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J. Chim. Phys.
Volume 93, 1996
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Page(s) | 496 - 506 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jcp/1996930496 | |
Published online | 29 May 2017 |
Catalyseurs de type Ziegler à base de cobalt. Propriétés catalytiques pour l’hydrogénation du monoxyde de carbone
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Faculté des sciences exactes, université de Tlemcen, Algérie.
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URA-CNRS 350, Catalyse en chimie organique, université de Poitiers, Poitiers, France.
La réaction entre Co(acac)2 (acac = acétylacétonate) et Al(C2H5)3 ou Zn(C2H5)2 permet d'obtenir des catalyseurs de type Ziegler par décomposition spontanée des ligands éthyle liés au cobalt et réduction du métal sous forme d'une solution colloïdale stabilisée par ajout de butadiène. L'hydrogénation du monoxyde de carbone est suivie en réacteur dynamique en phase liquide, le catalyseur étant présent sous forme d'une suspension colloïdale. La réaction ne forme que des hydrocarbures légers (coupe C1-C8) et le maximum d'activité est observé pour le rapport atomique Al/Co = 2, correspondant à la formation du complexe mixte Al(acac)(C2H5)2- La sélectivité en oléfines augmente avec le rapport Al/Co et diminue avec la température. L'énergie d'activation est estimée à 57 ± 4 kJ.mol-1. Le pouvoir méthanant dépend peu du débit, mais augmente avec la température et diminue avec le rapport AJ/Co. L’ajout d'eau dans le milieu réactionnel ne modifie pas l'activité mais augmente la réaction de conversion du gaz à l'eau. L'utilisation de Zn(C2H5)2 comme réducteur se traduit par une activité 10 fois plus faible et une sélectivité beaucoup plus importante.
Abstract
Ziegler type catalysts are prepared by reaction between Co(acac)2 (acac = acetylacetonate) and AJ(C2H5)3 or Zn(C2H5)2 ; after the ligand exchange, the spontaneous decomposition of the ethyl groups once coordinated to cobalt, leads to the reduction of the metal and the formation of a colloidal solution which can be stabilized with butadiene. The hydrogenation of carbon monoxide was followed in a dynamic reactor, in liquid phase (200 °C, l bar, H2/CO = 2) the catalyst being in the form of a slurry. The catalytic reaction produces only light hydrocarbons (C1-C8) and very few carbon dioxide ; the activity maximum is obtained for the Al/Co = 2 atomic ratio corresponding to the formation of the mixed complex AJ(acac)(C2H5)2 during the preparation step. The selectivity in olefins increases as the Al/Co ratio and decreases with the temperature whereas the formation of methane displays an opposite behavior and does not depend on the flow rate. The activation energy related to the CO transformation is estimated to be 57/4 kJ mol-1. The addition of water into the catalytic mixture does not change the activity, but increases the water gas shift reaction. By using Zn(C2H5)2 as reductant, the activity drops by an order of magnitude leading to a selectivity rise.
© Elsevier, Paris, 1996