Littérature scientifique sur le sujet « Méthanethiol – Synthèse »

Le méthanethiol est un intermédiaire clé dans la synthèse de la méthionine, un acide aminé largement utilisé dans l'industrie agro-alimentaire
Methanethiol is a key intermediate in methionine synthesis, an amino-acid which is widely used in food-processing industry

Le méthanethiol (MeSH) est un intermédiaire important dans la synthèse de la méthionine, un acide aminé largement utilisé dans l'industrie agro-alimentaire. Le marché étant en constante augmentation, il est indispensable d'optimiser la formation de MeSH à partir de méthanol (MeOH) et de sulfure d'hydrogène (H2S) en présence de K2WO4/Al2O3 (10,5 % massique). L'impact de paramètres clés, tels la conversion du méthanol, la température ou le rapport molaire H2S/MeOH a été étudié dans des conditions proches de celles du procédé. Un fort effet inhibiteur de l'eau, co-produit de la réaction, a été mis en évidence, aussi bien sur l'activité catalytique que sur les sélectivités des différents produits. En revanche, le dioxyde de carbone (CO2) et le monoxyde de carbone (CO), produits non valorisables, n'ont aucun impact sur les performances du catalyseur. Un schéma réactionnel complet a été établi rendant compte de la formation des différents produits de réaction. Un modèle cinétique faisant intervenir le formalisme de Langmuir-Hinshelwood, en accord avec les résultats expérimentaux, a été développé.La caractérisation du catalyseur K2WO4/Al2O3 a confirmé que le site actif est une paire acide-base, l'acidité étant apporté par le tungstène alors que le potassium génèrerait une basicité à la surface du matériau. A partir de ces observations, la mesure des performances catalytiques de solides à base de terres rares, présentant une acidité et une basicité plus fortes, montre que ceux-ci sont plus actifs que le catalyseur K2WO4/Al2O3, tout en conservant une sélectivité en MeSH similaire
Methanethiol (MeSH) is a key intermediate involved in the synthesis of methionine, an essential amino acid widely used in food-processing industry. Given that methionine market is constantly growing, optimizing MeSH production from methanol (MeOH) and hydrogen sulfide (H2S) is of paramount importance. The impact of key parameters, such as MeOH conversion, temperature, or H2S/MeOH molar ratio has been studied in a range consistent with industrial conditions. A strong inhibiting effect of water (which is the co-product of the reaction) has been highlighted, both on catalytic activity and selectivities towards the different products. However, carbon dioxide (CO2) and carbon monoxide (CO), which are non-recoverable products, have no influence on catalytic performances. A complete reaction scheme accounting for the formation of the different reaction products has been proposed. A kinetic model using Langmuir-Hinshelwood formalism was developed, which affords precise estimation of experimental data.Characterization of K2WO4/Al2O3 catalyst confirmed that acid-base dual sites were the active sites responsible for MeSH formation. Acidity is mainly brought by tungsten species whereas potassium addition allows increasing the basicity of the catalyst. Based on these observations, the catalytic performances of rare-earth based oxides, which possess stronger acidity and basicity, have been measured. These materials exhibit significantly higher activity than K2WO4/Al2O3 catalyst, with similar MeSH selectivity

