KR101359974B1 - 방향족 화합물로부터 자일렌 생산을 위한 비백금계 트랜스 알킬화 촉매 - Google Patents

방향족 화합물로부터 자일렌 생산을 위한 비백금계 트랜스 알킬화 촉매 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방향족 화합물로부터 혼합 자일렌을 생산하기 위한 트랜스 알킬화 촉매에 관한 것으로서, 제올라이트 담체 상에 제올라이트 담체 상에 니켈포스파이트, 텅스텐카바이드 또는 이들의 혼합물이 담지된 트랜스 알킬화 촉매를 제공한다.
본 발명에 따른 촉매를 사용함으로써, 톨루엔, C9 및 C9+등과 같은 방향족 혼합물로부터 트랜스알킬화 반응에 의해 혼합 자일렌을 생성함에 있어서, 촉매의 산점을 일정하게 유지하면서 촉매에 수소화 기능을 부여할 수 있으며, 또, 이에 의해 반응물에 방향족 화합물로부터 트랜스 알킬화 반응에 의한 혼합 자일렌을 높은 수율로 생산할 수 있고, 또, 촉매의 장기 안정성을 확보할 수 있다. 나아가, 백금을 포함하는 촉매를 사용한 경우에 비하여 높은 생성 수율을 확보할 수 있어, 보다 경제적이다.

Description

방향족 화합물로부터 자일렌 생산을 위한 비백금계 트랜스 알킬화 촉매{Non-Platinum Transaklylation Catalyst for Mixed Xylene Production from Aromatic Compounds}
본 발명은 톨루엔, C9 및 C9+ 방향족 화합물로부터 혼합 자일렌을 생산하기 위한 트랜스 알킬화 촉매 개발에 관한 것이다.
자일렌의 이성질체는 para-자일렌, ortho-자일렌 및 meta-자일렌이 있으며, 이들 자일렌 이성체들은 석유화학공업에서 주요한 기초 유분으로 사용된다. 특히, para-자일렌은 대부분이 폴리에스테르와 PET의 기초 원료로 사용되고 있다. 최근 para-자일렌에 대한 중국의 수요가 늘어나면서 전세계 para-자일렌의 수요가 증가하였으며, 그로 인하여 자일렌의 가격이 상승하였다.
전통적인 자일렌 제조 공정은 벤젠 및/또는 톨루엔이 1,2,4-트리메틸벤젠과 같은 탄소수 9 이상의 방향족 화합물(이하, C9+ 방향족 화합물이라 한다.)과 트랜스 알킬화에 의해 제조될 수 있다. 자일렌 제조의 다른 공정으로는 자일렌 이성체화에 의한 자일렌 제조 및 톨루엔의 불균등화 반응에 의해 자일렌과 벤젠을 생성하는 방법이 있다.
혼합 자일렌을 생성하기 위한 트랜스 알킬화 반응에 사용되는 촉매로는 제올라이트와 같은 산점 촉매, 금속 촉매 또는 귀금속 촉매 등을 들 수 있다. 이중, 산점 촉매로서는 모더나이트, 베타, USY, ZSM-5 등이 있으며, 금속 촉매로서는 니켈, 마그네슘, 망간, 코발트, 크롬, 아연, 갈륨, 텅스텐, 주석, 몰리브데늄, 납, 철 등과 같은 VIB, VIII족 금속 중 하나 또는 그 이상의 혼합 촉매를 사용할 수 있다. 또한, 귀금속 촉매로서는 Ru, Rh, Pt, Pd, Au, Ag, Ir의 군으로부터 선택된 하나 이상의 귀금속을 사용할 수 있으며, 나아가 금속 촉매와 귀금속을 동시에 사용할 수도 있다.
