KR20020010725A - 분자체-바인더 압출물의 함침 방법 - Google Patents

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Abstract

바인더가 본질적으로 알루미나가 없는 저산도 내화성(refractory) 산화물 바인더 물질을 포함하는 분자체-바인더 압출물에 하기 단계에 의해 VIII 족 금속을 함침하는 방법:
a) 분자체-바인더 압출물과 pH 가 8 미만인 상응하는 VIII 족 금속 질산염 수용액을 접촉시킴(여기서 용액중 VIII 족 금속 양이온과 압출물 중 존재하는 흡착부위 수의 몰비가 1 이상임),
b) 단계 a)에서 수득되는 분자체-바인더 압출물을 건조시킴.

Description

분자체-바인더 압출물의 함침 방법{METHOD FOR IMPREGNATION OF MOLECULAR SIEVE - BINDER EXTRUDATES}
상기 방법은 WO-A-9641849에 개시되어 있다. 이 공개 특허는 탈알루미늄화 실리카 결합 ZSM-5상의, 테트라아민 플래티늄 수산화물 또는 테트라아민 팔라듐 수산화물의 수용액을 이용한 플래티늄 또는 팔라듐의 함침 반응을 개시하고 있다. 실리카 결합 ZSM-5의 함침 반응 후 120 ℃에서 2 시간 동안 건조하고 300 ℃에서 2 시간 동안 하소한다. 그 후, 상기 촉매는 플래티늄 또는 팔라듐의 환원으로 활성화된다.
WO-A-9641849에 개시된 함침 반응 방법의 단점은 오랜 건조시간이다. 보다 짧은 건조시간의 사용은 실리카 결합 ZSM-5 상의 플래티늄 또는 팔라듐의 덜 우수한 분포를 야기한다. 보다 우수한 분포는, 분자체가 함침 반응 전에 H-형에서 NH4-형으로 변형될 때 가능하다는 것이 공지되어 있다. "NH4-형"은 분자체중 H+이온(의 부분)이 암모늄 이온으로 치환되어 있는 것으로 이해된다. 함침 반응 전의, NH4형으로의 분자체의 변형의 예는 US-A-5397454에 개시되어 있다. 이 공개 특허는 SSZ-32 제올라이트 분말의 팔라듐으로의 함침 반응을 개시한다. 함침 반응 전에 제올라이트는 일련의 4NH4NO3 -이온 교환된다. 그 후, NH4OH 수용액 중에 슬러리화된다. 그 후, pH 가 NH4OH로 9.5 로 조절된 테트라아민 팔라듐 질산염 용액을 천천히 첨가한다.
이 방법의 단점은 함침 반응을 위한 장기간의 공정시간이다. H-형 분자체를 갖는 압출물이 분자체-바인더 압출물을 함침 반응 공정에 직접 사용되는 것이 유리할 것이다.
본 발명은 바인더가 본질적으로 알루미나가 없는 저산도 내화성(refractory) 산화물 바인더 물질을 포함하는 분자체-바인더 압출물(extrudate)에 VIII 족 금속을 함침하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 VIII 족 금속 염의 수용액과 이온 교환에 의해 상기 분자체-바인더 압출물상에 VIII 족 금속을 함침하는 방법에 관한 것이다
본 발명의 목적은, 단기간의 건조시간, 및 이에 따른 우수한 분포를 야기하는, 분자체-바인더 압출물 상에 VIII 족 금속을 함침하는 방법을 제공하는 것이다. 단기간의 건조시간은, 촉매가 상업적 규모로 제조될 때 바람직하다.
이 목적은 바인더가 본질적으로 알루미나가 없는 저산도 내화성 산화물 바인더 물질을 포함하는 분자체-바인더 압출물에 VIII 족 금속을 함침하기 위해 하기 단계들을 사용할 때 성취된다:
a) 분자체-바인더 압출물과 pH 가 8 미만인, 상응하는 VIII 족 금속 질산염수용액을 접촉시킴(여기서, 용액중 VIII 족 금속 양이온과 압출물 중 존재하는 흡착부위 수의 몰비가 1 이상임),
b) 단계 a)에서 수득되는 분자체-바인더 압출물을 건조함.
본 발명에 따른 방법으로 단기간의 건조시간이 가능함과 동시에, 우수한 VIII 족 금속 분포가 수득됨이 알 수 있다. 또다른 장점은 분자체 또는 분자체-바인더 압출물을 NH4-형의 분자체로 먼저 변형할 필요없이, H-형으로 직접 이용할 수 있다는 것이다.