Le méthanethiol (CH3SH) est une molécule chimique plateforme dont l'utilisation majeure est liée à son rôle d'intermédiaire pour la réaction de synthèse de la méthionine, un acide aminé essentiel pour lequel la demande mondiale est en constante augmentation. Industriellement, le méthanethiol est aujourd'hui majoritairement synthétisé à partir de méthanol et de sulfure d'hydrogène (H2S). Le méthanol étant lui-même le plus souvent obtenu à partir d'un mélange CO/H2 issu de ressources fossiles, l'empreinte environnementale voire le coût économique du procédé catalytique de synthèse du méthanethiol pourraient être largement diminués en le préparant directement à partir du mélange CO/H2/H2S. Cette volonté s'inscrit dans une démarche de conception de nouvelles stratégies de synthèses plus respectueuses de l'environnement. Les formulations de catalyseurs mises au point ont été évaluées dans des tests réalisés en conditions proches des conditions industrielles. Les performances catalytiques ont été confrontées aux caractérisations des solides à l'état oxyde et à l'état sulfure avant/après tests catalytiques afin d'identifier la nature de la phase active
Methanethiol (CH3SH) is a platform chemical molecule whose major use is related to its role as an intermediary for the synthesis of methionine, an essential amino acid which global demand is constantly increasing. Industrially, methanethiol is mainly synthesized from methanol and hydrogen sulfide (H2S). Since methanol itself is most often obtained from a CO/H2 mixture derived from fossil resources, the environmental footprint or even the economic cost of the catalytic process for the synthesis of methanethiol could be substantially reduced by preparing it directly from CO/H2/H2S mixture. This approach is in line with the design of new strategies of synthesis more respectful of the environment. The catalyst formulations developed were evaluated in tests carried out under conditions close to industrial conditions. The catalytic performances were confronted to the characterizations of the solids in the oxide and sulfide state before/after catalytic tests in order to identify the nature of the active phase

La synthèse du méthylmercaptan CH3SH, précurseur de la méthionine, un acide aminé essentiel, est réalisée industriellement par réaction catalytique entre le méthanol et l’H2S. Cette réaction est rapide et sélective mais l’emploi du méthanol lui-même synthétisé par étapes successives (CH4 + H2O -------> CO/H2 --------> Méthanol) rend attractive une synthèse du méthylmercaptan s’effectuant directement à partir d’un mélange CO/H2 et H2S. Jusqu’à présent, les recherches effectuées sur cette nouvelle voie de synthèse se sont plus particulièrement attachées à l’amélioration des performances catalytiques. Dans ce travail, nous avons cherché, tout en améliorant les performances catalytiques, à déterminer la nature de la phase active. Des catalyseurs de type K-Mo(W) supportés sur alumine, silice et hydroxyapatite ont été utilisés dans ce travail. Différentes teneurs en métaux et différents pré-traitements catalytiques ont été étudiés. La présence simultanée du potassium et du molybdène dans le système catalytique permet d’atteindre des valeurs importantes de conversion du CO et de sélectivité en CH3SH, voire une diminution de la sélectivité en CO2. Dans notre étude, la productivité la plus élevée en méthylmercaptan est obtenue avec un catalyseur K2MoO4/Al2O3 chargé à 17 % en Mo et atteint 211,4 g.h-1.L-1. La caractérisation par XPS a été largement mise à profit et a permis de mettre en évidence sur les catalyseurs la présence d’une nouvelle phase de type KxMS2 (M = Mo or W) pour laquelle les ions potassium sont intercalés entre les feuillets de disulfure de molybdène (tungstène). La quantité de cette phase a été reliée à l’activité catalytique dans la réaction de synthèse du méthylmercaptan à partir du mélange CO/H2/H2S nous permettant de proposer cette phase intercalée comme phase active du catalyseur de thiolation
Methyl mercaptan (CH3SH), widely used as raw material for the production of organosulfur compounds such as methionine, is commercially synthesized by the reaction of methanol with hydrogen sulfide. Although the formation of CH3SH from CH3OH/H2S route is a fast and selective reaction, a several-steps pathway is required for the synthesis of methanol (CH4 + H2O --------> Syngas --------> Methanol). In this regard, the one-step synthesis of methyl mercaptan from simple starting materials (syngas + hydrogen sulfide) is increasingly attractive for industrial application. So far, the disclosed researches in CH3SH production by this route have been focused in the improvement of catalytic performances. In this work, the improvement of catalytic performances as well as the understanding of the nature of the active phase has been studied. K-Mo(W)-based catalysts supported on alumina, silica and hydroxyapatite were used with this purpose. Different metal loading and catalytic pretreatment were evaluated. The simultaneous presence of Mo and K in the catalytic system allows achieving higher CO conversions and CH3SH selectivity and a decrease in CO2 selectivity. The higher CH3SH productivity was achieved with a high loaded K2MoO4/Al2O3 catalyst (211,4 g.h-1.L-1). With the study and analysis of a series of reference catalysts characterized by XPS, we evidenced the presence of a new phase named KxMS2 (M = Mo or W) in which potassium cations are intercalated between the Mo(W)S2 layers. By correlating the amount of KxMS2 phase with the catalytic performances, we observed that the higher the amount of KxMS2 phase in the catalyst, the higher the CO conversion in the reaction of syngas with hydrogen sulfide to produce CH3SH. Based on these statements we propose that KxMS2 is the active phase acting in the reaction of thiolation of syngas

