80%; 80 to 90%.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé en flux continu est réalisé par des moyens permettant un temps de contact entre les réactifs de 1 seconde à 2 heures, en particulier de 1 seconde à 2 minutes.According to a particular embodiment, the continuous flow process is carried out by means allowing a contact time between the reagents of 1 second to 2 hours, in particular of 1 second to 2 minutes.
L’expression de « 1 seconde à 2 heures » correspond aux gammes : de 1 à 15 secondes ; de 15 à 30 secondes ; de 30 secondes à 1 minute ; de 1 à 2 minutes ; de 2 à 15 minutes ; de 15 à 30 minutes ; de 30 minutes à 1 heure ; de 1 à 2 heures.The expression "1 second to 2 hours" corresponds to the ranges: 1 to 15 seconds; 15 to 30 seconds; 30 seconds to 1 minute; 1 to 2 minutes; 2 to 15 minutes; 15 to 30 minutes; 30 minutes to 1 hour; 1 to 2 hours.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape réactionnelle d’hydrogénation du procédé est réalisée en flux continu et comprend des moyens permettant d’introduire dans le réacteur le flux d’hydrogène en contact avec le substrat (oxamide ou oxamate).According to a particular embodiment, the hydrogenation reaction step of the process is carried out in continuous flow and comprises means for introducing into the reactor the flow of hydrogen in contact with the substrate (oxamide or oxamate).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, dans lequel le substrat, à savoir l’oxamide ou l’oxamate ou leur mélange, circule sous flux et/ou le dihydrogène circule sous flux, à travers ou en contact avec ledit catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process for preparing ethylene glycol as defined above, in which the substrate, namely the oxamide or the oxamate or their mixture, circulates under flow and/or the dihydrogen circulates under flow, through or in contact with said catalyst.
Un quatrième objet de l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-M / Support, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel d’un métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of a metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a support in powder form, with a mass of the solution / mass of support ratio of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-M / Support.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M catalyst / Support in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-M/Support catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-M / oxyde, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel d’un métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en oxyde sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of a metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on an oxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-M / Support.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M catalyst / Support in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-M/Support catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-M / ZrO2, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel d’un métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en dioxyde de zirconium sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of a metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a zirconium dioxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M/ZrO2sous forme d’un mélange homogène,to obtain the Cu-M/ZrO 2 catalyst in the form of a homogeneous mixture,
ledit supportsaid support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/ghaving a surface area of 1 to 250 m²/g, in particular 1 to 50 m²/g, preferably 1 to 10 m²/g
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M/ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M/ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Mn / ZrO2, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et de manganèse, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en dioxyde de zirconium sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper and manganese salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a zirconium dioxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Mn/ZrO2sous forme d’un mélange homogène,to obtain the Cu-Mn/ZrO 2 catalyst in the form of a homogeneous mixture,
ledit supportsaid support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/ghaving a surface area of 1 to 250 m²/g, in particular 1 to 50 m²/g, preferably 1 to 10 m²/g
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Mn/ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Mn/ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Co / ZrO2, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et de cobalt, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en dioxyde de zirconium sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper and cobalt salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a zirconium dioxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of the support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Co/ZrO2sous forme d’un mélange homogène,to obtain the Cu-Co/ZrO 2 catalyst in the form of a homogeneous mixture,
ledit supportsaid support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/ghaving a surface area of 1 to 250 m²/g, in particular 1 to 50 m²/g, preferably 1 to 10 m²/g
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Co/ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Co/ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Ni / ZrO2, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et de nickel, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en dioxyde de zirconium sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper and nickel salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a zirconium dioxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Ni/ZrO2sous forme d’un mélange homogène,to obtain the Cu-Ni/ZrO 2 catalyst in the form of a homogeneous mixture,
ledit supportsaid support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/ghaving a surface area of 1 to 250 m²/g, in particular 1 to 50 m²/g, preferably 1 to 10 m²/g
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Ni/ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Ni/ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Fe / ZrO2, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et de fer, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en dioxyde de zirconium sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper and iron salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a zirconium dioxide support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of the support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Fe/ZrO2sous forme d’un mélange homogène,to obtain the Cu-Fe/ZrO 2 catalyst in the form of a homogeneous mixture,
ledit supportsaid support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, en particulier de 1 à 50 m²/g, de préférence de 1 à 10 m²/ghaving a surface area of 1 to 250 m²/g, in particular 1 to 50 m²/g, preferably 1 to 10 m²/g
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Fe/ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Fe/ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-M / γ-Al2O3, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel d’un métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en alumine γ-Al2O3sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of a metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a γ-Al 2 O 3 alumina support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-M / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-M / γ-Al2O3.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M / γ-Al 2 O 3 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-M / γ-Al 2 O 3 catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Mn / γ-Al2O3, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel de manganèse, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en alumine γ-Al2O3sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a manganese salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a γ-Al 2 O 3 alumina support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Mn / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Mn / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-Mn / γ-Al2O3.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Mn / γ-Al 2 O 3 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-Mn / γ-Al 2 O 3 catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Co / γ-Al2O3, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel de cobalt, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en alumine γ-Al2O3sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a cobalt salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a γ-Al 2 O 3 alumina support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Co / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Co / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-Co / γ-Al2O3.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Co / γ-Al 2 O 3 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-Co / γ-Al 2 O 3 catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Ni / γ-Al2O3, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel de nickel, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en alumine γ-Al2O3sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and a nickel salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a γ-Al 2 O 3 alumina support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Ni / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Ni / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-Ni / γ-Al2O3.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Ni / γ-Al 2 O 3 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-Ni / γ-Al 2 O 3 catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé de préparation d’un catalyseur Cu-Fe / γ-Al2O3, comprenant :
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel de fer, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support en alumine γ-Al2O3sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- a step A of impregnation of a copper salt and an iron salt, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a γ-Al 2 O 3 alumina support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0;
pour obtenir le catalyseur Cu-Fe / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène,
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-Fe / γ-Al2O3sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-Fe / γ-Al2O3.
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-Fe / γ-Al 2 O 3 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-Fe / γ-Al 2 O 3 catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur selon l’invention, dans lequel dans l’étape A , ledit sel du métal M est un sel de nitrate et/ou ledit sel de cuivre est du nitrate de cuivre.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a catalyst according to the invention, in which in step A, said salt of the metal M is a nitrate salt and/or said copper salt is copper nitrate.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur selon l’invention, dans lequel dans l’étape A , ledit support est utilisé à raison de 1 à 50 gammes.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a catalyst according to the invention, in which in step A, said support is used in a proportion of 1 to 50 ranges.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, la teneur totale en masse des éléments bimétalliques cuivre et métal M est de 0,5 à 25% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step A, the total mass content of the bimetallic elements copper and metal M is from 0.5 to 25% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, la teneur totale en masse des éléments bimétalliques cuivre et métal M est de 5 à 20% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step A, the total mass content of the bimetallic elements copper and metal M is from 5 to 20% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, la teneur totale en masse de l’élément cuivre est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, de préférence de 1 à 10 % en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step A, the total mass content of the copper element is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, preferably from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, la teneur totale en masse de l’élément métal M est de 1 à 25% en poids total du catalyseur, de préférence de 1 à 10 % en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step A, the total mass content of the metal element M is from 1 to 25% by total weight of the catalyst, preferably from 1 to 10% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, le ratio en poids entre le métal M et le cuivre varie de 1 : 1 à 1 : 10, en particulier de 2 : 10 à 5 : 10.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step A, the weight ratio between the metal M and the copper varies from 1:1 to 1:10, in particular from 2:10 to 5:10.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape B, ledit mélange homogène est séché à 80°C pendant 16h.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step B, said homogeneous mixture is dried at 80°C for 16 hours.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/Support selon l’invention, dans lequel dans l’étape C, ledit mélange homogène sec est calciné à 600°C pendant 2 heures.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/Support catalyst according to the invention, in which in step C, said dry homogeneous mixture is calcined at 600°C for 2 hours.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/ZrO2selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, ledit support utilisé a une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 50 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/ZrO 2 catalyst according to the invention, in which in step A, said support used has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 50 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, ledit support utilisé du catalyseur Cu-M/ZrO2possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 10 m²/g, de préférence de 5 à 7 m²/g.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a catalyst according to the invention, in which in step A, said support used for the Cu-M/ZrO 2 catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 10 m²/g, preferably of 5 to 7 m²/g.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/ZrO2selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, ledit support utilisé a une phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/ZrO 2 catalyst according to the invention, in which in step A, said support used has a crystalline phase representing from 50 to 90% by total weight of the catalyst.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/ZrO2selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, ledit support utilisé comporte de la baddeleyite.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/ZrO 2 catalyst according to the invention, in which in step A, said support used comprises baddeleyite.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-M/ZrO2selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, ledit support utilisé comporte de la baddeleyite dont la taille des cristallites est de 15 à 100 nm, de préférence de 15 à 50 nm, et éventuellement comprenant des impuretés d’Hafnium (Hf), de Rhénium (Re) et de silicium (Si).According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for the preparation of a Cu-M/ZrO 2 catalyst according to the invention, in which in step A, said support used comprises baddeleyite whose crystallite size is from 15 to 100 nm, preferably from 15 to 50 nm, and optionally comprising impurities of Hafnium (Hf), Rhenium (Re) and silicon (Si).