그러나, 상기 귀금속은 다른 금속이나 원소성분들에 비하여 고가여서, 귀금속 촉매를 사용하지 않거나 적은 량을 사용하고도 동등한 수준의 촉매활성을 나타낼 수도 있다면, 이로 인하여 촉매의 가격을 낮출 수 있을 것이다. 이에 따라 일반적으로 수첨 탈황 공정의 촉매로서 Ni2P에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 또, WC, MoS2와 함께 비백금족계 수소화 촉매로서의 기능을 가지고 있는 것으로 보고되고 있다.
미국 특허 제4,083,886호는 톨루엔과 방향족 화합물의 트랜스 알킬화를 위한 촉매에 관한 것으로서, 암모니아수로 처리된 모더나이트를 무기질의 산화물 바인더로 성형한 촉매의 제조방법이 기재되어 있다. 그러나, 이에 의해 제조된 촉매는 반응물 중에 C9 방향족 화합물의 함량이 높거나 C9+의 방향족 화합물이 포함될 경우, 모더나이트 표면에서 방향족 화합물의 중합반응이 일어나 올리고머나 코크(coke)가 발생하게 되며, 이들은 제올라이트 외부의 산점을 덮거나 내부 기공을 차단시켜 촉매의 활성을 급속히 비활성화시킬 수 있다. 또한, 반응물에 황 불순물이 포함되어 있는 경우 촉매의 활성점을 비활성화시켜 촉매의 활성을 낮추거나 촉매의 안정성이 열악하게 된다.
미국 특허 제6,613,709호 및 제6,864,400호는 선택적으로 주기율표의 III족 및 IV족, 바람직하게는 인듐 및 주석으로부터 선택된 하나 이상의 금속과 함께, 제올라이트 및 VIIB 족, VIB 족 및 이리듐으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 트랜스 알킬화 촉매를 개시한다.
일반적으로 톨루엔 및 C9 및 C9+ 방향족 화합물을 반응물로 하여 트랜스 알킬화 반응에 의하여 혼합 자일렌을 제조할 경우, C9+의 방향족 화합물에 의해 촉매의 표면 산점에서 중합반응이 진행되어 올리고머나 코크가 생성되며, 이로 인해 촉매의 비활성화가 급격하게 발생하게 된다.
이에, 본 발명은 톨루엔 및 C9 및 C9+ 방향족 화합물을 반응물로 하여 트랜스 알킬화 반응에 의하여 혼합 자일렌을 제조함에 있어서 사용되는 촉매를 개선함으로써 혼합 자일렌의 수율을 향상시키고, 트랜스 알킬화 반응의 안정성을 개선하고자 한다.
나아가, 반응물에 황이 포함되어 있는 경우에도 황에 대한 촉매의 반응 안정성을 개선하여 안정적으로 트랜스 알킬화 반응을 행할 수 있는 촉매를 제공하고자 한다.
본 발명은 방향족 화합물로부터 혼합 자일렌을 생성하는데 사용되는 트랜스 알킬화 촉매로서, 본 발명의 제1 구현예에 따르면, 제올라이트 담체 상에 니켈포스파이트, 텅스텐카바이드 또는 이들의 혼합물이 담지된 트랜스 알킬화 촉매를 제공한다.
본 발명의 제2 구현예에 따르면, 상기 제올라이트 담체는 모더나이트형 제올라이트, 베타 제올라이트, USY 제올라이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 제3 구현예에 따르면, 상기 제올라이트 담체는 실리카와 알루미나의 몰비가 10 내지 250:1일 수 있다.
본 발명의 제4 구현예에 따르면, 상기 니켈포스파이트, 텅스텐카바이드 또는 이들의 혼합물은 상기 제올라이트 담체 중량에 대하여 0.1~7.0중량% 담지될 수 있다.
톨루엔, C9 및 C9+등과 같은 방향족 혼합물로부터 트랜스알킬화 반응에 의해 혼합 자일렌을 생성함에 있어서, 본 발명에 따른 촉매를 사용함으로써, 촉매의 산점을 일정하게 유지하면서 촉매에 수소화 기능을 부여할 수 있다.