분자체의 선택은 본 발명의 장점, 즉 우수한 분포 및 단기간의 건조시간을 수득하는데 필수적이지 않다. 분자체의 예들은 메탈로실리케이트, 메탈로포스페이트 및 실리카 메탈로포스페이트를 포함한다. 이들 분자체의 골격중 가능한 메탈로 성분은 Al, Fe, B, Ga 또는 Ti 같은 금속 또는 이들 금속의 조합물을 포함한다. 바람직한 분자체는 알루미노실리케이트, 알루미노 포스페이트, 및 SAPO-11, SAPO-31 및 SAPO-41 같은 실리카 알루미늄 포스페이트이다. 특히 바람직한 분자체는 제올라이트라고 일컬어지는 알루미노실리케이트이다. 적당한 제올라이트의 예들은 페리에라이트(ferrierite) 및 모르데나이트(mordenite) 뿐만 아니라, ZSM-4(오메가), ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-50, 베타, X, Y 및 L를 포함한다. 분자체-바인더 압출물의 함침 반응후에 생성되는 촉매가 촉매적 탈납(dewaxing) 목적으로 사용될 때, 바람직한 제올라이트 결정자(crystallite)는 적당하게는 0.35 내지 0.80 nm 범위의 최대 직경을 가지는공극들을 가진다. 바람직한 제올라이트 결정자는 ZSM-5 및 실리칼라이트와 같은 0.55 및 0.56 의 직경의 공극을 가지는 MFI-형 제올라이트, 약 0.68 nm 의 직경의 공극을 가지는 오프레타이트(offretite), 및 ZSM-35 및 페리에라이트 같은 0.54 nm 의 직경의 공극을 가지는 페리에라이트 군의 제올라이트를 포함한다. 제올라이트 결정자의 또다른 바람직한 종류는 TON-형 제올라이트를 포함한다. TON-형 제올라이트 결정자의 예들은 US-A-5336478, EP-A-57049 및 EP-A-65400 에 개시된 것 과 같은 ZSM-22, 테타(Theta)-1 및 Nu-10이다. 또다른 제올라이트 결정자의 바람직한 종류는 MTW-형이다. MTW-형 형태를 가지는 분자체의 예들은 예를 들어 US-A-3832449, EP-A-513118, EP-A-59059 및 EP-A-162719 에 개시된 것과 같은 ZSM-12, Nu-13, TEA-실리케이트, TPZ-3, TPZ-12, VS-12 및 테타-3 이다. 제올라이트 결정자의 다음 바람직한 종류는 MTT-형이다. MTT-형 형태를 가지는 제올라이트 결정자의 예들은 예를 들어 US-A-4076842, US-A-4619820, EP-A-522196, EP-A-108486 및 EP-A-42226 에 개시된 것과 같은 ZSM-23, SSZ-32, ISI-4, KZ-1, EU-1, EU-4 및 EU-13이다.
분자체의 1차 결정자의 크기는 0.001 mm 내지 5 mm 의 넓은 범위에서 변할 수 있다. 촉매적 탈납 목적을 위해 제올라이트의 결정자 크기는 적당하게는 100 마이크론 미만이다. 바람직하게는 작은 결정자가 최적의 촉매 활성을 얻기 위해 사용된다. 바람직하게는 10 마이크론 미만, 좀더 바람직하게는 1 마이크론 미만의 결정자가 사용된다.
분자체-바인더 압출물의 바인더는 본질적으로 알루미나가 없는 저산도 내화성(refractory) 산화물 바인더 물질을 포함한다. 적당한 바인더 물질은 그 후 실리카, 지르코니아, 이산화티탄, 이산화게르마늄, 보리아 및 이들중 2 이상의 혼합물과 같은 저산도 내화성 산화물을 포함한다. 그러나, 가장 바람직한 바인더는 실리카이다. 상기 바인더는 젤라틴 침전물, 졸(sol) 또는 겔의 형태일 수 있다. 바이더는 또한 위의 혼합물로서도 존재 할 수 있다. 바람직한 압출물은 US-A-5053374에 개시된 방법으로 제조된 것이다.
분자체 및 바인더의 중량 비는 5:95 내지 95:5 일 수 있다. 보다 낮은 분자체 함량은 종종 보다 높은 선택도를 수득하는데 유리할 수 있고, 보다 높은 분자체 함량은 보다 높은 활성이 요구될 때 바람직하다.
