Hydrogénations catalytiques. De la recherche de base à l'application industrielle

Les premiers travaux concernant l'hydrogénation catalytique ont montré la spécificité des différents métaux pour les différents types d'hydrogénation (acétyléniques, oléfines, aromatiques, aldéhydes, nitriles. . . ). Cette observation incluait de façon encore vague la notion de l'importance du couple métal-substrat. Une contradiction avec le caractère non sensible à la structure de ces réactions apparaissait alors. Des travaux récents effectués sur des catalyseurs au palladium de dispersions variées ont clairement démontré l'influence de la taille de particule sur la vitesse d'hydrogénation des acétyléniques et dioléfines en C4. Un tel comportement a été depuis confirmé par d'autres travaux sur palladium, platine et rhodium. Le phénomène est dû à une adsorption trop forte des réactifs sur les petites particules : celles-ci sont électrodéficientes et adsorbent très fortement les composés électrodonneurs comme les hydrocarbures insaturés. L'explication est confirmée par l'effet additif que produit la pipéridine. Sa coadsorption sur le catalyseur déstabilise la liaison métal-substrat et augmente l'activité. Une étude cinétique complète a permis d'affiner cette interprétation en démontrant la constance de l'activité intrinsèque et la relation entre la sensibilité à la dispersion métallique et une complexation du site métallique du type de celle que l'on rencontre sur les catalyseurs homogènes. Ces études fondamentales ont des conséquences très importantes pour la mise au point des catalyseurs industriels : pour chaque procédé, et donc pour chaque hydrogénation, il est nécessaire de déterminer la dispersion optimale du métal pour obtenir l'activité et la sélectivité les plus élevées, c'est-à-dire la meilleure rentabilité du procédé. Par ailleurs, les concepts établis grâce à ces recherches de base permettent d'unifier l'interprétation de l'influence des solvants, des additifs ou impuretés des charges et de donner des idées claires sur la façon de modifier les supports ou les sites métalliques. Les conséquences ont été tirées de ces études et des applications industrielles ont démontré clairement l'intérêt de ces travaux. Néanmoins certains problèmes sont encore à résoudre qu'il serait nécessaire de considérer d'un point de vue encore plus fondamental en prenant en considération le mécanisme de la réaction d'hydrogénation