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus de préparation d’un catalyseur Cu-Co/ZrO2selon l’invention, dans lequel dans l’étape A, le support est sous forme de particules micrométriques de 1 à 500 µm.According to a particular embodiment, the invention relates to a process as defined above for preparing a Cu-Co/ZrO 2 catalyst according to the invention, in which in step A, the support is in the form of micrometric particles of 1 to 500 µm.
Catalyseurs préparés selon le procédé de l’inventionCatalysts prepared according to the process of the invention
Un cinquième objet de la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support, de formule Cu-M / Support, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.A fifth subject of the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a support, of formula Cu-M / Support, capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en oxyde, de formule Cu-M / oxyde, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on an oxide support, of formula Cu-M / oxide, capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-M / ZrO2, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a zirconium dioxide support, of formula Cu-M / ZrO 2 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de manganèse sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Mn / ZrO2, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Mn / ZrO 2 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de cobalt sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Co / ZrO2, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Co / ZrO 2 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de nickel sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Ni / ZrO2, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Ni / ZrO 2 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de fer sur un support en dioxyde de zirconium, de formule Cu-Fe / ZrO2, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on a zirconium dioxide support, of formula Cu-Fe / ZrO 2 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support en alumine γ-Al2O3de formule Cu-M / γ-Al2O3, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a γ-Al 2 O 3 alumina support of formula Cu-M / γ-Al 2 O 3 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de manganèse sur un support en alumine γ-Al2O3de formule Cu-Mn / γ-Al2O3, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and manganese on a γ-Al 2 O 3 alumina support of formula Cu-Mn / γ-Al 2 O 3 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de cobalt sur un support en alumine γ-Al2O3de formule Cu-Co / γ-Al2O3, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and cobalt on a γ-Al 2 O 3 alumina support of formula Cu-Co / γ-Al 2 O 3 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de nickel sur un support en alumine γ-Al2O3de formule Cu-Ni / γ-Al2O3, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and nickel on a γ-Al 2 O 3 alumina support of formula Cu-Ni / γ-Al 2 O 3 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et de fer sur un support en alumine γ-Al2O3de formule Cu-Fe / γ-Al2O3, susceptible d’être obtenu par le procédé de préparation d’un catalyseur tel que défini ci-dessus.According to a particular embodiment, the present invention relates to a bimetallic supported catalyst comprising copper and iron on a γ-Al 2 O 3 alumina support of formula Cu-Fe / γ-Al 2 O 3 , capable of being obtained by the process for preparing a catalyst as defined above.
Utilisation du catalyseur pour l’hydrogénolyse de l’éthylène glycol ou pour dépolymériser la biomasseUse of the catalyst for the hydrogenolysis of ethylene glycol or for depolymerizing biomass
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un catalyseur comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, pour l’hydrogénolyse de l’éthylène glycol.Another subject of the present invention relates to the use of a catalyst comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, for the hydrogenolysis of ethylene glycol.
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un catalyseur Cu-M / Support selon l’invention tel que défini ci-dessus, pour l’hydrogénolyse de l’éthylène glycol.Another object of the present invention relates to the use of a Cu-M/Support catalyst according to the invention as defined above, for the hydrogenolysis of ethylene glycol.
Les inventeurs ont de façon surprenante observé que le catalyseur Cu-M/ Support selon l’invention permet de catalyser la réaction d’hydrogénation des oxamides ou des oxamates en éthylène glycol mais aussi l’hydrogénolyse de l’éthylène glycol présent dans le mélange issu de la réaction d’hydrogénation des oxamides ou des oxamates. Les modifications des conditions avec des paramètres tels que la température, permet de moduler en favorisant notamment la réaction d’hydrogénation des oxamides ou des oxamates.The inventors have surprisingly observed that the Cu-M/Support catalyst according to the invention makes it possible to catalyze the hydrogenation reaction of oxamides or oxamates to ethylene glycol but also the hydrogenolysis of ethylene glycol present in the mixture resulting from the hydrogenation reaction of oxamides or oxamates. The modifications of the conditions with parameters such as temperature, make it possible to modulate by promoting in particular the hydrogenation reaction of oxamides or oxamates.
Au sens de la présente invention, on entend par « hydrogénolyse » la réaction de clivage d’au moins une liaison covalente carbone-carbone (C-C) ou carbone-hétéroatome telle que la liaison carbone-oxygène, par action d’hydrogène.For the purposes of the present invention, the term “hydrogenolysis” means the cleavage reaction of at least one carbon-carbon (C-C) or carbon-heteroatom covalent bond such as the carbon-oxygen bond, by the action of hydrogen.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé d’hydrogénolyse de l’éthylène glycol comprenant :
- une étape de mise en contact de l’éthylène glycol en présence d’hydrogène et d’un catalyseur supporté bimétallique hétérogène comprenant du cuivre et un métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support, de formule Cu-M / Support tel que défini ci-dessus.
- a step of bringing ethylene glycol into contact in the presence of hydrogen and a heterogeneous bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a support, of formula Cu-M / Support as defined above.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un procédé d’hydrogénolyse de l’éthylène glycol tel que défini ci-dessus, comprenant :
- la mise en contact :
- de l’éthylène glycol,
- du dihydrogène, en particulier de 20 à 100 bars, de préférence à 60 bars
- dudit catalyseur supporté comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe,
- en particulier en dioxyde de zirconium ou en alumine γ,
- éventuellement d’un solvant, en particulier le tétrahydrofurane (THF),
- éventuellement d’une base, en particulier le ter-butylate de potassium (KOtBu),
- contacting:
- ethylene glycol,
- dihydrogen, in particular from 20 to 100 bars, preferably 60 bars
- said supported catalyst comprising copper and a metal M selected from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe,
- in particular zirconium dioxide or γ-alumina,
- possibly a solvent, in particular tetrahydrofuran (THF),
- possibly a base, in particular potassium tert-butylate (KOtBu),
pour obtenir un milieu réactionnel éventuellement mis sous pression,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- possibly heating of said reaction medium,
pour obtenir une dégradation de l’éthylène glycol par un clivage d’au moins une liaison covalente carbone-carbone ou carbone-oxygène.to obtain a degradation of ethylene glycol by a cleavage of at least one carbon-carbon or carbon-oxygen covalent bond.
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un catalyseur comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente respectivement Mn, Co, Ni ou Fe, pour dépolymériser la biomasse.Another subject of the present invention relates to the use of a catalyst comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents respectively Mn, Co, Ni or Fe, to depolymerize the biomass.
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un catalyseur Cu-M / Support selon l’invention tel que défini ci-dessus pour dépolymériser la biomasse.Another object of the present invention relates to the use of a Cu-M/Support catalyst according to the invention as defined above for depolymerizing biomass.
Les inventeurs ont de façon surprenante observé en se basant sur l’éthylène glycol comme composé modèle que le catalyseur Cu-M / Support selon l’invention pouvait catalyser la réaction d’hydrogénolyse des groupements diols présents dans les molécules carbohydrates contenues dans la biomasse en clivant les liaisons carbone-carbone (C-C) ou carbone-oxygène (C-O).The inventors surprisingly observed, based on ethylene glycol as a model compound, that the Cu-M/Support catalyst according to the invention could catalyze the hydrogenolysis reaction of the diol groups present in the carbohydrate molecules contained in the biomass by cleaving the carbon-carbon (C-C) or carbon-oxygen (C-O) bonds.
Au sens de la présente invention, on entend par « biomasse » la matière organique d'origine végétale (microalgues incluses), animale, bactérienne ou fongique (champignons), utilisable comme source d'énergie (bioénergie). La biomasse comprend notamment des molécules carbohydrates ou des polyols, dans lesquelles sont présents des groupements diols -CHOH-CHOH-, contenant des liaisons covalentes (C-C) et (C-O).For the purposes of the present invention, the term "biomass" means organic matter of plant origin (including microalgae), animal, bacterial or fungal origin (fungi), usable as a source of energy (bioenergy). Biomass includes in particular carbohydrate molecules or polyols, in which diol groups -CHOH-CHOH- are present, containing covalent bonds (C-C) and (C-O).
