Alkylation de l'isobutane par les butenes catalysee par les alumines chlorees

L'alkylation de l'isobutane par les butenes fournit des hydrocarbures a haut indice d'octane, les trimethylpentanes (tmp). Les procedes actuels utilisent comme catalyseurs des acides mineraux liquides tres polluants. Comme la reaction doit etre realisee a basse temperature (0-50c), les catalyseurs solides susceptibles de remplacer les acides liquides doivent etre tres actifs et tres selectifs. Nous avons teste les alumines chlorees comme catalyseurs pour cette reaction. Deux modes de chloration, par ccl#4 ou par hcl, ont ete developpes pour obtenir des catalyseurs actifs a 0c. Cependant, ils ne sont pas totalement selectifs car, en plus des tmp attendus, ils produisent aussi des alcanes legers. De plus, leur desactivation est rapide. L'influence des conditions de reaction sur l'activite et la selectivite a ete determinee. En etudiant les reactions paralleles, on a verifie que les alumines chlorees catalysaient le craquage du 224-tmp et l'oligomerisation du butene. On attribue donc les produits legers au craquage des tmp formes apres alkylation et a la dissociation des molecules plus lourdes formees par oligomerisation. Cette derniere reaction est supposee etre a l'origine de la desactivation. L'importance du craquage peut etre diminuee en ajoutant des cations metalliques a l'alumine avant chloration. Le lithium en particulier diminue le craquage et augmente la stabilite du catalyseur. Par desorption en temperature programmee des catalyseurs chlores environ 80 mol/g de hcl sont liberees des 150c. D'apres la spectroscopie infrarouge, les sites de lewis formes dans les premieres phases de la chloration peuvent fixer des molecules hcl labiles et se transforment ainsi en sites de bronsted. L'ajout de metal ne modifie pas la quantite de sites de bronsted mais affecte la densite de sites de lewis. On conclut donc que l'alkylation necessite l'intervention de sites de bronsted. Le craquage est catalyse par des sites de lewis forts combines a des sites de bronsted.