résumé

Durant la dernière décennie, un regain d'intérêt est accordé à la réaction de reformage du
méthane par le dioxyde de carbone (1). Cette réaction constitue un important moyen pour
la production du gaz de synthèse (CO + H2). Ce procédé est d'autant plus intéressant
industriellement que les valeurs de CO / H2 restent proches de l'unité, valeurs requises pour
la fabrication d'hydrocarbures lourds et de dérivés oxygénés (alcools, acides...etc).
CH4 + CO2
2CO + 2H2
(1)
D'un point de vue environnemental, la réaction de reformage de méthane par le dioxyde de
carbone utilise deux gaz à effet de serre par excellence. D'un point de vue
thermodynamique, la molécule de CO2 est stable et nécessiterait des agents réducteurs tels
que l'hydrogène ou le méthane. D'où la nécessité de l'impliquer davantage dans les
différents secteurs économiques et industriels. Cette réaction fortement endothermique est
catalysée par plusieurs types de catalyseurs à base de métaux de transition. Ces derniers
sont préparés généralement par la méthode de l'impression sèche.
La première partie de la présente étude est réalisée sur des argiles anioniques type
HYDROTALCITES comme catalyseurs. Ainsi deux séries de catalyseurs notés M(II)M'(II)M(III)
-HT où M(II)= Ni, Co, Fe, Cr, Cu, ; M' (II) = Mg et M(III) = Al, La , sont préparés par la
méthode de coprécipitation à PH constant ( pH= 11,0) . Les propriétés structurales de nos
solides ont été caractérisées par la diffraction des Rayons X, méthode FTIR. Leurs propriétés
texturales ont été caractérisées par la méthode de BET et microscopie électronique à
balayage (MEB). La formule chimique générale de nos catalyseurs a été déterminée après
analyse chimique (ICP) et les différentes phases existantes sont détectées à l'aide de la
méthode de fluorescence. L'étude de la réaction de reformage sec du méthane a été
effectuée sur test catalytique muni d'un réacteur en quartz. Plusieurs paramètres ont été
alors examinés.
L'étude des performances catalytiques en fonction du temps et de la température a montré
essentiellement que les catalyseurs à base de l'hydrotalcite MgAl-HT présentaient de
meilleures conversions de CH4 et de CO2 comparés aux échantillons à base de MgLa-HT.
Globalement, nos catalyseurs peuvent être classés selon l'ordre croissant de leurs
performances catalytique comme l'indique la séquence suivante : CoMgAl- HT < NiMgAl-HT
< NiAl HT.
L'examen de l'effet de la réduction sur l'activité catalytique de nos échantillons a montré
que les catalyseurs NiAl-HT et NiMgAl-HT présentaient des performances catalytiques
remarquables, même quand l'échantillon n'est pas réduit, contrairement au catalyseur
CoMgAl-HT qui , lui, ne présente aucune activité catalytique s'il n'est pas réduit à plus haute
température , à savoir, 650°C.
L'étude du vieillissement des catalyseurs a montré que la désactivation de nos échantillons
pourrait être due probablement plus au frittage de la phase active. Par ailleurs le catalyseur
NiAl-HT a montré une résistance remarquable à la désactivation, de sorte que de plus
amples études sont nécessaires pour élucider le mode de fonctionnement de ce type de
catalyseur.
Les catalyseurs à base de Cr, Fe et Cu totalement inactifs en réaction de reformage sec du
méthane ont été orientés vers une autre application catalytique de type Friedel-Craft
(benzylation du benzène). Il a été montré, pour cette dernière réaction (Friedel-Craft), que
les catalyseurs à base de l'hydrotalcite MgAl-HT présentaient des résultats très promoteurs
d'un point de vue activité et sélectivité.