Au sens de la présente invention, on entend par « dépolymériser la biomasse » l’action de cliver des liaisons covalentes carbone-carbone (C-C) ou carbone-hétéroatome (C-X) telle que la liaison carbone-oxygène (C-O), des molécules carbohydrates contenues dans la biomasse.For the purposes of the present invention, the term “depolymerizing the biomass” means the action of cleaving carbon-carbon (C-C) or carbon-heteroatom (C-X) covalent bonds, such as the carbon-oxygen (C-O) bond, of carbohydrate molecules contained in the biomass.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de dégradation de la biomasse comprenant :
- une étape d’hydrogénolyse des liaisons C-C et C-O dans les groupements diols contenues dans les molécules carbohydrate contenues dans la biomasse, en présence d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support, en particulier en oxyde, de préférence en dioxyde de zirconium ou en alumine γ, de formule Cu-M / Support tel que défini ci-dessus.
- a step of hydrogenolysis of the CC and CO bonds in the diol groups contained in the carbohydrate molecules contained in the biomass, in the presence of a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from Mn, Co, Ni and Fe, on a support, in particular made of oxide, preferably zirconium dioxide or γ-alumina, of formula Cu-M / Support as defined above.
Les exemples et figures suivants illustrent l’invention, sans en limiter la portée.The following examples and figures illustrate the invention, without limiting its scope.
Exemple 1 –Matériel et méthodesExample 1 – Materials and methods
Deux supports différents, l’un en dioxyde de zirconium ZrO2et le deuxième en alumine (γ-Al2O3) ont été utilisés pour la préparation des catalyseurs.Two different supports, one in zirconium dioxide ZrO 2 and the second in alumina (γ-Al 2 O 3 ) were used for the preparation of the catalysts.
Le support de dioxyde de zirconium ZrO2 ,présentant une surface spécifique de 5 à 7 m²/g est fourni par Sterm Chemicals (15 Rue de l'Atome, 67800 Bischheim) de numéro de référence 93-4013.The zirconium dioxide support ZrO2, with a specific surface area of 5 to 7 m²/g, is supplied by Sterm Chemicals (15 Rue de l'Atome, 67800 Bischheim) with reference number 93-4013.
Le support de dioxyde de zirconium ZrO2fourni par Sterm Chemicals comprend en poids environ 97% de dioxyde de zirconium, 1,86 % de dioxyde d’Hafnium (HfO2) et des traces de silice (SiO2) et d’oxyde d’Yttrium (Y2O3).The zirconium dioxide ZrO 2 carrier supplied by Sterm Chemicals comprises by weight approximately 97% zirconium dioxide, 1.86% hafnium dioxide (HfO 2 ) and trace amounts of silica (SiO 2 ) and yttrium oxide (Y 2 O 3 ).
Le support γ-Al2O3est fourni par Strem Chemicals (15 Rue de l'Atome, 67800 Bischheim) de référence 13-2525, de surface spécifique d’environ 185 m²/g et volume de pore de 0,43 cc/g.The γ-Al 2 O 3 support is supplied by Strem Chemicals (15 Rue de l'Atome, 67800 Bischheim) with reference 13-2525, specific surface area of approximately 185 m²/g and pore volume of 0.43 cc/g.
Le support SiO2(40-63 mm) a été fourni par VWR chemicals de référence 154425P.The SiO2 support (40-63 mm) was supplied by VWR chemicals with reference 154425P.
Le nitrate de cuivre Cu(NO3)2.3H2O, le nitrate de cobalt (Co(NO3)2.3H2O), le nitrate de manganèse, de nickel et de fer, ont été fournis par Fischer.Copper nitrate Cu(NO3)2.3H2O, cobalt nitrate (Co(NO3)2.3H2O ) , manganese , nickel and iron nitrate were supplied by Fischer.
L’autoclave est fourni par la société Parr Instrument Compagny.The autoclave is supplied by Parr Instrument Company.
Exemple 2 - Procédure générale pour la préparation de catalyseurs hétérogènes Cu-M / SupportExample 2 - General procedure for the preparation of heterogeneous Cu-M/Support catalysts
Un sel de nitrate du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe et le nitrate de cuivre Cu(NO3)2.3H2O ont été dissous dans un volume minimum d’eau déminéralisée, de 5 à 10 mL formant une solution. Cette solution contenant les précurseurs métalliques a été ajoutée à la quantité appropriée de support, et a été mélangée à température ambiante jusqu’à l’obtention d’un matériau homogène. Le matériau a ensuite été séché à 80°C pendant 16 h, puis a été calciné à 600 °C sous air pendant 2 heures pour obtenir le catalyseur.A nitrate salt of the metal M, M being selected from Mn, Co, Ni and Fe and copper nitrate Cu(NO 3 ) 2 .3H 2 O were dissolved in a minimum volume of demineralized water, from 5 to 10 mL forming a solution. This solution containing the metal precursors was added to the appropriate amount of support, and was mixed at room temperature until a homogeneous material was obtained. The material was then dried at 80 °C for 16 h and then calcined at 600 °C in air for 2 h to obtain the catalyst.
Le tableau 1 ci-dessous reporte les conditions de préparation des catalyseurs Cu-M/ZrO2et Cu-M / γ-Al2O3préparés selon l’exemple 2.Table 1 below reports the preparation conditions of the Cu-M/ZrO 2 and Cu-M / γ-Al 2 O 3 catalysts prepared according to Example 2.
Tableau 1 : Composition des catalyseurs Cu-M/ZrO2et Cu-M / γ-Al2O3préparés.Table 1: Composition of the Cu-M/ZrO 2 and Cu-M / γ-Al 2 O 3 catalysts prepared.
Exemple 3 – Procédure générale de catalyse hétérogène de l’hydrogénation des oxamides dans un réacteur de 450 mL.Example 3 – General procedure for heterogeneous catalysis of the hydrogenation of oxamides in a 450 mL reactor.
Dans un autoclave Parr de 450 mL, équipé d’un agitateur magnétique, ont été introduits un catalyseur hétérogène à base de cuivre (4 mmol Cu) et de métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, sur un support, l’oxamide (10 mmol), une base le ter-butylate de potassium ou tert-butoxide de potassium (KOtBu) ( 2 mmol) et comme solvant du toluène ou du THF (40 à 75 mL). Le réacteur a été scellé, et le mélange réactionnel a été purgé trois fois avec de l’azote (5 bars), et deux fois avec de l’hydrogène (5 bars).In a 450 mL Parr autoclave equipped with a magnetic stirrer, a heterogeneous catalyst based on copper (4 mmol Cu) and metal M, M being selected from Mn, Co, Ni and Fe, was introduced on a support, oxamide (10 mmol), a base potassium tert-butoxide (KOtBu) (2 mmol) and as solvent toluene or THF (40 to 75 mL). The reactor was sealed, and the reaction mixture was purged three times with nitrogen (5 bar), and twice with hydrogen (5 bar).
L’autoclave a été ensuite pressurisé avec 60 bars d’hydrogène. Le milieu réactionnel a été ensuite porté sous agitation à une température de 180 à 200°C pendant 8h , 15h ou 24h.The autoclave was then pressurized with 60 bars of hydrogen. The reaction medium was then brought under stirring to a temperature of 180 to 200°C for 8h, 15h or 24h.
Une fois la réaction terminée, l’autoclave a été ramené à température ambiante avant d’être dépressurisé et purgé trois fois avec de l’azote (5 bars).Once the reaction was complete, the autoclave was brought back to room temperature before being depressurized and purged three times with nitrogen (5 bars).
Le mélange final obtenu a été dilué puis un étalon interne a été ajouté (mésitylène), pour calculer le rendement à l’aide de la GC-MS.The final mixture obtained was diluted and then an internal standard was added (mesitylene), to calculate the yield using GC-MS.
Exemple 4 – Essais réalisés avec les catalyseurs Cu-M / SupportExample 4 – Tests carried out with Cu-M / Support catalysts
Les essais ont été réalisés selon l’exemple 3 selon le schéma réactionnel suivant :The tests were carried out according to example 3 according to the following reaction scheme:
Le tableau 2 reporte les conditions des essais d’hydrogénation respectivement avec un catalyseur Cu-M / Support préparé selon l’exemple 2. Le rendement d’hydrogénation est calculé à l’aide de la GC-MS, le mésitylène est utilisé comme étalon interne. La conversion de l’oxamide correspondant à la quantité de substrat qui est consommé lors de la réaction.Table 2 reports the conditions of the hydrogenation tests respectively with a Cu-M catalyst / Support prepared according to Example 2. The hydrogenation yield is calculated using GC-MS, mesitylene is used as an internal standard. The conversion of oxamide corresponds to the amount of substrate that is consumed during the reaction.
