Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les procédés d'hydratation des oléfines se sont fortement développés pour produire industriellement des alcools. Cet article décrit les caractéristiques thermodynamiques et cinétiques des réactions mise sen œuvre. Puis la mise en œuvre industrielle de ces réactions est présentée en détail pour obtenir du butanol-2, de l’éthanol et du propanol-2.
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Bernard TORCK : Ingénieur de l’École des hautes études industrielles de Lille et de l’École nationale Òsupérieure du pétrole et des moteurs - Ingénieur-docteur de l’Université de Paris - Expert à la Direction stratégie-économie-programme de l’IFP (Institut français du pétrole)
INTRODUCTION
L’hydratation des oléfines (ou alcènes) est mise en œuvre industriellement pour obtenir des alcools par addition d’eau sur la double liaison des oléfines. Alors que les premières unités industrielles concernaient surtout la réaction inverse de déshydratation des alcools, obtenus par fermentation, en oléfines, l’installation de vapocraqueurs produisant des quantités importantes d’oléfines ayant 2 à 4 atomes de carbone a contribué à promouvoir progressivement la production d’alcools par hydratation.
Le présent article traite des aspects thermodynamiques et cinétiques des réactions d’hydratation des oléfines, des catalyseurs et des mécanismes réactionnels. Puis sont décrits les procédés industriels d’obtention du butanol-2, de l’éthanol et du propanol-2.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1985 par Bernard TORCK
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Thermodynamique de l’hydratation4. Mise en œuvre industrielle
La production d’alcools par hydratation des oléfines a été essentiellement marquée par le remplacement progressif des procédés d’hydratation indirecte (voie sulfurique) par ceux d’hydratation directe en présence de catalyseurs acides solides, bien que ces derniers soient actifs à températures plus élevées que l’acide sulfurique et qu’en conséquence, la formation d’alcool soit thermodynamiquement moins favorisée. Il s’avère toutefois qu’ils présentent, par rapport à H2SO4 , beaucoup d’avantages du point de vue manipulation et mise en œuvre industrielles.
Pour limiter la formation de produits secondaires et pour maximiser par ailleurs la production du réacteur, un certain nombre de variables opératoires doivent être maintenues à l’intérieur d’un jeu de valeurs relativement étroit. La plage de températures est tout d’abord fixée par l’activité du catalyseur choisi. Les conditions opératoires (pression, rapport molaire oléfine/eau, vitesse spatiale et taux de recyclage) sont alors définies de manière à optimiser d’un point de vue économique la production d’alcool, tout en minimisant la formation de produits secondaires. Ces conditions opératoires dépendent donc de la nature du catalyseur, mais aussi de la réactivité de l’oléfine.
4.1 Hydratation indirecte en présence d’acide sulfurique
le lecteur pourra également se reporter à l’article Butanol-2 [J 6 020] dans le présent traité.
Les trois isomères, butène-1, butènes-2 cis et trans sont d’abord absorbés dans l’acide sulfurique pour former le sulfate acide (ou hydrogénosulfate) de sec-butyle :
et...
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Mise en œuvre industrielle
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - + historique de la question
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(2) - * - ★ étude théorique de la question
-
(3) - * - Δ comporte des résultats d’essais de laboratoire
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(4) - * - △ comporte des résultats pratiques ou industriels
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(5) - * - étude technologique de la question
-
(6) - * - description d’appareillage ou d’installations
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(7) - Seclected values of properties of hydrocarbons and related compounds. - Thermodynamics Research Center, Hydrocarbon Project 1981 Texas – University Collège Station.
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