Hydrodésazotation de la pyridine sous pression atmosphérique catalysée par des oxynitrures de Ni, Mo, et des oxynitrures mixtes MoNi, MoPNi, AlNi et AlPNi

Pyridine hydrodenitrogenation catalysed, under atmospheric pressure, by Ni and Mo oxynitrides and MoNi, MoPNi, AlNi and AlPNi mixed oxynitrides

Département de Chimie, Université Moulay-Ismaïl, Faculté des Sciences, BP. 4010, Meknès, Maroc

Résumé

La réaction d'hydrodésazotation de la pyridine a été réalisée, sous pression atmosphérique, en présence de catalyseurs oxynitrures de molybdène, de nickel et leurs solutions solides ainsi que sur les catalyseurs mixtes MoNi, MoPNi, AlNi et AlPNi. Dans tous les cas, les principaux produits de réaction observés sont le n-pentane et la N- pentylpipéridine, quel que soit le taux de conversion. Les résultats cinétiques obtenus en régime intégral, en présence de l'oxynitrure de nickel, suggèrent un schéma réactionnel successif où l'hydrogénation de la pyridine serait l'étape limitante. L'oxynitrure de molybdène et les solutions solides Mo-Ni-N, testés à des températures supérieures ou égales à 500 ^○C, ont montré une bonne stabilité catalytique et structurale mais une faible activité catalytique. En revanche, l'oxynitrure de nickel présente une activité catalytique plus importante à des températures de réaction beaucoup plus basses (190 ^○C–250 ^○C). Cependant, l'analyse aux rayons X du catalyseur usagé, indique qu'il est entièrement réduit à l'état métallique; ceci laisse supposer que le nickel métallique est la phase active. Dans les mêmes conditions expérimentales, les catalyseurs mixtes sont relativement moins actifs que l'oxynitrure de nickel, mais plus sélectifs vis-à-vis de la formation du n-pentane.

Abstract

Hydrodenitrogenation of pyridine has been realised, under atmospheric pressure, in the presence of oxynitride catalysts of molybdenum, nickel and their solid solutions as well as on mixed catalysts MoNi, MoPNi, AlNi and AlPNi. In all cases, the main reaction products are n-pentane and N-pentylpiperidine, at any conversion. Kinetic results suggest that the conversion of pyridine, on nickel oxynitride, proceeds through successive steps with hydrogenation as rate-limiting. Molybdenum oxynitride and Mo-Ni-N solid solutions tested in the temperature range 500 ^○C-450 ^○C, showed a good structural and catalytic stability, but a low catalytic activity. On the other hand, nickel oxynitride catalyst yielded higher activity at much lower temperatures (190 ^○C-250 ^○C). X-rays analysis indicates that the used catalyst was entirely reduced to metallic nickel, which is the active phase. Under the same experimental conditions, mixed catalysts are relatively less active but more selective than nickel oxynitride into n-pentane formation.