이에 의해 반응물에 방향족 화합물로부터 트랜스 알킬화 반응에 의한 혼합 자일렌 생산을 높은 수율을 얻을 수 있고, 또, 촉매의 장기 안정성을 확보할 수 있다.
나아가, 반응물에 황을 포함하는 불순물이 존재하더라도 트랜스 알킬화 반응에 의한 혼합 자일렌 생산을 안정적으로 수행할 수 있어, 일정한 수율을 얻을 수 있다.
도 1은 실시예 1 및 8의 반응시간에 따른 혼합 자일렌 수율 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 톨루엔, C9 및 C9+의 방향족 화합물로부터 트랜스 알킬화 반응을 통해 혼합 자일렌을 안정적으로 제조할 수 있는 촉매에 관한 것이다.
본 발명에 있어서 상기 촉매로서는 귀금속과 금속을 제올라이트 담체에 담지시켜 촉매의 안정성을 향상시킬 수 있다.
톨루엔을 1,2,4-트리메틸벤젠과 같은 C9의 방향족 화합물 및 나프탈렌과 같은 C10 이상의 방향족 화합물 등의 C9+ 방향족 화합물과 반응시켜도 촉매의 안정성을 유지할 수 있다. 본 발명에서는 톨루엔과 1,2,4-트리메틸벤젠을 반응시키는 트랜스 알킬반응에 대해서만 언급한다. 그러나, 실제 반응에서는 제조된 촉매에서 반응물로부터 톨루엔의 불균등화 반응과 톨루엔과 C9 반응물간의 트랜스 알킬화 반응이 동시에 일어난다. 하지만, 정확하게 반응물로부터 얼마의 비율로 불균등화 및 트랜스 알킬화 반응이 일어나는지는 본 발명의 주요 관심이 아니기 때문에, 여기에서는 구체적으로 언급하지 않으며, 대표반응으로서 트랜스 알킬화 반응만을 언급하고자 한다.
톨루엔과 C9 방향족 화합물의 트랜스 알킬화 반응에 사용되는 촉매에 있어서, 담체로는 제올라이트를 사용할 수 있다. 이러한 제올라이트 담체로서 모더나이트(mordenite)형 제올라이트, 베타(beta, β)형 제올라이트 및 USY 제올라이트를 사용할 수 있다. 이들은 기공 구조가 약 6.5Å×7.0Å으로서, 큰 기공을 갖는다. 따라서 반응 혼합물들이 상기 기공을 충분히 통과할 수 있어 기공 내부가 반응 장소를 적합하게 제공할 수 있다. 그러나, ZSM-5형 제올라이트 담체는 기공 구조가 작아 반응물이 내부로 들어갈 수 없어 대부분 표면에서 반응이 진행된다고 보고되고 있어, 촉매 담체로는 적합하지 않다.
상기 제올라이트 담체의 실리카와 알루미나가 10 내지 250:1의 몰비를 갖는 것이 바람직하다. 제올라이트 담체의 실리카와 알루미나 몰비율이 10:1 미만이면 촉매의 산점이 너무 강하여 반응활성이 너무 강하게 되어 부반응 생성물이 증가하고, 촉매의 비활성화가 급격하게 일어나는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 실리카와 알루미나의 몰비율이 250:1을 초과하는 경우에는 촉매의 반응활성이 약하여 혼합 자일렌의 수율이 감소하는 문제가 발생될 수 있다.