압출 후, 분자체-바인더 압출물은 15 분 내지 24 시간, 좀더 바람직하게는 1 내지 3 시간의 범위 동안, 10 내지 350 ℃, 좀더 바람직하게는 120 내지 150 ℃의 범위의 온도에서 건조된다. 그 후, 촉매 조성물은 통상적 조건, 적당하게는 400 내지 900 ℃의 온도에서, 1 내지 48 시간, 바람직하게는 1 내지 10 시간동안 열풍가열에 의해서 하소된다.
본 발명의 방법중 단계 a)는 분자체-바인더 압출물을, 용액중 VIII 족 금속 양이온과 압출물 중 존재하는 흡착부위의 몰비가 1 이상이고, pH가 8 미만인 상용하는 VIII 족 금속 질산염의 수용액과 접촉시키는 것을 포함한다. VIII 족 금속양이온과 흡착부위 수의 바람직한 몰비는 1 내지 20 이다. 흡착부위는 이론적으로 VIII 족 양이온이 흡착될 수 있는 부위이다. 압출물 그램 당 흡착부위 수의 계산은 하기와 같이 이루어질 수 있다. 압출물은 압출물 그램 당 H+몰의 고정된 값을 가진다. 압출물 그램당 H+몰수는 문헌[Zeolites, 19:288 - 396, 1997]에 개시된 것과 같은 NH3-온도 프로그래밍된 탈착(TPD)으로 측정된다. 본 발명에 따른 흡착부위의 몰수는 함침될 양이온 원자가의 수로 나뉘어지는 압출물 그램 당 H+몰수이다. 이에, VIII 족 금속 양이온 및 흡착부위 수의 몰비는 상기에서 정의된 것처럼 VIII 족 금속 양이온의 몰수를 흡착부위 몰수로 나누는 것으로 정의된다. 함침 반응 후, 결과 촉매(변형된 분자체-바인더 압출물을 함유함)는 흡착부위 수가 고려될 때 기대되어지는 양보다 많은 VIII 족 금속을 함유할 수 있으며, 또한 통상적으로 그렇게 함유하는 것으로 이해한다. 바람직하게는 최종 촉매는 상기 정의된 바와 동일한, 압출물 중 존재하는 VIII 족 금속 양이온 및 압출물 중 존재하는 흡착부위 수의 몰 비를 가진다.
상기 언급된 비는 당 기술분야의 모든 공지 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 상기 언급된 비가 얻어질 정도로 수용액중에 다량 또는 고농도의 VIII 족 금속 질산염을 사용하여, 상기 비가 달성될 수 있다.
바람직한 구현예에서 상기 언급된 비는, 단계 a)에서 분자체-바인더 압출물 와 용액을 접촉시키기 전에, 분자체 또는 분자체-바인더 압출물에서 흡착부위 수를 감소시켜 얻어진다. 분자체 또는 분자체-바인더 압출물중 흡착부위 수는 분자체 결정자중 산 부위 수를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 산부위 수의감소는 당 기술분야의 공지 방법, 예를 들어 분자체-바인더 압출물을 열수처리, 예를 들어 400 내지 900 ℃의 온도에서 입자들을 스티밍(steaming)함으로써 수득될 수 있다.
분자체-바인더 압출물이 분자체로서 알루미노실리케이트를 함유한다면, 본 발명의 방법에 따라 VIII 족 금속과의 함침 반응 전에 분자체 또는 분자체-바인더 압출물을 탈알루미늄(dealumination) 처리하는 것이 유리하다는 것이 알려져 있다. 탈알루미늄 반응은 알루미노실리케이트중에 존재하는 알루미나 부분의 수의 감소, 산 부위의 몰 퍼센트의 감소 및 흡착부위 수의 감소를 야기한다. 탈알루미늄 반응은 본 기술분야에 공지된 방법으로 이루어질 수 있다. 특히 유용한 방법은 탈알루미늄 반응이 분자체의 결정자의 표면에서 선택적으로 일어나거나, 여하튼 선택적으로 일어나는 것으로 주장되는 것들이다.
