Brevet FR2626497A2 — publié le 19890804

FR 2626497 A2 19890804 FR 8801399 A 19880129 APPLICATION DE CAREURE DE SILICIUM A GRANDE SURFACE SPECIFQUE A DES REACTIONS CATALYTIQUES A TEMPERATURE ELEVEE E TECHNIQUE DE L'INVENTION La pressente invention constitue une addition à la demande de brevet princiqpal 87-14742, déposée le 19 octobre 1987, et plus précisément une application nouvelle du carbure de silicium a' grande surface spécifique. au moins égale à 100 m2/g, décrit et revendiqué dans la demande principales comme support de catalyseur pour des réactions à température élevés, supérieure à 500 C et de préférence située entre 650 et 800 C RAPPEL, DE L'OBJET DE LA DEMANDE DE REVEND PRINCIPAL Dans la demande de brevet priacipal, on a décrit un procédé de préparation de carbure de silicium a' grande surface spécifique, au moins égale à 100 mètres carres par gramme, procédé consistant à générer des vapeurs de monoxyde de silicium dans une première zone d'nn reacteur puis à mettre ces vapeurs en contact, dans une deuxième zone du réacteur avec du carbone réactif à l'état divisé, à surface spécifique au moins égale à 200 m par gramme.Le carbure de silicium ainsi produit a une surface spécifique au moins égale à 100 m2 par gramme, et pouvant atteindre jusqu'à 400 m2 par gramme, en particulier lorsqu'il est dope à l'aranium, ou par des lanthanides (en particulier le Cérium) ou par du Titanes du Zirconium ou du Hafnium. Ce carbure de silicium à grande surface spécifique convient particulièrement bien comme support de catalyseurs en pétrochimie, en remplacement -des supports traditionnels tels que l'alumine, car ils résistent mieux à "l'ampoisonnement" par les impuretés et surtout aux cycles de régénération à tempe'rature élevée, et enfin ils permettent une récupération plus aisée des métaux précieux constituant le catalyseur. OBJET DE L'INVENTION La demanderesse a trouvé que le carbure de silicium à grande surface spécifique, objet de l'invention prineipale, constituait un excellent support de catalyseurs pour de nombreuses réactions chimiques à tempérauture élevée, s'effectuant en presence d'un catalyseur, autres que celles que l'on met en jeu en pétrochimie, et qui n apparaissaient pas comme évidentes pour l'homme de l'art.Parmi ces applications nouvelles, on peut citer de façon non-limitative les pots d'échappement des moteurs à combustion interne destines à convertir le monoxyde de carbone et les éventuels hydrocarbures imbrûlés en dioxyde de carbone et eau, et pour lesquels on utilise actuellement de l'alumine activés avec des sels de rhodium et/ou da platine, Le carbure de silicium à surface spécifique élevée C > 100 m2/g) peut être active par imprégnation avec un sel de rhodium (tel que le chlorure) et/ou de platine (sel d'acide hexachloroplatinique) à une concentration égale et mSme inferieure (à efficacité égale) à celles que l'on met en oeuvre dans le cas-de l'alumine. Outre une diminution du prix de revients on constate une durée de vie utile sensiblement accrue des pots catalytiques utilisant le carbure de silicium selon l'invention comme support de catalyseur. En particuliers de tels pots sont insensibles à des élévations brutales de la temperature des gaz d'échappement. - Les catalyseurs dits "d'oxydation ménagée" des hydrocarbures à faible masse moleculaire tels que le méthane, qui sont souvent à base d'oxyde de lithium ou de manganèse, qui permettent d'obtenir la conversion en hydrocarbures à channe carbonée longue et masse moléculaire relativement élevée, à une temperature de l'ordre de 650 à 800 C. Dans cette application les catalyseurs supportes par de l'alumine perdent rapidement leur efficacité par suite d'une diminution rapide de la surface spécifique de l'alumine.Dans cette application particulieres le carbure de silicium résiste remarquablement, des essais ont montré que la surface spécifique drun échautillon, initialement egale à 120 m2/g etait encore égale à 60 m/g après chauffage prolonge' à 1000 C. Dans le cas d'un carbure de silicium dope à l'uranium, la surface initiale de 200 m2/g est encore de 120 à 130 m2/g après chauffage prolongé à 1000 C, Dans ces deux applications à température elevee, le carbure de silicium à grande surface spécifique montre une résistance remarquable à l'empoisonnement et au vieillissement, et une très bonne récuperation de sa surface spécifique apres régénération à une température pouvant atteindre 1000 G. REVENDICATION Application du carbure de silicium à grande surface spécifique an moins égale à 300 m2 par gramme, selon revendication 1 de la demande de brevet principal, à la mise en oeuvre de reactions catalytiques à température élevée, supérieure à 500 C et pouvant être comprise entre 650 et 800 C, tel les que les Supports de catalyseurs destines aux pots d'échappement de moteurs à combustion interne, et z 11 oxydation ménagée des bydrocarbures à faible masse moléculaire, notamment le méthane, en hydrocarbures à masse moléculaire lus élevée et channe carbonce plus longue.