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HWAHAK KONGHAK, Vol.32, No.5, 708-717, October, 1994
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CoMo/실리카-알루미나에 제올라이트를 혼합한 촉매상에서 감압 잔사유의 수소화 분해 반응
Hydrocracking of Vacuum Residue on CoMo/Silica-Alumina Catalysts Mixed with Zeolite
최진우, 최우석, 이경환, 하백현
초록
수소형 제올라이트 Y와 모더나이트를 스팀처리하여 변형하고 이를 실리카-알루미나에 혼합한 경우와 실리카-알루미나만을 사용한 경우로 나누어 몰리브데늄과 코발트를 담지한 촉매를 제조하였다. 이들 촉매를 회분형 반응기에서 감압 잔사유(VR)와 혼합하여 고압 수소화 분해 반응을 실시하였다. 촉매는 암모니아 탈착에 의한 산량 그리고 액체질소온도에서 질소 흡착으로 비표면적과 세공성을 측정하였다. 일반적으로 산량은 제올라이트가 혼합된 것이 많았으며 질소 흡착에 의한 세공은 제올라이트 자체에서 생긴 40Å정도의 2차 세공과 실리카-알루미나에 의해 형성된 600Å정도의 세공인 2종의 구조를 가졌다. 분해 생성물 중 350℃ 증류분의 수율과 휘발분(C5-C9)의 선택성은 두 개의 세공구조를 갖은 제올라이트 특히 Y가 혼합된 것이 컸다. 그러나 2차 세공이 발달되지 않은 모더나이트가 혼합된 경우는 휘발분의 수율이 낮았으나 아스팔텐의 전화율은 Y보다 약간 컸다. 따라서 중질유는 촉매 결정 외표면과 살리카-알루미나의 대공에서 1차로 분해하고 제올라이트의 2차 세공인 중공과 제올라이트 자체의 미세공에서 연속적으로 분해 반응이 진행됨을 확인할 수가 있었다. 따라서 제올라이트의 2차 세공의 구조 조정이 중질유의 수소화 분해에 중요함을 알았다.
The catalysts of CoMo/silica-alumina and those mixed with steamed HY and H-mordenite were used for hydrocracking of a vacuum residue in a high-pressure batch reactor. The catalysts were characterized by temperature-programmed desorption of ammonia and nitrogen adsorption. The catalysts were characterized by temperature-programmed desorption of ammonia and nitrogen adsorption. The catalysts containing the zeolite had the more acid sites and two kinds of pore size : macropore(about 600Å) of silica-alumina and secondary pore(about 40Å) of the zeolite. The catalyst containing HY improved the cracked yield and selectivity of light oil(C5-C9). However, the catalyst containing the H-mordenite which have not a secondary pore showed lower activity, but slightly increased the conversion of asphaltene than that with HY. Therefore, the primary cracking of vacuum residue occurred in the large pore of silica-alumina and the cracking continued in the secondary pore of zeolite and finally in zeolite micropore. It was found in conclusion that the control of the secondary pore in zeolite played a important role in the hydrocracking of the vacuum residue.
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