상기 제올라이트 담체 중에서 모더나이트형 제올라이트는 나트륨, 질산암모늄 또는 수소 형태(H 타입)의 제올라이트를 사용할 수 있다. 이와 같은 제올라이트는 나트륨, 질산암모늄, 수소 형태이냐에 따라서 산점이 달라지게 되는데, 이러한 산점은 촉매의 활성에 영향을 미치는 중요 인자이다. 따라서 경우에 따라서는 모더나이트형 제올라이트에 촉매 산점을 부여하기 위해 이온교환과 소성을 수행함으로써 수소 형태의 모더나이트로 전환된 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 혼합 자일렌을 생성하기 위한 반응물 중에 존재하는 나프탈렌 등의 이환 방향족 화합물과 같은 C9+ 방향족 화합물은 트랜스 알킬화 반응이 촉매 존재 하에서 진행될 경우, 촉매의 내부 또는 외부 산점에서 커플링 반응이 진행되어 반응물끼리 올리고머화가 일어날 수 있으며, 이 경우 촉매의 기공을 막거나 촉매의 산점을 차단하여 촉매의 비활성화를 촉진시키게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 촉매의 표면 또는 내부에서 반응물들이 중합반응이 진행되지 않도록 수소화 반응을 유도할 필요가 있다. 이를 위해 촉매의 표면에서 수소화 기능을 부여할 수 있도록 촉매들을 효과적으로 선택하여 지지시키는 것이 매우 중요하다.
또한, 반응 원료물 중에 황을 함유하는 성분이 포함되어 있을 경우 담지 촉매들의 비활성화를 촉진시킴으로써 상기와 같은 수소화 기능을 약화시키고, 결국 촉매의 비활성화를 유발하게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 상기 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 니켈포스파이트 또는 텅스텐카바이드를 도입한 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 담체 상에 담지되는 니켈포스파이트 및 텅스텐카바이드는 수소화 및 탈황 기능을 동시에 가지고 있는 것으로서, 촉매에 이중 기능성(bifunction)을 부여할 수 있다. 상기 니켈포스파이트 및 텅스텐카바이드는 제올라이트형 담체 상에 단독으로 사용될 수 있으며, 또한 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 니켈포스파이트, 텅스텐카바이드 또는 이들의 혼합물은 제올라이트 담체 중량에 대하여 0.1-7.0중량%의 범위로 담지되는 것이 바람직하다. 상기 니켈포스파이트 또는 텅스텐카바이드의 함량이 0.1중량% 미만이면 이를 통해 얻고자 하는 수소화 및 탈황 효과를 충분히 얻을 수 없으며, 7.0중량%를 초과하는 경우에는 니켈포스타이드나 텡스텐카바이드가 제올라이트의 기공 또는 산점을 차단하여 촉매 활성을 저해하는 문제가 있는바, 상기 범위로 담지되는 것이 바람직하다.
니켈포스파이트 또는 텅스텐카바이드 촉매의 경우에는 황화합물이 일시적으로 유입되더라도 촉매의 활성을 유지할 수 있다. 또한, 이들 촉매의 경우는 어느 정도의 탈황 기능을 가지고 있으므로, 수소화 기능과 황 불순물에 대한 내황 기능 모두가 가능하다.
이와 같이 모더나이트형 제올라이트 담체에 니켈포스파이트 또는 텅스텐카바이드를 담지함으로써 혼합 자일렌을 제조함에 있어서, 모더나이트형 촉매의 산점을 일정 유지하면서 수소화 기능을 부여할 수 있어 안정적으로 트랜스 알킬화 반응을 도모할 수 있으며, 이에 의한 혼합 자일렌의 제조 수율을 높일 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 광범위한 형태를 제한하고자 하는 것은 아니다.
하기 실시예에서 다른 언급이 있거나 문맥상 명백한 경우를 제외하고는 액체 및 고체의 모든 %는 중량으로 나타낸다.
실시예 1
실리카/알루미나의 몰 비율이 20인 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 Ni(NO3)2·6H2O와 (NH4)2HPO4를 50:50의 몰비로 함유하는 수용액에 함침하여 상기 담체 상에 Ni2P를 담체 중량에 대하여 4중량%로 담지하였다.
상기 Ni2P가 담지된 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 수소 분위기(200cc/min) 하, 650℃에서 2시간 동안 열처리를 수행하여 H-타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 최종 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 트랜스 알킬화 반응에 사용하여 촉매의 성능을 다음과 같이 테스트하였다.