Tableau 2 : Conditions des essais d’hydrogénation avec les catalyseurs bimétaliques Cu-M / Support et les résultats obtenus.Table 2: Conditions of hydrogenation tests with Cu-M/Support bimetallic catalysts and the results obtained.
Exemple 5 – Essais réalisés – Influence des paramètres du procédé d’hydrogénationExample 5 – Tests carried out – Influence of the parameters of the hydrogenation process
A) Catalyseur monométalliqueA) Monometallic catalyst
Le tableau 3 reporte les conditions des essais d’hydrogénation respectivement avec des catalyseurs monométallique Cu / ZrO2, Co / ZrO2et Ni / ZrO2 .Le rendement d’hydrogénation est calculé à l’aide de la GC-MS, le mésitylène est utilisé comme étalon interne. La conversion de l’oxamide correspondant à la quantité de substrat qui est consommé lors de la réaction.Table 3 reports the conditions of the hydrogenation tests with Cu/ ZrO2 , Co/ ZrO2 and Ni/ZrO2 monometallic catalysts respectively . The hydrogenation yield is calculated using GC-MS, mesitylene is used as an internal standard. The conversion of oxamide corresponds to the amount of substrate that is consumed during the reaction.
Ces résultats indiquent que dans les catalyseurs monométalliques ne permettent pas l’hydrogénation de l’oxamide en éthylène glycol.These results indicate that monometallic catalysts do not allow the hydrogenation of oxamide to ethylene glycol.
Tableau 3 : Conditions des essais d’hydrogénation avec les catalyseurs monométalliques et les résultats obtenus.Table 3: Conditions of hydrogenation tests with monometallic catalysts and the results obtained.
B) Influence de la température et de la durée de réactionB) Influence of temperature and reaction time
Le tableau 4 reporte les conditions des essais d’hydrogénation respectivement avec un catalyseur Cu-Co / ZrO2préparé selon l’exemple 2. La conversion de l’oxamide, correspondant à la quantité de substrat qui est consommé lors de la réaction, est calculé à l’aide de la GC-MS, le mésitylène étant utilisé comme étalon interne.Table 4 reports the conditions of the hydrogenation tests respectively with a Cu-Co / ZrO 2 catalyst prepared according to Example 2. The conversion of the oxamide, corresponding to the amount of substrate which is consumed during the reaction, is calculated using GC-MS, mesitylene being used as an internal standard.
Tableau 4 : Conditions des essais d’hydrogénation avec les catalyseurs Cu-Co / ZrO2et les résultats obtenus.Table 4: Conditions of hydrogenation tests with Cu-Co/ ZrO2 catalysts and the results obtained.
C) Influence de la baseC) Influence of the base
Le tableau 5 reporte les conditions des essais d’hydrogénation avec un catalyseur Cu-Co / ZrO2sans l’introduction d’une base. Le rendement et la conversion de l’oxamide, sont calculés à l’aide de la GC-MS, le mésitylène étant utilisé comme étalon interne.Table 5 reports the conditions of the hydrogenation tests with a Cu-Co/ZrO 2 catalyst without the introduction of a base. The yield and conversion of the oxamide are calculated using GC-MS, with mesitylene being used as an internal standard.
Tableau 5 : Conditions des essais d’hydrogénation avec le catalyseur Cu-Co / ZrO2sans introduction d’une base et les résultats obtenus.Table 5: Conditions of hydrogenation tests with the Cu-Co / ZrO 2 catalyst without introduction of a base and the results obtained.
Exemple 6 – Analyses BET des catalyseurs Cu-M / SupportExample 6 – BET analyses of Cu-M/Support catalysts
Le tableau 6 ci-après indique la surface spécifique moyenne, analysée par BET, des catalyseurs Cu(10%)-Co(5%) / ZrO2, Cu(10%)-Mn(5%) / ZrO2et Cu(10%)-Mn(5%) / γ-Al2O3 préparés selon l’exemple 2 après calcination à 600°C pendant 2 heures.Table 6 below shows the average specific surface area, analyzed by BET, of the Cu(10%)-Co(5%) / ZrO catalysts.2, Cu(10%)-Mn(5%) / ZrO2and Cu(10%)-Mn(5%) / γ-Al2O3 prepared according to example 2 after calcination at 600°C for 2 hours.
Tableau 6 : Surface spécifique moyenne par BET des catalyseursTable 6: Average specific surface area by BET of the catalysts
Exemple 7 : Analyse structurale
- Analyse des phases
- Phase analysis
Les diffractogrammes RX sur poudre des matériaux ( catalyseurs ou support) ont été réalisées avec un diffractomètre MINIFLEX II de la marque Rigaku, dont le rayonnement X émis via tube et une source au Cuivre (longueur d’onde Kα 1,54 Å).The X-ray powder diffractograms of the materials (catalysts or support) were carried out with a MINIFLEX II diffractometer from Rigaku, whose X-ray radiation was emitted via a tube and a copper source (wavelength Kα 1.54 Å).
Les résultats de l’exploitation des différents diffractogrammes obtenus sont présentés dans les tableaux 7 à 10 ci-dessous, respectivement pour :
- le support ZrO2(A) dans le tableau 7
- le catalyseur Cu(10%)Co(5%) / ZrO2dans le tableau 8 ,
- le catalyseur Cu(10%) Mn(5%) / ZrO2dans le tableau 9 ,
- le catalyseur Cu(10%) Mn (5%) / γ-Al2O3dans le tableau 10.
- the ZrO 2 support (A) in Table 7
- the Cu(10%)Co(5%) / ZrO 2 catalyst in Table 8,
- the Cu(10%) Mn(5%) / ZrO 2 catalyst in Table 9,
- the Cu(10%) Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 catalyst in Table 10.
Tableau 7 : Analyse des phases dans le support calciné ZrO2 Table 7: Phase analysis in the calcined ZrO 2 support
Tableau 8 : Analyse des phases dans le catalyseur Co(5%)Cu(10%) / ZrO2 Table 8: Phase analysis in the Co(5%)Cu(10%) / ZrO 2 catalyst
Tableau 9 : Analyse des phases dans le catalyseur Cu(10%) Mn(5%) / ZrO2 Table 9: Analysis of phases in the Cu(10%) Mn(5%) / ZrO 2 catalyst
Tableau 10 : Analyse des phases dans le catalyseur Cu(10%) Mn(5%) / γ-Al2O3 Table 10: Analysis of phases in the catalyst Cu(10%) Mn(5%) / γ-Al 2 O 3
Catalyseurs sur dioxyde de zirconium ZrO2 Zirconium dioxide ZrO 2 catalysts
Les diffractogrammes des catalyseurs sur dioxyde de zirconium montrent la présente de phases cristallisées.Diffractograms of the catalysts on zirconium dioxide show the presence of crystallized phases.
Les analyses DRX indiquent que la phase cristalline de baddeleyite (ZrO2) est présente dans les échantillons ZrO2catalysé, Cu(10%)Co(5%) /ZrO2et Cu(10%) Mn(5%) / ZrO2.XRD analyses indicate that the baddeleyite (ZrO 2 ) crystalline phase is present in the catalyzed ZrO 2 , Cu(10%)Co(5%)/ZrO 2 and Cu(10%)Mn(5%)/ZrO 2 samples.
Le diffractogramme de l’échantillon Co(5%)Cu(10%)/ ZrO2révèle la présence de deux phases cristallines supplémentaires d’oxyde de Cuivre (I), Cu2O, et d’oxyde de Cuivre (II), CuO avec une faible signature.The diffractogram of the Co(5%)Cu(10%)/ZrO 2 sample reveals the presence of two additional crystalline phases of Copper (I) oxide, Cu 2 O, and Copper (II) oxide, CuO with a weak signature.
Le diffractogramme de l’échantillon Cu(10%) Mn(5%)/ ZrO2révèle la présence majoritaire d’une phase cristalline de baddeleyite et plus minoritairement la présence d’oxyde de cuivre CuO et d’un oxyde de manganèse et de cuivre CuMn2O4.The diffractogram of the Cu(10%) Mn(5%)/ZrO 2 sample reveals the majority presence of a crystalline phase of baddeleyite and to a lesser extent the presence of copper oxide CuO and a manganese and copper oxide CuMn 2 O 4 .
Catalyseurs sur alumine Cu(10%) Mn(5%) / γ-Al2O3 Catalysts on alumina Cu(10%) Mn(5%) / γ-Al 2 O 3
Le diffractogramme de l’échantillon Cu(10%) Mn(5%)/ γ-Al2O3révèle la présence d’une phase cristalline d’oxyde d’aluminium proche de l’alumine ainsi que des phases cristallines d’oxyde de cuivre CuO et d’un oxyde de manganèse et de cuivre CuMn2O4et d’oxyde de manganèse et d’aluminium.