탈알루미늄 반응 방법의 예들은 WO-A-9641849에 개시되어 있다. 바람직하게는 탈알루미늄은 분자체 또는 분자체-바인더 압출물이, 플루오로실리케이트 염이 하기 화학식으로 표현되는 플루오로실리케이트염 수용액과 접촉하는 방법으로 수행된다:
(A)2/bSiF6
(여기서, 'A'는 H+가 아닌 원자가'b'를 가지는 금속성 또는 비금속성 양이온임). 양이온 'b'의 예들은 알킬암모늄, NH4 +, Mg++, Li+, Na+, K+, Ba++, Cd++, Cu+, Ca++,Cs+, Fe++, Co++, Pb++, Mn++, Rb+, Ag+, Sr++, Tl+및 Zn++이다. 바람직하게는 'A'는 암모늄 양이온이다. 분자체 또는 분자체-바인더 압출물 물질은 분자체 또는 분자체-바인더 압출물 물질 100 그램당 0.0075 몰 이상의 양의 플루오로실리케이트 염과 접촉될 수 있다. pH 는 적합하게는 3 내지 7 이다. 상기 개시된 탈알루미늄 반응 방법의 예는 US-A-5157191에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 방법은 임의의 VIII 족 금속, 예를 들어 Pt, Pd, Ni, Ru 및 Co의 함침 반응에 적합하게 사용될 수 있다. 상응하는 VIII 족 금속 질산염은 예를 들어 Ni(NO3)2와 같은 단순염 또는, 예를 들어 Pt(NH3)4(NO3)2, Pd(NH3)4(NO3)2, Pt(NH3)6(NO3)4또는 Pd(NH3)6(NO3)4와 같은 복합 염이 될 수 있다. 촉매적 탈납 목적을 위해, Pt, Pd 및 Ni 염이 바람직하며, Pt 가 특히 바람직하다. 촉매적 탈납을 위해 바람직한 VIII 족 금속 질산염은 Ni(NO3)2, Pt(NH3)4(NO3)2및 Pd(NH3)4(NO3)2이다.
분자체-바인더 압출물 상에 함침된 플래티늄, 팔라듐 또는 니켈의 전체량은 바람직하게는 성분으로서 산출될 때 분자체-바인더 압출물 의 전체 중량을 기준으로 하여 10 중량 % 미만이 적당하며, 바람직하게는 0.01 내지 5.0 중량 %, 좀더 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량 %의 범위이다.
본 발명에 따른 분자체-바인더 압출물의 함침 반응을 위해, 당 기술분야의 다양한 기술, 예를 들어 순환(circulation) 용액 함침 반응 및 공극 부피 함침 반응을 사용할 수 있다. 바람직하게는 매우 시간-효율적 방법인 공극 부피 함침반응이 이용된다. 이 방법에서, 압출물에 접촉되는 VIII 족 금속 염을 함유하는 용액의 부피는 함침되는 분자체-바인더 압출물의 공극 부피와 거의 동일하다(문헌[Studies in Surface Science and Catalysis, vol. 58, Introduction to zeolite science and practice, H. van Bekkum 등. Elsevier, 1991, 503 면] 참고).
분자체-바인더 압출물 상에 요구되는 금속의 양이 분포되게 하기 위해 사용되는 VIII 족 금속염의 수용액의 농도는 넓은 범위에서 변할 수 있고, 함침 반응의 지속 시간에 영향을 미친다. VIII 족 금속염의 바람직한 농도는 20 % 미만이다. 공극 부피 함침 반응을 사용할 때, 농도는 바람직하게는 0.02 내지 10.0 중량 %, 가장 바람직하게는 0.2 내지 2.0 중량 %의 범위 내이다. 함침 반응의 지속 시간은 적당하게는 5 분 내지 24 시간, 좀더 바람직하게는 5 분 내지 3 시간에서 변화한다.
단계 a)에서 사용되는 수용액은 8 미만, 바람직하게는 3.5 내지 7 의 pH를 가진다. 수용액은 pH가 상기 범위 내라면 암모늄 이온을 함유할 수 있다. 바람직하게는 암모늄 이온은 본질적으로 용액에 존재하지 않는다.
단계 a)에서 사용되는 온도는 결정적이지 않으며, 실온 미만에서 약 100 ℃까지, 좀더 바람직하게는 15 내지 65 ℃의 범위 내에서 변할 수 있다. 바람직하게는 함침 반응은 편의성의 이유 때문에 실온에서 행해진다.
압력은 넓은 범위에서 다양할 수 있으며, 결정적이지 않다. 편의성 때문에, 본 발명의 방법의 단계 a) 에 따른 함침은, 바람직하게는 대기압 하에서 수행된다.
