Synthèse directe du 1,1-diméthoxyméthane à partir de méthanol moyennant une modification mineure du procédé de production de formaldéhyde sur catalyseurs FeMo

摘要

La réaction d’oxydation ménagée du méthanol sur catalyseurs purement redox conduit principalement à la formation de formaldéhyde. Sur des catalyseurs FeMo optimisés, des sous-produits très minoritaires tels que l’acide formique et les oxydes de carbone (COx) sont également détectés. Dans le cas de catalyseurs possédant en outre des propriétés acides, des réactions de condensation/déshydratation viennent s’ajouter au schéma réactionnel d’oxydations consécutives, ce qui génère des produits supplémentaires tels que le 1,1-diméthoxyméthane (DMM, aussi appelé méthylal), le diméthyléther ou encore le formiate de méthyle. Parmi ces produits, le DMM possède un intérêt industriel particulier. En effet, de par ses propriétés physiques (très bon solvant, basse viscosité, faible tension superficielle, etc.), ses débouchés englobent de nombreuses applications comme solvant vert, intermédiaire de synthèse, voire carburant, en remplacement des produits issus de la pétrochimie. La méthode de synthèse conventionnelle du DMM fait appel à 2 étapes : – production du formaldéhyde et, – réaction par catalyse acide entre le formaldéhyde et le méthanol pour finalement former le DMM. Cependant, afin de réduire les co?ts de production du DMM, la mise au point d’un catalyseur et d’un procédé idoine permettant sa synthèse directe sont nécessaires. Comme susmentionné, sur un catalyseur de type FeMo, l’oxydation du méthanol conduit à la formation très majoritaire de formaldéhyde. Ce procédé utilise une faible pression partielle de méthanol, la zone de composition riche en méthanol – hors diagramme d’explosivité – n’étant pas exploitée. En nous pla?ant justement dans cette zone riche en méthanol, nous avons observé, sur ce même catalyseur FeMo, la meilleure productivité en DMM jamais reportée dans la littérature (4.6 kgDMM.h?1.kgCat?1 à 553 K avec une conversion de méthanol de l’ordre de 56 % et une sélectivité en DMM d’environ 90 %). Ces travaux ouvrent d’intéressantes perspectives de reconversion d’unités de production de formaldéhyde (catalyseur FeMo en réacteur multitubulaire) en unités de production de DMM, en ne modifiant pratiquement que la pression partielle de méthanol dans la charge, tout entravaillant avec de l’air comme diluant/oxydant.