상기 제조된 촉매 1.0g(20~30mesh)을 고정층 반응기에 충진시키고, 반응기 압력을 27bar로 유지한 후에 400℃에서 2시간 동안 촉매를 수소로 환원하였다.
이어서, 톨루엔과 1,2,4-트리메틸벤젠(1,2,4-TMB)을 몰비 50:50으로 포함하는 방향족 화합물을 트랜스 알킬화 반응 원료로 사용하고, 고압펌프를 이용하여 상기 반응기에 투입한 후, 표 1에 기재된 바와 같은 반응 조건으로 반응을 수행하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 1에 나타내었다. 나아가, 도 1에 반응시간에 따른 혼합 자일렌 수율 변화를 그래프로 나타내었다.
실시예 2
430℃에서 열처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
모더나이트형 제올라이트 담체에 Ni2P를 2중량%로 담지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 4
실리카/알루미나의 몰 비율이 20인 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 (NH4)6H2W12O40·xH2O 수용액에 함침하여 상기 담체 상에 WC를 담체 중량에 대하여 4 중량%로 담지하였다.
상기 WC가 담지된 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 아르곤 분위기 하에서 800℃까지 승온하여 3시간 동안 유지하고, 이어서 동일한 분위기 하에서 500℃로 냉각한 후, WC가 산화되는 것을 방지하기 위해서 비활성 기체인 아르곤 가스를 흘려 상온(20℃)으로 냉각하여, H-타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 최종 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 5
WC가 담지된 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 아르곤 분위기 하에서 750℃까지 승온하여 3시간 동안 유지한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량(중량%)을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 4 비교예 5
반응조건 온도: 400℃, 압력: 30 kg/㎠, WHSV = 3hr-1, H2/HC = 3
반응물, 중량% 톨루엔:1,2,4-TMB = 50:50
촉매 조성 4wt% Ni2P/MOR 4wt% Ni2P/MOR 2wt% Ni2P/MOR 4wt% WC/MOR 4wt% WC/MOR
촉매 합성온도 400℃ 430℃ 400℃ 850℃ 750℃
생성물 벤젠 3.5 2.1 2.4 2.3 2.4
톨루엔 16.5 15.2 17.8 20.5 17.3
오쏘자일렌 7.5 7.4 7.5 7.2 6.6
메타자일렌 17.5 16.0 16.6 15.9 14.8
파라자일렌 7.4 8.2 8.1 7.7 7.1
C9~C10 47.6 51.1 47.6 46.4 51.8
혼합자일렌 32.4 31.6 32.2 30.8 28.5
비교예 1
실리카/알루미나의 몰 비율이 20인 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 Ni(NO3)2·6H2O 수용액에 함침하여 상기 담체 상에 니켈을 담체 중량에 대하여 0.5 중량%로 담지하였다.
상기 니켈이 담지된 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 건조한 후, 500℃에서 2시간 동안 열처리를 수행하였다.
상기 니켈이 담지된 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체를 H2PtCl6 수용액에 함침하여 상기 담체 상에 백금을 담체 중량에 대하여 0.05중량%로 담지하였다.
그 후에 150℃에서 10시간 건조한 후, 500℃에서 2시간 동안 열처리를 수행하여 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 니켈 및 백금이 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 2
Ni(NO3)2·6H2O 수용액 대신에 Mn(NO3)2·xH2O 수용액을 사용하여 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 망간을 담체 중량에 대하여 0.5중량%로 담지한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여 상기 담체 상에 망간 및 백금이 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 사용하여 비교예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 3
Ni(NO3)2·6H2O 수용액 대신에 Pb(NO3)2 수용액을 사용하여 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 납을 담체 중량에 대하여 0.5중량%로 담지한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 수행하여 상기 담체 상에 납 및 백금이 담지된 촉매를 제조하였다.
