Développement de catalyseurs pour la déshydrogénation électrifiée du propane
Contexte et objectif
Le projet e-CP développe un Electrified Bubbling Fluidized Bed Reactor (EBFBR) dans lequel la chaleur est générée directement au sein d’un lit de particules conductrices par effet Joule. Après validation du concept sur le craquage thermique de l’éthane, l’étape R2 vise la déshydrogénation catalytique du propane (PDH, 550–700 °C). Le stage a pour objectif de développer et sélectionner des catalyseurs stables, puis de comparer leurs performances en chauffage conventionnel et en réacteur électrifié.
Programme de travail
• Synthèse / sélection de catalyseurs : Ga/SiO₂, Zn/SiO₂, Pt/SiO₂, Ga/Al₂O₃, Zn/Al₂O₃, Pt/Al₂O₃ et systèmes à base de ZSM-5.
• Étude possible d’un dopage par Na ou K afin de réduire l’acidité résiduelle et de limiter le cracking et le cokage.
• Optimisation du prétraitement réducteur, notamment par réduction ex situ afin de garantir un état initial reproductible.
• Screening en réacteur conventionnel : activité, sélectivité en propylène, stabilité et désactivation. Le critère principal de sélection sera la stabilité catalytique.
• Sélection des meilleures formulations puis essais dans l’EBFBR électrifié.
• Comparaison chauffage conventionnel / effet Joule avec, autant que possible, le même temps de contact, la même composition de lit, le même flux réactionnel et le même état initial du catalyseur.
Résultats attendus
Identifier les formulations les plus stables pour la PDH, préciser l’influence du support et du métal, évaluer l’intérêt d’une neutralisation de l’acidité par Na/K et déterminer l’impact du mode de chauffage sur les performances catalytiques et la désactivation.
Référence de cadrage
S. Chen et al., “Propane dehydrogenation: catalyst development, new chemistry, and emerging technologies”, Chemical Society Reviews, 2021, 50, 3315–3354. DOI: 10.1039/D0CS00814A.
Profil recherché
Étudiant(e) de Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur en catalyse, chimie des matériaux, génie chimique ou génie des procédés. Une expérience en expérimentation catalytique, chromatographie gazeuse ou caractérisation de solides constituera un plus.
Possibilité de poursuite en thèse de doctorat à l’issue du stage.
Mention réglementaire PEPR / PPST
« Ce poste est situé dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST). Conformément à la réglementation en vigueur, l’accueil du candidat est soumis à l’autorisation préalable de l’autorité ministérielle compétente. »
Conditions de recrutement : l’accueil est soumis aux procédures de l’établissement gestionnaire et, conformément au dispositif PPST, à l’autorisation préalable requise pour accéder aux activités protégées. Le dossier est à engager avec le FSD avant la finalisation du recrutement ; l’instruction ministérielle peut prendre jusqu’à deux mois.