- Cristallinité -Microstructure : Analyse de la taille de cristallite
- Crystallinity - Microstructure: Analysis of crystallite size
Taille des cristallitesCrystallite size
La cristallinité des matériaux est caractérisée par la taille des cristallites.The crystallinity of materials is characterized by the size of the crystallites.
La taille des cristallites a été estimée de manière qualitative afin de comparer les différents supports en ZrO2des catalyseurs.The crystallite size was qualitatively estimated in order to compare the different ZrO2 supports of the catalysts.
La taille des cristallites a été évaluée selon la formule de Scherrer suivante :The crystallite size was evaluated according to the following Scherrer formula:
La largeur à mi-hauteur a été estimé à l’aide du logiciel de traitement ImageJ ( développé par National Institutes of Health).The width at half maximum was estimated using ImageJ processing software (developed by the National Institutes of Health).
Les calculs de taille des cristallites à partir des diffractogrammes des catalyseurs Co(5%)Cu(10%)/ ZrO2sont reportés dans le tableau 11 suivant :Crystallite size calculations from the diffractograms of the Co(5%)Cu(10%)/ZrO 2 catalysts are reported in the following Table 11:
Tableau 11 : Tailles des cristallitesTable 11: Crystallite sizes
Exemple 8 : Analyse morphologique et analyse de la compositionExample 8: Morphological analysis and composition analysis
Les images MEB des figures 3 à 6 ont été réalisées à l’aide d’un microscope à balayage MEB-FEG Zeiss à pression contrôlée, rendant possible l’observation de matériaux peu ou pas conducteurs sans préparation spécifique.The SEM images in Figures 3 to 6 were taken using a Zeiss pressure-controlled SEM-FEG scanning microscope, making it possible to observe materials with little or no conductivity without specific preparation.
L’échantillon a été stabilisé sur un papier adhésif en carbone pour permettre l’observation MEB. Il est donc à noter que la teneur de l'élément carbone peut être associée à l'utilisation de ce dernier.The sample was stabilized on carbon adhesive paper to allow SEM observation. It should therefore be noted that the content of the carbon element may be associated with the use of the latter.
Les résultats des observations MEB et des analyses EDX sont présentés de façon synthétique ci-dessous.The results of MEB observations and EDX analyses are presented in summary form below.
Support ZrOZrO support 22 calcinécalcined
Les observations MEB des images de la
La population secondaire présentant une morphologie de type sphérique est composée majoritairement de Zirconium (Zr), d’Oxygène (O) et de Carbone (C), minoritairement d’Hafnium (Hf) et de Rhénium (Re) avec des traces de Silicium (Si).The secondary population presenting a spherical morphology is composed mainly of Zirconium (Zr), Oxygen (O) and Carbon (C), with a minor amount of Hafnium (Hf) and Rhenium (Re) with traces of Silicon (Si).
La quantification a été effectuée par analyse du spectre EDX sur deux zones des particules du support calciné à 600°C pendant deux heures. Les résultats exprimés en pourcentage massique sont représentés au tableau 12.Quantification was performed by EDX spectrum analysis on two areas of the particles of the support calcined at 600°C for two hours. The results expressed in mass percentage are shown in Table 12.
Tableau 12 : Composition chimique par EDX du support ZrO2 Table 12: Chemical composition by EDX of the ZrO 2 support
Catalyseur Co(5%)Cu(10%) /ZrOCatalyst Co(5%)Cu(10%) /ZrO 22
Les observations des images MEB de la
Tableau 13 : Composition chimique par EDX du catalyseur Co(5%)Cu(10%) /ZrO2 Table 13: Chemical composition by EDX of the Co(5%)Cu(10%)/ZrO 2 catalyst
Catalyseur Cu(10%) Mn(5%) / ZrOCatalyst Cu(10%) Mn(5%) / ZrO 22
Les observations des images MEB de la
Les observations MEB ont été également réalisées en électrons rétrodiffusés et ne montrent pas de différence de contraste chimique sur les particules.The MEB observations were also carried out in backscattered electrons and do not show any difference in chemical contrast on the particles.
Tableau 14 : Composition chimique par EDX du catalyseur Cu(10%) Mn(%) /ZrO2 Table 14: Chemical composition by EDX of the catalyst Cu(10%) Mn(%) /ZrO 2
Catalyseur Cu(10%) Mn(5%) / γ-AlCu(10%) Mn(5%) / γ-Al catalyst 22 OO 33
Les observations des images MEB de la
Les observations MEB ont été également réalisées en électrons rétrodiffusés et ne montrent pas de différence de contraste chimique sur les particules.The MEB observations were also carried out in backscattered electrons and do not show any difference in chemical contrast on the particles.
Tableau 15 : Composition chimique par EDX du catalyseur Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3 Table 15: Chemical composition by EDX of the catalyst Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3
Example 9 : Analyse de la composition par ICP-AESExample 9: Composition analysis by ICP-AES
La composition des catalyseurs Cu(10%) Mn(%) /ZrO2et Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3a été analysée par ICP-AES. Les résultats sont reportés respectivement dans les tableaux 16 et 17.The composition of the catalysts Cu(10%)Mn(%)/ ZrO2 and Cu(10%)Mn(5%)/γ- Al2O3 was analyzed by ICP-AES. The results are reported in Tables 16 and 17 respectively.
Les échantillons ont été minéralisés dans une solution de 2 mL d’acide nitrique HNO3+ 1 mL d’acide fluoridrique HF pendant 2h à 100°C.The samples were mineralized in a solution of 2 mL of nitric acid HNO 3 + 1 mL of hydrofluoric acid HF for 2 h at 100°C.
Tableau 16 : Composition chimique par ICP-AES du catalyseur Cu(10%) Mn(%) /ZrO2 Table 16: Chemical composition by ICP-AES of the catalyst Cu(10%) Mn(%) /ZrO 2
Tableau 17 : Composition chimique par ICP-AES du catalyseur Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3 Table 17: Chemical composition by ICP-AES of the catalyst Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3
Exemple 10 : Analyse de surface par XPSExample 10: Surface analysis by XPS
Les analyses sont réalisées avec un spectromètre de photoémission PHI QUANTES. Cet appareil est équipé d’une source de rayons X monochromatée (raie Kα de l’aluminium) ainsi qu’une source chrome de rayons X permettant de faire du Hard XPS, d’un système de neutralisation de charge pour les échantillons isolants électriques et d’un analyseur d’électrons hémisphérique.The analyses are carried out with a PHI QUANTES photoemission spectrometer. This device is equipped with a monochromated X-ray source (Kα line of aluminum) as well as a chrome X-ray source for Hard XPS, a charge neutralization system for electrically insulating samples and a hemispherical electron analyzer.
Les analyses XPS ont été réalisées sur le catalyseur Co(5%)Cu(10%) /ZrO2calciné à 600°C pendant 2 heures et un échantillon du support ZrO2calciné aussi à 600°C pendant 2 heures.XPS analyses were performed on the Co(5%)Cu(10%)/ZrO 2 catalyst calcined at 600°C for 2 hours and a sample of the ZrO 2 support also calcined at 600°C for 2 hours.
Les spectres XPS sont représentés à la
A. Quantification de l’extrême surfaceA. Quantification of the extreme surface
La quantification de l’extrême surface, exprimée en pourcentage massique, sur les deux échantillons ZrO2calciné et Co(5%)Cu(10%) /ZrO2est présentée dans le tableau 18 ci-dessous :The quantification of the extreme surface, expressed as a mass percentage, on the two calcined ZrO 2 and Co(5%)Cu(10%) /ZrO 2 samples is presented in Table 18 below:
Tableau 18 : Composition chimique en extrême surface par XPS de ZrO2calciné et Co(5%)Cu(10%) /ZrO2 Table 18: Extreme surface chemical composition by XPS of calcined ZrO 2 and Co(5%)Cu(10%) /ZrO 2
Les deux échantillons présentent un faible taux de carbone provenant majoritairement de la pollution atmosphérique.Both samples have low carbon levels, mainly from air pollution.
L’échantillon Co(5%)Cu(10%)ZrO2est constitué de Zirconium (Zr), d’Oxygène (O), de Cuivre (Cu), de Cobalt (Co) avec des traces de Silicium (Si) et de Sodium (Na).The Co(5%)Cu(10%)ZrO 2 sample consists of Zirconium (Zr), Oxygen (O), Copper (Cu), Cobalt (Co) with traces of Silicon (Si) and Sodium (Na).
L’échantillon ZrO2est composé de Zirconium (Zr) et d’Oxygène (O) avec des traces de Silicium (Si) et de Sodium (Na).The ZrO2 sample is composed of Zirconium (Zr) and Oxygen (O) with traces of Silicon (Si) and Sodium (Na).
