Les trois isomères du xylènea sont chacun employés dans de nombreuses applications dont les marchés sont en croissance (polymères, plastifiants et résines). Il est donc essentiel d’améliorer l’efficacité des procédés de séparation de ces isomères, dont le plus couramment utilisé est l’adsorption en phase liquide sur des matériaux zéolithiques.
Pour la compétitivité du procédé, l’optimisation de ces matériaux doit se conduire en conservant un équilibre subtil entre leur capacité d’adsorption, leur sélectivité vis-à-vis des différents isomères et l’accessibilité de ces derniers aux régions sélectives. Ces propriétés sont directement liées à la texture et à la topologie du support zéolithique, constitué de cristallites agglomérés.
Le recours à des zéolithes disposant d’un réseau de pores auxiliaire permet d’améliorer l’accessibilité de la phase liquide aux régions sélectives situées dans la microporosité. Cependant, lors de la synthèse de ces supports, l’introduction du réseau poreux secondaire doit être réalisée en minimisant son impact sur les régions sélectives du fait d’une modification de la surface d’accès à la microporosité.
Pour ce faire, un panel de méthodes de caractérisationb a été utilisé pour relier le comportement adsorptif des différents isomères aux propriétés texturales et de surface (figure) des zéolithes(1). Cette caractérisation exhaustive permet de rationaliser l’impact du réseau de pores secondaire et ouvre la porte à une optimisation du procédé de synthèse des zéolithes dites « hiérarchisées » pour la séparation des xylènes.
Le couplage de ces résultats expérimentaux avec des modèles atomistiques permettra de comprendre l’impact de la chimie de surface sur la sélectivité de l’adsorbant vis-à-vis des différents isomères.
a - Ortho, méta et paraxylène.
b - Comprenant DRX, microscopie, physisorption d’azote, intrusion mercure, IR, RMN, adsorption de xylènes par thermogravimétrie en phase gaz et par expérience batch en phase liquide.
(1) I. Medeiros-Costa, C. Laroche, J. Pérez-Pellitero, B. Coasne. Soumis à Microporous & Mesoporous Materials.
Contacts scientifiques : javier.perez-pellitero@ifpen.fr - catherine.laroche@ifpen.fr