En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)

Doctorant (H/F): Optimisation du procédé de distillation réactive avec catalyseur hétérogène par fonctionnalisation d'internes innovants

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 19 mai 2022

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Informations générales

Référence : UMR5128-CLENIK-001
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : jeudi 28 avril 2022
Nom du responsable scientifique : Clémence NIKITINE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 3 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le couplage réaction/séparation au sein d'une distillation réactive est un procédé qui a été largement étudié et est un exemple éprouvé d'intensification de procédé. Néanmoins, l'insertion d'un catalyseur hétérogène dans les internes de colonnes représente une problématique notamment avec les résines de type Amberlyst, qui sont couramment utilisées en distillation réactive. Une des solutions que nous proposons est de déposer le catalyseur directement sur la surface de la structure et créer ainsi des internes réactifs (ICCI).
De plus, la distillation réactive reste une opération unitaire à rendement thermodynamique modeste (< 20 %). En effet, l'énergie est apportée au bouilleur à un haut niveau de température et retirée au condenseur à un bas niveau de température ce qui constitue une forte dégradation exergétique. Afin d'augmenter l'efficacité énergétique et/ou exergétique les colonnes avec couplage thermique interne (HIDIC) ont été développées. Le frein au déploiement de cette approche est un verrou technologique de mise en œuvre d'une colonne HIDiC qui doit conjuguer haute intégration énergétique et efficacité de séparation.

L'enjeu de ce projet réside dans le développement d'une technologie qui permet un très bon transfert thermique pariétal entre deux tronçons de colonne tout en assurant un bon transfert de matière entre une phase liquide et une phase gaz circulant à contre-courant. Dans ce contexte, un consortium de 3 partenaires (2 laboratoires CP2M et LGC et 1 PME Processium) envisage de de développer un procédé novateur de distillation réactive qui intègre au sein d'un même appareil la distillation réactive et les colonnes à distiller thermiquement intégrées. L'objectif final de ce projet est de disposer d'une technologie capable de réaliser des gains énergétiques de 30% par rapport à une distillation réactive classique.
Le but de la thèse est d'intensifier le couplage réaction catalytique – séparation en créant des internes réactifs par fonctionnalisation catalytique de la surface de ces internes. Le travail consistera à :
• Développer une méthode de dépôt de catalyseur sur différents types de structures : mousses métalliques, structures lattices obtenus en impression 3D par notre partenaire du LGC.
• Déterminer les performances catalytiques de ces internes en conditions de distillation réactive en petite échelle sur une réaction modèle d'estérification de l'acétate d'éthyle.
• Déterminer les performances de la colonne distillation réactive avec notamment la problématique de l'impact du dépôt catalytique sur ces nouveaux internes : transfert de matière et de chaleur, hydrodynamique de colonne, capacité de séparation sur une colonne de laboratoire.
• Développer un modèle (étages théorique ou de transfert) représentant ce nouveau procédé pour permettre un changement d'échelle.

Contexte de travail

Le ou la candidate réalisera ses travaux de thèse dans l'équipe MMAGICC (Molécules, MAtériaux, GénIe Chimique, Catalyse) du laboratoire CP2M (Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux) situé à Villeurbanne.
Le projet SEDRE (Sobriété énergétique en distillation réactive) est financé par l'ANR en collaboration avec un partenaire académique (LGC, Toulouse) et un industriel (PROCESSIUM, PME située à Villeurbanne).

On en parle sur Twitter !