Nouvelle recherche

Caractérisation des pates de boehmite en vue d'une meilleure compréhension du procédé de mise en forme de support de catalyseur

IFP Energies nouvelles - Direction Conception Modélisation Procédés

Stage - Chimie

Réf. 316800
Localisation
Rhône
Début
octobre 2021
Durée
3 mois
Indem.
à définir

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de trois priorités stratégiques : mobilité durable, énergies nouvelles et hydrocarbures responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Caractérisation des pates de boehmite en vue d’une meilleure compréhension du procédé de mise en forme de support de catalyseur

Le contrôle des propriétés texturales du support d’alumine est un enjeu crucial dans le développement de nouveaux matériaux catalytiques. En effet, les propriétés de transport de masse du support de catalyseur sont fortement influencées par la morphologie de la microstructure poreuse et sont donc cruciales lors des étapes d’imprégnation de la phase active et lors de la réaction catalytique.

La mise en forme d’un support extrudé à partir d’une poudre à base d’alumine comporte 4 grandes étapes :

  • Le malaxage induit la formation d’un premier matériau poreux sous forme de pâte,
  • L’extrusion permet de mettre en forme la pâte (cylindre, trilobes,…), des phénomènes de filtration ou d’orientation des particules de cristallites peuvent alors modifier partiellement la porosité,
  • Le séchage élimine l’eau libre piégée dans la pâte
  • La calcination induit la transition de la boehmite vers l’alumine désirée (alumine gamma) via une évacuation de l’eau chimisorbée et de l’eau liée.

Parmi ces étapes, le malaxage est celle ayant le plus fort impact sur la texture poreuse du matériau.

Lors du malaxage de la pâte à base d’alumine, de nombreux paramètres entre en jeu tels que la quantité d’eau, d’acide et de base ajoutés. L’acide permet de disperser les agglomérats formés au sein de la pâte, tandis que la base engendre un réarrangement des particules et induit la formation de la porosité du catalyseur. Le travail en milieu pâteux implique également un effet des propriétés rhéologiques sur le procédé de malaxage. Le cisaillement de la pâte, nécessaire à l’homogénéisation du milieu, peut ainsi avoir une incidence sur les propriétés texturales finales.

Le malaxage couple donc des phénomènes physico-chimiques et rhéologiques rendant complexe l’étude des paramètres opératoires.

L’objectif de ce stage sera de découpler les phénomènes cinétiques et rhéologiques en testant la réactivité chimique des gels en milieu dilué d’une part et d’autre part de caractériser le comportement rhéologique des différentes pates (suivi du couple, analogie de couette…).


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Aurélie DANDEU
IFP Energies nouvelles - Etablissement de Lyon, Solaize, France
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