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Phospho sulfonic acid (PSA) acts as a highly effective and reusable catalyst for the chemo-selective protection of aldehydes with acetic anhydride under solvent-free conditions. The desirable features of this new catalytic methodology include its sustainability, effectiveness in the absence of solvent, a facile work-up procedure, and economic viability. PSA is fully characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, wide-angle X-ray scattering analysis, and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. The catalyst can be reused several times without significant loss of activity. In addition, no chromatographic separations are needed to obtain the desired products.

The main objective of this thesis is to develop a predictive tool to compute the vapor-liquid equilibria (VLE) associated with hydrotreating operation from biomass for process simulation. The construction of a reliable database of hydrogen and the other hydrotreating gases solubilities have been done. The model used based on the Group Contribution – Polar Perturbed Chain – Statistical Associating Fluid Theory (GC-PPC-SAFT), which is PC-SAFT combined with the group contribution proposed by Tamouza and a polar term developed by Nguyen Huynh. The systematic tests have been perform for mixtures of alcohols, aldehydes, esters, ethers, ketones,… A new non-additive contribution has also been proposed based on the reflections on the repulsive interactions and the free volume effect. The model development are validated by Monte Carlo simulations. This non-additive term has been integrated in GC-PPC-SAFT Equation of state and tested for systems containing hydrogen. Group contribution method has been extended to its parameter. Average deviations on Henry’s constant are within the experimental uncertainty (~10%). We also have performed the prediction of the other gases i.e. CO, H₂S, NH₃ solubility using GC-PPC-SAFT. A cross associative parameter has been used for systems containing H₂S and NH₃. The results are quite acceptable and within the experimental uncertainty (~20%).; L'objectif de cette thèse est de développer un outil prédictif pour calculer les équilibres vapeur-liquide (VLE) associé à l'opération d'hydrotraitement à partir de biomasse pour la simulation de processus. La construction d'une base de données de solubilité fiables d'hydrogène et d'autres gaz d'hydrotraitement ont été réalisées. Le modèle utilisé a pour base l’équation Groupe Contribution- Polar Perturbed Chain - statistique Associer Fluid Theory (GC-PPC-SAFT), qui est version de PC-SAFT combiné avec la contribution de groupes proposé par Tamouza et un terme polaire développé par Nguyen Huynh. Des tests systématiques ont été effectué pour différents mélanges gaz + d'alcools, aldéhydes, esters, éthers, cétones, ... Une nouvelle contribution non-additif a été proposé sur la base des réflexions sur les interactions répulsives et l’effet de volume libre. Le modèle a été validé notamment par des simulations Monte Carlo. Ce terme non additif a été intégré dans GC-PPC-SAFT et testé pour les systèmes contenant de l'hydrogène. La méthode de contribution de groupes a été étendue au paramètre de ce nouveau terme. Des écarts moyens sur la constante de Henry sont en accord avec l'incertitude expérimentale (~ 10%). Nous avons également examiné la prédiction d’ autres gaz i.e. CO, H₂ S, NH₃ en utilisant GC-PPC-SAFT. Un paramètre associatif transversale a été utilisé pour des systèmes contenant H₂ S et NH₃. Les résultats sont tout à fait acceptable et cohérent avec l'incertitude expérimentale (~20%).

The cost effective, mild, and efficient catalyst is recycled and reused in nine additional cycles with only slightly decreasing reaction yields.