수첨공정 촉매의 담체영향 검토(Overview of support effects in hydrotreating catalystsz)

전문가 제언

□ 전통적인 수첨공정 촉매는 Co 및 Ni조촉매를 가지고 γ알루미나에 활성상이 담지된 MoS2 또는 WS2이다. 여러 수첨공정(수소화탈황, 수소화탈질 및 방향족 수소화공정 등 포함)에서 사용되는 촉매의 성능을 개선하기 위하여 많은 연구가 되었다.

□ 현재 탈황촉매로 사용되는 CoMo/Al2O3 및 NiMo/Al2O3촉매에 인이나 불소 등을 첨가하면 담체표면에 산점을 증가시키고 또한 금속활성상의 분산도를 증가시킨다. 산점의 증가는 탈황이 어려운 방향족을 메틸기로 치환된 방향족 황화물의 이성화반응을 촉진하여 유용한 탈황이 될 수 있다. 이와는 다른 접근방법으로서는 알루미나 담체를 다른 담체로 치환하고자 많은 시도가 있었다. 이는 알루미나 담체가 촉매의 금속성분과 표면에서 강한 결합을 하여 촉매의 활성을 저하시키기 때문에 다른 담체를 찾고자 시도하는 것이다. 촉매의 담체로 사용되기 위해서는 이 담체에 담지되는 촉매의 세공이 크면서도 내마모성이 강해야 하며, 소결현상을 방지하여 촉매의 열적 안정성을 향상시켜야 하고 또한 넓은 표면적이 필요하다. 현재 알루미나 담체에 대치될 수 있는 담체로 고려되고 있는 물질은 실리카, 지르코니아, 염화마그네슘 및 제올라이트 등이다. 향후에도 더욱 유용한 담체후보물질이 탐색될 것으로 전망된다.

□ 제올라이트에 촉매 금속활성상을 분산시키는 연구를 많이 하였고, 이 제올라이트 담체는 넓은 표면적을 가지기 때문에 높은 분산상이 가능하고 제올라이트의 산점은 직접 두 기능을 가진 수소화반응에 활용된다. 이 산점은 금속활성상의 촉매 및 전자적 성질에 영향을 하게 된다. 이 전자적 영향은 구조적 촉매작용(각 상의 분산도를 증가시킴으로서 활성의 증가유발)과 함께 전자적촉매작용(전자간의 상호작용으로 독립적으로 존재하는 활성점보다 활성이 우수한 새로운 활성점 형성)에 의한 활성을 증가시킨다. 현재 원유에 포함된 황의 함량을 0.05wt%이하로 제한하고 있으며 이 규제가 더욱 강화될 전망이다. 이를 해결하는 탈황촉매에 세계적으로 많은 연구가 진행 중이며, 국내에서 이 촉매를 전량 수입하고 있는 실정으로서 이의 국내생산기술 확보가 절실하다. 이 탈황촉매의 연구개발에서 관심을 가질 분야로서 탈황촉매의 활성저하 요인인 점결, 질소불순물 및 소결현상 등의 원인 규명이 필요하다.

저자

Breysse, Michele; Afanasiev, Pavel; Geantet, Christophe; Vrinat, Michel

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

86(1-4)

잡지명

Catalysis Today

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

5~16

분석자

서*석

분석물

• 수첨공정 촉매의 담체영향 검토.pdf [184,070 byte]

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