La quantification de l’extrême surface, exprimée en pourcentage massique, sur les deux échantillons Cu(10%) Mn(5%) /ZrO2et Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3est présentée dans le tableau 19 ci-dessous :The quantification of the extreme surface, expressed in mass percentage, on the two samples Cu(10%) Mn(5%) /ZrO 2 and Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 is presented in Table 19 below:
Tableau 19 : Composition chimique en extrême surface par XPS de Cu(10%) Mn(5%) /ZrO2et Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3 Table 19: Chemical composition at the extreme surface by XPS of Cu(10%) Mn(5%)/ZrO 2 and Cu(10%)Mn(5%)/γ-Al 2 O 3
Les deux échantillons présentent un faible taux de carbone provenant majoritairement de la pollution atmosphérique.Both samples have low carbon levels, mainly from air pollution.
L’échantillon Cu(10%) Mn(5%) / ZrO2est constitué majoritairement en extrême surface de Zirconium (Zr), d’Oxygène (O), de Manganèse (Mn).The Cu(10%) Mn(5%) / ZrO 2 sample is mainly composed on the extreme surface of Zirconium (Zr), Oxygen (O), Manganese (Mn).
L’échantillon Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3est composé majoritairement en extrême surface d’Aluminium (Al) et d’Oxygène (O).The Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 sample is composed mainly of Aluminum (Al) and Oxygen (O) at the extreme surface.
B. Détermination des environnements chimiques de ZrO2calciné et Co(5%)Cu(10%) /ZrO2 B. Determination of the chemical environments of calcined ZrO 2 and Co(5%)Cu(10%) /ZrO 2
Les résultats des déconvolutions gaussiennes des spectres sont présentés dans le tableau 20 ci-dessous :The results of the Gaussian deconvolutions of the spectra are presented in Table 20 below:
Tableau 20 : Résultats des analyses XPSTable 20: XPS analysis results
Spectres C1s :C1s spectra:
Pour l’ensemble des échantillons, la déconvolution des spectres carbone C1s présente deux composantes :For all samples, the deconvolution of the C1s carbon spectra presents two components:
- La composante majoritaire à 285,0 eV est caractéristique des liaisons C-C et C-H. Ces liaisons proviennent de la pollution atmosphérique.- The majority component at 285.0 eV is characteristic of C-C and C-H bonds. These bonds come from atmospheric pollution.
- La composante à 288,40 eV est caractéristique des liaisons C-O et C=O. Ces liaisons sont également représentatives de la pollution de surface.- The component at 288.40 eV is characteristic of C-O and C=O bonds. These bonds are also representative of surface pollution.
Spectres O1s :O1s spectra:
Pour l’ensemble des échantillons, la déconvolution des spectres oxygène O1s présente deux composantes :For all samples, the deconvolution of the oxygen O1s spectra presents two components:
- La composante majoritaire à 531,0 eV est caractéristique des oxydes de manière générale.- The majority component at 531.0 eV is characteristic of oxides in general.
- La composante à 531,2 eV est caractéristique des oxydes de métaux de transition.- The component at 531.2 eV is characteristic of transition metal oxides.
Spectres Si2p :Si2p spectra:
Pour l’ensemble des échantillons, la déconvolution des spectres Silicium Si2p présente deux composantes :For all samples, the deconvolution of the Silicon Si2p spectra presents two components:
- La composante majoritaire à 103,3 eV est caractéristique des oxydes de Silicium SiOx.- The majority component at 103.3 eV is characteristic of silicon oxides SiOx.
- La composante à 102,0 eV est caractéristique de l’oxyde de Silicium SiO2.- The component at 102.0 eV is characteristic of silicon oxide SiO 2 .
Il est à noter que la composante caractéristique de l’oxyde de Cobalt (II) CoO se situe à la même énergie que la composante correspondant au SiOx.It should be noted that the characteristic component of Cobalt (II) oxide CoO is located at the same energy as the component corresponding to SiOx.
Spectres Na1s :Na1s spectra:
Pour l’ensemble des échantillons, la déconvolution des spectres Sodium Na1s présente une unique composante caractéristique de la pollution atmosphérique.For all samples, the deconvolution of the Sodium Na1s spectra presents a single component characteristic of atmospheric pollution.
Spectre Cu2p3/2 :Cu2p3/2 spectrum:
Pour l’échantillon Co(5wt%)Cu(10wt%)ZrO2, la déconvolution du spectre du Cuivre 2p3/2 présente 2 composantes :For the sample Co(5wt%)Cu(10wt%)ZrO 2 , the deconvolution of the spectrum of Copper 2p3/2 presents 2 components:
- La composante majoritaire à 934,0 eV est caractéristique de l’Oxyde de Cuivre (II) CuO.- The majority component at 934.0 eV is characteristic of Copper (II) Oxide CuO.
Les deux fortes composantes satellites à 943,5 eV et 963,5 eV sont caractéristiques des ions Cu2+et donc de l’oxyde de Cuivre (II) CuO.The two strong satellite components at 943.5 eV and 963.5 eV are characteristic of Cu 2+ ions and therefore of copper (II) oxide CuO.
- La composante à 932,6 eV est caractéristique du Cuivre métallique ou de l’oxyde de Cuivre (I) Cu2O.- The component at 932.6 eV is characteristic of metallic copper or copper (I) oxide Cu 2 O.
Spectre Co2p3/2 :Co2p3/2 spectrum:
Pour l’échantillon Co(5%)Cu(10%)ZrO2, la déconvolution du spectre du Cobalt 2p3/2 présente 2 composantes :For the sample Co(5%)Cu(10%)ZrO 2 , the deconvolution of the spectrum of Cobalt 2p3/2 presents 2 components:
- La composante majoritaire à 781,3 eV est caractéristique de l’Oxyde de Cobalt (III) Co2O3ou de l’Hydroxyde de Cobalt (II) Co(OH)2- The majority component at 781.3 eV is characteristic of Cobalt (III) Oxide Co 2 O 3 or Cobalt (II) Hydroxide Co(OH)2
- La composante à 779,5 eV est caractéristique du Cobalt métallique.- The component at 779.5 eV is characteristic of metallic Cobalt.
Spectres XPS haute résolution du Zirconium 3d5/2High-resolution XPS spectra of Zirconium 3d5/2
Les analyses XPS révèlent pour l’ensemble des échantillons, la présence majoritaire d’oxyde de Zirconium (ZrO2), avec des traces d’oxydes de Silicium (SiO2et SiOx) ainsi que la présence de pollution de surface (Carbone et Sodium).XPS analyses reveal for all samples the majority presence of Zirconium oxide ( ZrO2 ), with traces of Silicon oxides ( SiO2 and SiOx) as well as the presence of surface pollution (Carbon and Sodium).
L’échantillon Co(5%)Cu(10%)/ZrO2montre la présence supplémentaire de Cuivre sous deux formes oxydées : CuO et Cu2O. Les analyses XPS révèlent également la présence de Cobalt pour cet échantillon sous forme métallique mais également sous forme d’hydroxyde de Cobalt Co(OH)2ou bien d’oxyde de Cobalt Co2O3.The Co(5%)Cu(10%)/ZrO 2 sample shows the additional presence of Copper in two oxidized forms: CuO and Cu 2 O. XPS analyses also reveal the presence of Cobalt for this sample in metallic form but also in the form of Cobalt hydroxide Co(OH) 2 or Cobalt oxide Co 2 O 3 .
C. Détermination des environnements chimiques des catalyseurs Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) et Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3(spectre D)C. Determination of the chemical environments of the Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 catalysts (spectrum C) and Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 (spectrum D)
Les résultats des déconvolutions gaussiennes des spectres sont décrits ci-dessous :The results of Gaussian deconvolutions of the spectra are described below:
Spectres Carbone C1s :Carbon C1s spectra:
Les spectres C1s des deux échantillons montrent la présence de deux contributions liées aux liaisons CC/CH et aux liaisons C=O. Ces liaisons sont typiques de la pollution atmosphérique.The C1s spectra of both samples show the presence of two contributions related to CC/CH bonds and C=O bonds. These bonds are typical of atmospheric pollution.
Spectres Oxygène O1s:Oxygen O1s spectra:
Le spectre O1s de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) présente 3 contributions liées à l’oxyde de Cuivre (II) CuO, à l’oxyde de Zirconium ZrO2et aux liaisons O=C, déjà identifiées sur le spectre du Carbone.The O1s spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 (spectrum C) presents 3 contributions linked to the Copper (II) oxide CuO, to the Zirconium oxide ZrO 2 and to the O=C bonds, already identified on the Carbon spectrum.
Le spectre O1s de Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3(spectre D) présente 4 contributions et met en évidence la présence d’Alumine Al2O3, d’oxyde de cuivre (II) CuO ainsi que de liaisons O=C liées à la pollution de surface.The O1s spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 (spectrum D) presents 4 contributions and highlights the presence of Alumina Al 2 O 3 , copper (II) oxide CuO as well as O=C bonds linked to surface pollution.
