Réacteur à inversion de flux

, par Valérie Meille, Claude De Bellefon, Mohamed Hamou, Amine Bourouina

Le principe du réacteur à inversion de flux peut être utilisé :
- pour maintenir la chaleur apportée par une réaction exothermique au sein du réacteur et fonctionner de manière autotherme (compensation des pertes thermiques)
- pour maintenir, ou plus exactement concentrer, un catalyseur par adsorption/désorption sur une colonne

Le premier point a été étudié dans les thèses de Kamel Ramdani et David Edouard, respectivement soutenues en 2000 et 2003.
Plus récemment, le LGPC s’est intéressé au deuxième point, avec les thèses de Mohamed Hamou (soutenue en 2016) et celle d’Amine Bourouina (débutée en 2016).
La thèse de Mohamed Hamou entrait dans le cadre d’un consortium de 8 partenaires et était subventionnée par l’ANR CD2I. L’objectif du projet global était de proposer un procédé industrialisable pour la métathèse de l’oléate de méthyle. Le projet allait de la conception de nouveaux catalyseurs à la mise en œuvre d’un procédé, en passant par des étapes d’immobilisation de la phase active et de dimensionnement de réacteurs. Le rôle du LGPC s’intégrait au niveau de la mise en œuvre des catalyseurs immobilisés par les équipes en amont. En fonction des matériaux catalytiques obtenus, les interactions complexe-support étaient plus ou moins fortes. Pour les matériaux présentant une interaction métal-support réversible, l’utilisation d’un réacteur-adsorbeur à inversion de flux (RAIF) a été proposée.
Une simulation du réacteur à inversion de flux a été effectuée lors de la thèse de M. Hamou. Il a été démontré qu’un appoint de catalyseur moléculaire dans la partie centrale était nécessaire au cours du temps car une perte (inférieure à 1ppm de Ru dans les produits) ne pouvait être évitée. L’avantage de ce réacteur tient au fait que la concentration en catalyseur moléculaire au sein du réacteur est environ 25 fois plus élevée que celle injectée en continu.
La thèse d’Amine Bourouina a pour ambition d’utiliser ce réacteur pour mieux comprendre le mécanisme "release-and-catch" rencontré notamment dans les réactions de couplage carbone-carbone.