Etude de la pyrolyse et de l'oxydation du formiate de méthyle à haute température ( T > 1200 K )

Abstract

Le formiate de méthyle, HCOOCH₃, est un composé organique volatile (COV ou VOCs en anglais). Il est utilisé comme solvant dans plusieurs procédés industriels, en particulier dans la fabrication des parfums. Sa tension de vapeur est élevée si bien qu’il peut former des mélanges gazeux explosifs avec l’oxygène dans le ciel des réacteurs. Le formiate de méthyle peut intervenir comme intermédiaire dans certains types de produits de combustion d’hydrocarbures ou de composés oxyhydrocarbonés tel le diméthyléther (DME). L’étude de la décomposition thermique du formiate de méthyle dilué à plus de 97% par l’argon a été suivie par spectrophotométrie d’adsorption ultraviolette à 230 m dans un domaine de température compris entre 1300 et 1700 K et de pression compris entre 90 et 2000 kPa. Cette étude a servi de base à la validation d’un modèle cinétique détaillé qui comporte 199 réactions équilibrés et 37 espèces. A l’aide des études de sensibilité, un mécanisme réduit de 68 réactions et 37 espèces a été proposé. L’étude des délais d’auto-inflammation des mélanges C₂H₄O₂/O₂/Ar a été menée en tube à choc derrière une onde de choc réfléchie. On en a déduit des formulations permettant de relier le délai en fonction de la pression, de la température et composition initiale du mélange. Les formulations obtenues permettent d’estimer ce délai dans de larges domaines de pression (225 – 549 kPa) et température (1200 – 1560 K) dans les mélanges concentrés et (150 – 1445 kPa) et (1260 -1800 K) dans les mélanges dilués. Les délais d’auto-inflammation ont été calculés à l’aide du modèle cinétique utilisé lors de la modélisation de la pyrolyse du formiate de méthyle. Il apparaît que ce modèle reproduit d’une manière satisfaisante les délais d’auto-inflammation dans les mélanges dilués, sauf à des températures inférieures à 1360 K. Par contre pour les mélanges concentrés, ce modèle surestime les délais d’auto-inflammation sauf à des températures supérieures à 1500 K.