상기 제조된 촉매를 사용하여 비교예 1과 동일한 방법 및 조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하고, 그 촉매 성능을 테스트하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량(중량%)을 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3
반응조건 온도: 400℃, 압력: 30 kg/cm2, WHSV = 3hr-1, H2/HC = 3
반응물, 중량% 톨루엔:1,2,4-TMB = 50%:50%
촉매 조성 Pt-Ni/MOR Pt-Mn/MOR Pt-Pb/MOR
합성 온도 500℃ 500℃ 500℃
생
성
물		 벤젠 2.1 1.7 1.8
톨루엔 14.4 13.7 15.3
오쏘자일렌 5.8 6.4 5.6
메타자일렌 13.1 14.3 12.6
파라자일렌 6.2 6.8 5.9
C9~C10 58.4 57.1 58.8
혼합자일렌 25.1 27.5 24.1
상기 표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 비백금계 촉매를 사용하여 톨루엔 및 방향족 화합물을 사용하여 혼합자일렌을 합성하는 경우(실시예 1 내지 3)에는 백금계 촉매를 사용한 비교예 1 내지 3에서 얻어지는 혼합 자일렌의 함량에 비하여 동등 수준 이상의 높은 수율로 얻어지는 결과를 나타낸다.
이와 같이 본 발명에 따른 촉매를 사용하는 경우에는 촉매 성분으로서 백금을 사용하지 않고도 혼합 자일렌을 생성하는 트랜스 알킬화 반응을 수행하는 경우에는 높은 수율로 혼합 자일렌을 생성할 수 있음으로써, 고가의 백금을 촉매 성분으로 사용할 필요가 없어, 경제적이다.
실시예 6
실시예 1과 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
디벤조티오벤의 황화합물을 농도 500ppm(황 기준: 86ppm)으로 포함하는 반응원료를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 반응조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 7
실시예 1과 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
디벤조티오벤의 황화합물을 농도 5,763ppm(황 기준: 1,000ppm)으로 포함하는 반응원료를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 반응조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량을 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 8
실시예 1과 동일한 방법으로 H 타입의 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 Ni2P가 담지된 촉매를 제조하였다.
디벤조티오벤의 황화합물을 농도 11,513ppm(황 기준: 2,000ppm)으로 포함하는 반응원료를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 반응조건으로 트랜스 알킬화 반응을 수행하였다.
상기 반응에 의해 얻어진 생성물 및 그 함량(중량%)을 하기 표 3에 나타내었다. 나아가, 도 1에 반응시간에 따른 혼합 자일렌 수율 변화를 그래프로 나타내었다.
실시예 6 실시예 7 실시예 8
반응조건 온도: 400℃, 압력: 30kg/cm2, WHSV=3hr-1, H2/HC=3
생성물 벤젠 4.1 2.3 4.1
톨루엔 17.5 17.4 21.3
ortho-자일렌 7.4 7.5 7.4
meta-자일렌 17.3 16.5 17.0
para-자일렌 7.4 7.7 7.6
C9~C10 46.3 48.6 42.6
혼합 자일렌 32.1 31.7 32.0
상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 황 화합물의 존재 유무에 관계없이 일정하게 높은 수율로 혼합 자일렌이 생성됨을 알 수 있다.
또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 8에 따라 혼합 자일렌을 생성할 경우, 반응시간에 따른 혼합 자일렌의 변화를 비교해 보면, 본 발명의 촉매는 반응물에 황화합물이 존재하더라도 반응시간에 따른 혼합 자일렌의 수율은 일정하게 유지됨을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 방향족 화합물로부터 혼합 자일렌을 생성하는데 사용되는 트랜스 알킬화 촉매로서, 실리카와 알루미나의 몰비가 10 내지 250:1인 모더나이트형 제올라이트 담체 상에 니켈포스파이트가 담지된 트랜스 알킬화 촉매.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 니켈포스파이트는 상기 제올라이트 담체 중량에 대하여 0.1~7.0중량%로 담지되는 트랜스 알킬화 촉매.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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