Spectres Cuivre Cu2p:Copper Cu2p spectra:
Les spectres du Cuivre Cu2p ne s’interprètent pas uniquement par déconvolutions, la position des différents pics et la forme globale du spectre nous informent sur le degré d’oxydation de l’élément. La forme global spectre Cu2p de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) montre la présence très marquée de pics satellites autour de 943 eV et de 963 eV, typique des ions Cu2+ pouvant notamment intervenir dans la forme oxydée CuO.The spectra of Copper Cu2p are not interpreted solely by deconvolutions, the position of the different peaks and the overall shape of the spectrum inform us about the degree of oxidation of the element. The overall shape of the Cu2p spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 (spectrum C) shows the very marked presence of satellite peaks around 943 eV and 963 eV, typical of Cu2+ ions which can notably intervene in the oxidized form CuO.
La déconvolution du pic Cu2p3/2 montre également la présence plus minoritaire de Cuivre sous forme métallique et sous forme ionique Cu+.The deconvolution of the Cu2p3/2 peak also shows the more minor presence of Copper in metallic form and in ionic form Cu+.
La forme global spectre Cu2p de Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3(spectre D) correspond également à la présence majoritaire d’ions Cu2+ ainsi que d’ions Cu+ dans une plus faible proportion.The overall Cu2p spectrum shape of Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 (spectrum D) also corresponds to the majority presence of Cu2+ ions as well as Cu+ ions in a smaller proportion.
Spectres Manganèse Mn2p:Manganese Mn2p spectra:
A l’instar de Cuivre Cu2p, la forme du spectre du Manganèse Mn2p nous renseigne sur son degré d’oxydation.Like Copper Cu2p, the shape of the Manganese Mn2p spectrum tells us about its degree of oxidation.
Cu(10%)Mn(5%) / ZrOCu(10%)Mn(5%) / ZrO 22 (spectre C)(spectrum C)
La forme global spectre Mn2p de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2montre la présence d’un pic satellite autour de 648 eV, typique des ions Mn2+. La déconvolution du pic Mn2p3/2 nous confirme que ce degré d’oxydation (II) est majoritairement représenté à la surface de l’échantillon avec la présence plus minoritaire d’ions Mn3+ et d’ions Mn4+.The overall shape of the Mn2p spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 shows the presence of a satellite peak around 648 eV, typical of Mn2+ ions. The deconvolution of the Mn2p3/2 peak confirms that this oxidation state (II) is mainly represented on the surface of the sample with the presence of a smaller number of Mn3+ ions and Mn4+ ions.
Cu(10%)Mn(5%) / γ-AlCu(10%)Mn(5%) / γ-Al 22 OO 33 (spectre D)(spectrum D)
La forme global spectre Mn2p de Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3ne semble pas comporter de pic satellite lié aux ions Mn2+.The overall Mn2p spectrum shape of Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 does not appear to have a satellite peak related to Mn2+ ions.
La déconvolution du pic Mn2p3/2 nous confirme que pour cet échantillon, les ions majoritairement présents à la surface sont les ions Mn3+. Les ions Mn2+ et Mn4+ sont également identifiés dans de plus faibles proportions.The deconvolution of the Mn2p3/2 peak confirms that for this sample, the ions predominantly present on the surface are the Mn3+ ions. The Mn2+ and Mn4+ ions are also identified in smaller proportions.
Spectre Zirconium Zr3d :Zirconium Zr3d spectrum:
Le spectre Zr3d de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) est composé d’un doublet spin-orbite dont les contributions sont toutes liées à l’Oxyde de Zirconium ZrO2 The Zr3d spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 (spectrum C) is composed of a spin-orbit doublet whose contributions are all linked to Zirconium Oxide ZrO 2
Spectre Aluminium Al2p:Aluminum Al2p spectrum:
Le spectre Aluminium Al2p de Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3(spectre D) présente une unique composante liée à l’alumine Al2O3. L’épaulement observé autour de 77 eV correspond au pic 3p du Cuivre.The Al2p Aluminum spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 (spectrum D) shows a single component related to alumina Al 2 O 3 . The shoulder observed around 77 eV corresponds to the 3p peak of Copper.
Spectre Silicium Si2p et Sodium Na1s:Silicon Si2p and Sodium Na1s spectrum:
Le spectre Silicium Si2p de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) montrent la présence d’oxyde de Silicium SiO2.The Silicon Si2p spectrum of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 (spectrum C) shows the presence of Silicon oxide SiO2.
Le spectre Sodium Na1s Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2(spectre C) présente une unique composante caractéristique de la pollution atmosphérique.The Sodium Na1s Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 spectrum (spectrum C) presents a unique component characteristic of atmospheric pollution.
ConclusionConclusion
Cu(10%)Mn(5%) / ZrOCu(10%)Mn(5%) / ZrO 22 (spectre C)(spectrum C)
Les analyses XPS de Cu(10%)Mn(5%) / ZrO2montrent la présence majoritaire d’oxyde de Zirconium ZrO2en surface. La présence de Manganèse dans une plus faible proportion est également identifiée. Le Manganèse apparait sous différentes formes ioniques Mn2+, Mn3+ et Mn4+. La forme majoritaire Mn2+ relevée pourrait être compatible avec la présence d’oxyde MnO. La présence plus minoritaire d’ions Mn3+ pourrait être compatible avec le composé CuMn2O4 identifié en DRX. La présence de Cuivre est également identifiée sous forme d’ions Cu2+. Cette forme ionique est compatible avec l’oxyde de Cuivre (II) CuO ainsi que le composé CuMn2O4 XPS analyses of Cu(10%)Mn(5%) / ZrO 2 show the majority presence of Zirconium oxide ZrO 2 on the surface. The presence of Manganese in a smaller proportion is also identified. Manganese appears in different ionic forms Mn2+, Mn3+ and Mn4+. The majority form Mn2+ noted could be compatible with the presence of MnO oxide. The more minor presence of Mn3+ ions could be compatible with the CuMn2O4 compound identified in XRD. The presence of Copper is also identified in the form of Cu2+ ions. This ionic form is compatible with the Copper (II) oxide CuO as well as the CuMn 2 O 4 compound
Cu(10%)Mn(5%) / γ-AlCu(10%)Mn(5%) / γ-Al 22 OO 33 (spectre D)(spectrum D)
Les analyses XPS de Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al2O3montrent la présence majoritaire d’oxyde d’Aluminium Al2O3en surface. La présence de Manganèse dans une plus faible proportion est également identifiée. Le Manganèse apparait sous différentes formes ioniques Mn2+, Mn3+ et Mn4+. La forme majoritaire Mn3+ relevée pourrait être compatible avec le composé CuMn2O4identifié par DRX. La présence de Cuivre est également identifiée sous forme d’ions Cu2+. Cette forme ionique est compatible avec l’oxyde de Cuivre (II) CuO ainsi que les composés CuMn2O4et CuAl2O4identifiés en DRX.XPS analyses of Cu(10%)Mn(5%) / γ-Al 2 O 3 show the majority presence of Aluminum oxide Al 2 O 3 on the surface. The presence of Manganese in a smaller proportion is also identified. Manganese appears in different ionic forms Mn2+, Mn3+ and Mn4+. The majority form Mn3+ noted could be compatible with the CuMn 2 O 4 compound identified by XRD. The presence of Copper is also identified in the form of Cu2+ ions. This ionic form is compatible with the Copper (II) oxide CuO as well as the CuMn 2 O 4 and CuAl 2 O 4 compounds identified by XRD.
Exemple 11 - Procédure d’hydrogénation en flux continuExample 11 - Continuous flow hydrogenation procedure
Une solution d’oxamide entre 0,05 et 0,5 M dans le THF est pompée dans le réacteur à un débit entre 0,3 et 3 mL/min. Ensuite, la pression du système est fixée entre 30 et 100 bars en utilisant un déverseur, puis le réacteur est chauffé entre 150 et 220 °C. Le réacteur est composé d’un tube en inox dans lequel se trouve le catalyseur utilisé pour la réaction (entre 150 et 700 mg). Enfin, l’hydrogène - produit in situ dans l’équipement ou introduit de l’extérieur via une vanne - est injecté dans le système au débit désiré entre 20 et 100 mLN/min. Eventuellement le catalyseur est préalablement mis en contact avec le flux d’hydrogène avant l’introduction des réactifs. Une fois le système stabilisé, le produit est collecté à la sortie du réacteur dans des vials avant d’être analysé par GC-MS.A solution of oxamide between 0.05 and 0.5 M in THF is pumped into the reactor at a flow rate between 0.3 and 3 mL/min. Then, the system pressure is set between 30 and 100 bars using a discharger, then the reactor is heated between 150 and 220 °C. The reactor is composed of a stainless steel tube in which the catalyst used for the reaction is located (between 150 and 700 mg). Finally, hydrogen - produced in situ in the equipment or introduced from outside via a valve - is injected into the system at the desired flow rate between 20 and 100 mLN/min. Optionally, the catalyst is previously brought into contact with the hydrogen flow before introducing the reagents. Once the system is stabilized, the product is collected at the reactor outlet in vials before being analyzed by GC-MS.
