Durée
20h Th, 20h Pr, 10h Proj.
Nombre de crédits
| Master : ingénieur civil en chimie et science des matériaux, à finalité | 5 crédits | |||
| Master : ingénieur civil physicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Le cours a pour but de donner à l'étudiant les acquis nécessaire à l'utilisation de catalyseurs supportés dans différents procédés incluant des réactions en catalyse hétérogène. Il développe les concepts suivants:
- Définition d'un catalyseur, types de catalyseurs.
- Historique de la catalyse - grands procédés
- Applications industrielles: relation entre procédé, réacteur et catalyseur
- Les étapes physiques et chimiques en catalyse hétérogène (diffusion, adsorption, réaction, désorption).
- Definition des sites ctalytiques - catalyse par les métaux, les alliages et les groupes de surfaces.
- Taux de conversion, activité, sélectivité, nombre de rotations.
- Nature et synthèse du support et de la phase active. Mise en forme.
- Identification et dénombrement des sites catalytiques. Caractérisation des catalyseurs.
- Couplage réaction-diffusion dans les catalyseurs poreux (transfert de matière et chaleur, facteur d'efficacité, falsifications diffusionnelles).
- Modes de désactivation des catalyseurs hétérogènes.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Acquérir les notions permettant de préparer et caractériser un catalyseur supporté.
Acquérir les notions permettant d'utiliser un catalyseur supporté dans un réacteur, et notamment de vérifier dans quel régime de fonctionnement le réacteur se trouve (régime chimique vs. régime diffusionel).
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.4, IV.2, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en génie biomédical.
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.4, IV.2, IV.3, IV.4, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en chimie et science des matériaux.
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.2, III.4, IV.2, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil physicien.
Savoirs et compétences prérequis
Corequis : CHIM0022-4 - Transport phenomena
ou équivalent
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Cours théorique comportant de nombreuses illustrations en conditions réelles (fabrication, synthèse et utilisation des catalyseurs).
Travaux dirigés portant sur le traitement des données de caractérisation et l'étude des couplages réaction-transfert de matière.
Une présentation de groupe (en anglais) sur un sujet prédéfini (relation catalyseur - procédé) en exercice préalable à la classe inversée. La classe inversée elle-même consiste en une présentation de groupe (en anglais) sur un sujet prédéfini (technique de caractérisation), écriture d'un rapport correspondant à la présentation. Les slides et rapports constitueront le Chapitre 7 du cours (classe inversée).
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
- Cours théorique au 1e quadrimestre (présentiel).
- Travaux pratiques, en parallèle avec le cours théorique (présentiel).
- Cours en anglais.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Copie des slides (pdf) et exercices (avec corrigés) accessibles sur e-Campus.
Bibliographie recommandée:
1.« Catalysis - an integrated approach », R.A. van Santen, P.W.N.M. van Leeuwen, J.A. Moulijn, B.A. Averill (Eds.), Elsevier, Amsterdam, 1999.
2.« Synthesis of solid catalysts », K.P. de Jong (Ed.), Wiley-VCH, Weinheim, 2009.
3.« Catalyst preparation, Science and Engineering », J.R. Regalbuto (Ed.), CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton (FL), 2007.
4.« Mass tranfer in heterogeneous catalysis », C.N. Satterfield, MIT Press, Cambridge (MA) 1970.
5. « Concepts of modern catalysis and kinetics », I. Chorkendorff, J.W. Niemantsverdriet, Wiley, Weinheim, 2003
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite
Travail à rendre - rapport
Autre : Présentation orale par groupe de 2 étudiants (classe inversée)
Explications complémentaires:
- Présentation de groupe sur un sujet prédéfini (en anglais) organisée pendant les séances théoriques et écriture d'un rapport correspondant (10 pages masximum, en anglais). Les sujets présentés par les étudiants font partie de la matière à voir pour l'examen. Cette présentation (et le rapport) est obligatoire: tout étudiant ne l'ayant pas réalisée ne sera pas admis à l'examen écrit.
- Examen écrit comprenant une partie théorie et une partie pratique (janvier).
- Pondération: présentation personnelle: 20%; examen écrit: 80%.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
Pas de remarque
Contacts
Nathalie Job Département of Chemical Engineering Institut de Chimie - B6a Tél. : 32-(0)4-366 35 37 e-mail : Nathalie.Job@uliege.be