"High field - high frequency" electron spin resonance study of the ultimate thermocatalytic hydroconversion of heavy petroleum cuts

¹ CEA/DRFMC/SESAM/PMS, Centre d'Études Nucléaires, 17, rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France.
² SNCI/CNRS, av des Martyrs, 38042 Grenoble, France, France.

Abstract

Various cokes produced during thermocatalytic hydroconversion of heavy petroleum cuts were studied by esr spectroscopy at 9 GHz. We observed that the evolution of the radical concentration of coke with the level of conversion (percentage of catalyst being constant) exhibited a maximum while the one of the yield of coke exhibited a minimum. This result could be interpreted by the presence of several coke species with different radical concentration and with relative concentration depending on the percentage of catalyst (at constant conversion level) and on the conversion level (at constant percentage of catalyst). This interpretation has been confirmed by the detection at 245 GHz and 440 GHz of g-heterogeneity in coke spectra which could not be observed at 9 GHz.

Résumé

Nous avons observé par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique différents cokes provenant de l’hydroconversion catalytique de coupes lourdes de pétrole. Nous constatons que l’évolution de la concentration radicalaire du coke en fonction du taux de conversion présente un maximum alors que celle du pourcentage de coke formé présente un minimum. Ce résultat a été interprété par la présence de plusieurs cokes présentant des concentrations radicalaires différentes et dont les concentrations relatives varient en fonction du taux de conversion (à teneur en catalyseur constante) et de la teneur en catalyseur (à taux de conversion constant). Cette interpretation a été confirmée par une étude à 245 GHz et 440 GHz qui a permis de mettre en évidence une hétérogénéité en g indétectable à 9 GHz.