La synthèse du méthylmercaptan CH3SH, précurseur de la méthionine, un acide aminé essentiel, est réalisée industriellement par réaction catalytique entre le méthanol et l’H2S. Cette réaction est rapide et sélective mais l’emploi du méthanol lui-même synthétisé par étapes successives (CH4 + H2O -------> CO/H2 --------> Méthanol) rend attractive une synthèse du méthylmercaptan s’effectuant directement à partir d’un mélange CO/H2 et H2S. Jusqu’à présent, les recherches effectuées sur cette nouvelle voie de synthèse se sont plus particulièrement attachées à l’amélioration des performances catalytiques. Dans ce travail, nous avons cherché, tout en améliorant les performances catalytiques, à déterminer la nature de la phase active. Des catalyseurs de type K-Mo(W) supportés sur alumine, silice et hydroxyapatite ont été utilisés dans ce travail. Différentes teneurs en métaux et différents pré-traitements catalytiques ont été étudiés. La présence simultanée du potassium et du molybdène dans le système catalytique permet d’atteindre des valeurs importantes de conversion du CO et de sélectivité en CH3SH, voire une diminution de la sélectivité en CO2. Dans notre étude, la productivité la plus élevée en méthylmercaptan est obtenue avec un catalyseur K2MoO4/Al2O3 chargé à 17 % en Mo et atteint 211,4 g.h-1.L-1. La caractérisation par XPS a été largement mise à profit et a permis de mettre en évidence sur les catalyseurs la présence d’une nouvelle phase de type KxMS2 (M = Mo or W) pour laquelle les ions potassium sont intercalés entre les feuillets de disulfure de molybdène (tungstène). La quantité de cette phase a été reliée à l’activité catalytique dans la réaction de synthèse du méthylmercaptan à partir du mélange CO/H2/H2S nous permettant de proposer cette phase intercalée comme phase active du catalyseur de thiolation
Methyl mercaptan (CH3SH), widely used as raw material for the production of organosulfur compounds such as methionine, is commercially synthesized by the reaction of methanol with hydrogen sulfide. Although the formation of CH3SH from CH3OH/H2S route is a fast and selective reaction, a several-steps pathway is required for the synthesis of methanol (CH4 + H2O --------> Syngas --------> Methanol). In this regard, the one-step synthesis of methyl mercaptan from simple starting materials (syngas + hydrogen sulfide) is increasingly attractive for industrial application. So far, the disclosed researches in CH3SH production by this route have been focused in the improvement of catalytic performances. In this work, the improvement of catalytic performances as well as the understanding of the nature of the active phase has been studied. K-Mo(W)-based catalysts supported on alumina, silica and hydroxyapatite were used with this purpose. Different metal loading and catalytic pretreatment were evaluated. The simultaneous presence of Mo and K in the catalytic system allows achieving higher CO conversions and CH3SH selectivity and a decrease in CO2 selectivity. The higher CH3SH productivity was achieved with a high loaded K2MoO4/Al2O3 catalyst (211,4 g.h-1.L-1). With the study and analysis of a series of reference catalysts characterized by XPS, we evidenced the presence of a new phase named KxMS2 (M = Mo or W) in which potassium cations are intercalated between the Mo(W)S2 layers. By correlating the amount of KxMS2 phase with the catalytic performances, we observed that the higher the amount of KxMS2 phase in the catalyst, the higher the CO conversion in the reaction of syngas with hydrogen sulfide to produce CH3SH. Based on these statements we propose that KxMS2 is the active phase acting in the reaction of thiolation of syngas