Exemple 12 – Procédure de dégradation de l’éthylène glycol par réduction sous hydrogène en présence du catalyseur CuCo / ZrO2Example 12 – Procedure for the degradation of ethylene glycol by reduction under hydrogen in the presence of the CuCo / ZrO2 catalyst
Dans un autoclave Parr de 450 mL, équipé d’un agitateur magnétique, ont été introduits un catalyseur hétérogène à base de cuivre (4 mmol Cu) et de cobalt, l’éthylène glycol (10 mmol), une base, le tert-butoxide de potassium (KOtBu) et comme solvant le tétrahydrofurane (THF) (75 mL). Le réacteur a été scellé, et le mélange réactionnel a été purgé trois fois avec de l’azote (5 bars), et deux fois avec de l’hydrogène (5 bars).In a 450 mL Parr autoclave equipped with a magnetic stirrer, a heterogeneous catalyst based on copper (4 mmol Cu) and cobalt, ethylene glycol (10 mmol), a base, potassium tert-butoxide (KOtBu) and as solvent tetrahydrofuran (THF) (75 mL) were introduced. The reactor was sealed, and the reaction mixture was purged three times with nitrogen (5 bar), and twice with hydrogen (5 bar).
L’autoclave a été ensuite pressurisé avec 60 bars d’hydrogène. Le milieu réactionnel a été ensuite porté sous agitation de 180 à 200°C pendant 15h.The autoclave was then pressurized with 60 bars of hydrogen. The reaction medium was then brought under stirring from 180 to 200°C for 15 hours.
Une fois la réaction terminée, l’autoclave a été ramené à température ambiante avant d’être dépressurisé et purgé trois fois avec de l’azote (5 bars).Once the reaction was complete, the autoclave was brought back to room temperature before being depressurized and purged three times with nitrogen (5 bars).
Le mélange final obtenu a été dilué puis un étalon interne a été ajouté (mésitylène), pour calculer la conversion de l’éthylène glycol à l’aide de la GC-MS.The final mixture obtained was diluted and then an internal standard was added (mesitylene), to calculate the conversion of ethylene glycol using GC-MS.
Le bilan de la réaction de dégradation de l’éthylène glycol par hydrogénation en présence du catalyseur CuCo / ZrO2 s’écrit comme suitThe balance of the degradation reaction of ethylene glycol by hydrogenation in the presence of the CuCo/ZrO2 catalyst is written as follows
Exemple 13 – Essais réalisés avec le catalyseur Cu-Co / ZrO2.Example 13 – Tests carried out with the Cu-Co / ZrO 2 catalyst.
Le tableau 21 reporte les conditions des essais de dégradation de l’éthylène glycol par hydrogénation en présence d’un catalyseur CoCu / ZrO2préparé selon l’exemple 5. La conversion de l’éthylène glycol est calculé à l’aide de la GC-MS, le mésitylène est utilisé comme étalon interne.Table 21 reports the conditions of the ethylene glycol degradation tests by hydrogenation in the presence of a CoCu/ ZrO2 catalyst prepared according to Example 5. The conversion of ethylene glycol is calculated using GC-MS, mesitylene is used as an internal standard.
Tableau 21 : Conditions des essais d’hydrogénation de l’éthylène glycol en présence d’un catalyseur CoCu / ZrO2et les résultats obtenus.Table 21: Conditions of the ethylene glycol hydrogenation tests in the presence of a CoCu/ ZrO2 catalyst and the results obtained.
Claims (11)
dans lequel ledit catalyseur possède une aire de surface, analysée par BET, de 1 à 250 m²/g, de préférence de 1 à 50 m²/g, préférentiellement de 1 à 10 m²/g, notamment d’environ 5 m²/g
et dans lequel ledit catalyseur comporte une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique, en particulier ladite phase cristalline représente de 50 à 90% en poids total du catalyseur, de préférence ladite phase cristalline étant de la baddeleyite et de préférence comprenant une taille des cristallites de 15 à 100 nm.Bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M selected from Mn, Co, Ni and Fe, on a zirconium dioxide support, of formula Cu-M/ZrO 2 ,
wherein said catalyst has a surface area, analyzed by BET, of 1 to 250 m²/g, preferably of 1 to 50 m²/g, preferentially of 1 to 10 m²/g, in particular of approximately 5 m²/g
and wherein said catalyst comprises a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystal system, in particular said crystalline phase represents from 50 to 90% by total weight of the catalyst, preferably said crystalline phase being baddeleyite and preferably comprising a crystallite size of 15 to 100 nm.
- une étape d’hydrogénation par de l’hydrogène d’un composé oxalate ou oxamate, en éthylène glycol, en présence d’un catalyseur supporté bimétallique comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe.
- a step of hydrogenation by hydrogen of an oxalate or oxamate compound, into ethylene glycol, in the presence of a bimetallic supported catalyst comprising copper and a metal M chosen from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe.
- l’étape d’hydrogénation comprend
- la mise en contact :
- dudit composé oxamide ou oxamate,
- du dihydrogène,
- dudit catalyseur bimétallique supporté comprenant du cuivre et un métal M choisi parmi le manganèse, le cobalt, le nickel et le fer, sur un support, de formule Cu-M / Support, dans laquelle M représente Mn, Co, Ni ou Fe,
- éventuellement d’un base
- éventuellement d’un solvant,
- éventuellement un chauffage dudit milieu réactionnel,
- the hydrogenation step includes
- contacting:
- said oxamide or oxamate compound,
- dihydrogen,
- said supported bimetallic catalyst comprising copper and a metal M selected from manganese, cobalt, nickel and iron, on a support, of formula Cu-M / Support, in which M represents Mn, Co, Ni or Fe,
- possibly from a base
- possibly a solvent,
- possibly heating of said reaction medium,
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0 ;
- une étape B de séchage dudit matériau homogène, à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M / Support sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination sous air dudit mélange homogène sec à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-M / Support.
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a support in powder form, with a mass of the solution / mass of support ratio of from 0.6 to 1.0;
- a step B of drying said homogeneous material, at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M catalyst / Support in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination in air of said dry homogeneous mixture at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-M/Support catalyst.
- une étape A d’imprégnation d’un sel de cuivre et d’un sel du métal M, M étant choisi parmi Mn, Co, Ni et Fe, dissous dans une solution aqueuse, dépourvue d’additif et de surfactant, dans un volume d’eau de 5 à 10 mL, sur un support sous forme de poudre, avec un rapport masse de la solution / masse de support compris de 0,6 à 1,0
ledit support
ayant une aire de surface de 1 à 250 m²/g, de préférence de 1 à 50 m²/g, préférentiellement de 1 à 10 m²/g, notamment d’environ 5 m²/g,
et comportant une phase cristalline, analysée par diffraction des RX, cristallisée dans un système cristallin monoclinique,
- une étape B de séchage dudit mélange homogène, de préférence à une température de 60 à 100°C, pendant une durée de 10 à 24 heures, pour obtenir le catalyseur Cu-M / ZrO2sous forme d’un mélange homogène sec,
- une étape C d’activation, comprenant une calcination dudit mélange homogène sec, de préférence à une température de 200 à 1000°C, pendant une durée de 1 à 15 heures, pour obtenir ledit catalyseur Cu-M / ZrO2.
- a step A of impregnation of a copper salt and a salt of the metal M, M being chosen from Mn, Co, Ni and Fe, dissolved in an aqueous solution, free of additive and surfactant, in a volume of water of 5 to 10 mL, on a support in powder form, with a mass ratio of the solution / mass of support of from 0.6 to 1.0
said support
having a surface area of 1 to 250 m²/g, preferably 1 to 50 m²/g, preferentially 1 to 10 m²/g, in particular approximately 5 m²/g,
and comprising a crystalline phase, analyzed by X-ray diffraction, crystallized in a monoclinic crystalline system,
- a step B of drying said homogeneous mixture, preferably at a temperature of 60 to 100°C, for a period of 10 to 24 hours, to obtain the Cu-M / ZrO 2 catalyst in the form of a dry homogeneous mixture,
- an activation step C, comprising calcination of said dry homogeneous mixture, preferably at a temperature of 200 to 1000°C, for a period of 1 to 15 hours, to obtain said Cu-M / ZrO 2 catalyst.
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