다른 금속이 본 발명의 방법에 따라 VIII 족 금속 질산염과의 함침 반응 전에 임의적으로 분자체 또는 분자체-실리카 압출물에 존재할 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 단계 b)는 단계 a)에서 수득된 분자체-바인더 압출물을 건조하는 것을 포함한다. 단계 a)에서 변형된 분자체-바인더 압출물은 당 기술 분야에서 공지된 임의의 건조 프로파일(profile)에 따라, 실온 내지 350 ℃ 범위의 온도에서 적당하게 건조될 수 있다. 바람직한 구현예에서 분자체-바인더 압출물은 90 분 미만의 지속 시간을 가지며, 온도가 약 실온에서 200 ℃, 바람직하게는 250 ℃ 초과까지 증가하는 고속(accelerated) 건조 프로파일에 따라 건조된다. 상기 건조 프로파일은 연속적, 선형 또는 비선형의, 온도 증가를 포함할 수 있고, 또는 온도가 증가하는 단계 및 온도가 안정하게 유지되는 단계를 포함할 수 있다. 회분식 (batch-wise) 방법에 바람직한 고속 건조 프로파일은 하기 단계들을 포함한다: 분당 10 내지 20 ℃의 범위의 속도로 150 내지 200 ℃ 의 범위의 온도까지 온도를 증가시킴; 이 온도를 5 내지 15 분의 범위의 시간동안 유지시킴; 온도를 분당 10 내지 40 ℃의 범위의 속도로 250 내지 300 ℃ 의 온도까지 증가시킴; 이 온도를 10 내지 20 분의 범위의 시간동안 유지시킴; 실온까지 냉각시킴. 연속적인 공정을 위한 바람직한 고속 건조 프로파일은 그 증가가 점차적이거나, 온도 증가의 속도가 다양한, 연속적 온도 증가를 포함한다. 이 고속 건조 프로파일의 사용은 건조시간을 감소시킬 수 있는데, 이는 촉매가 상업적규모로 제조될 때, 특히 유리하다. 실시예에서 분명해 질 것이나, 본 발명에 따른 함침 반응은 분자체-바인더 압출물 상에 금속의 우수한 분포를 수득하면서 상기 고속 건조 프로파일의 사용을 허가 한다.
건조 후, 분자체-바인더 압출물은 임의적으로 약 350 내지 500 ℃ 의 온도에서 하소된다.
분자체-바인더 압출물을 함유하는 촉매는 사용 전에 당 기술 분야에서 공지된 임의의 방법, 예를 들어 VIII 족 금속 양이온을 수소로써 환원하여 활성화 될 수 있다.
본 발명의 방법에 따른 분자체-바인더 압출물의 처리 후 생성되는 촉매는 임의의 탄화수소 변형 반응에 사용될 수 있다. 상기 탄화수소 전환 반응의 예들은 수소화 분해, 이성체화 반응, 알킬화 반응, 수소화 반응, 탈수소화 반응, 중합 반응, 개질, 촉매적 분해 및 촉매적 수소화 분해이다. 상기 촉매는 적당하게는 촉매적 탈납에 사용될 수 있다. 촉매적 탈납은, 높은 유출 포인트를 부여하는 오일 공급 성분을 높은 유출점을 주지 않는 산물로 선택적으로 변형함으로써 윤활 기초 오일의 유출점을 감소하는 공정을 의미한다. 높은 유출점을 부여하는 산물은 높은 용융점을 가지는 화합물이다. 이들 화합물은 왁스로 일컬어진다. 왁스 화합물은 예를 들어 고온 용융 일반 파라핀, 이소파라핀 및 단일환 화합물을 포함한다. 유출 포인트는 바람직하게는 10 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 20 ℃ 이상 감소된다. 상기 촉매적 탈납 방법의 예들은 전에 언급한 WO-A-9641849 에 개시되어 있다.
촉매는 임의 종류의 탄화수소 공급의 촉매적 탈납에 사용될 수 있다. 적당하게는 촉매는 윤활유, 기초 오일 제품, 가스 오일 및 상대적으로 높은 왁스성 화합물 양을 가지는 공급의 촉매적 탈납에 사용될 수 있다. 높은 왁스성 화합물의 양을 가지는 공급의 예들은 수가공(hydroprocessed) 또는 용매 정제된 왁스성 증류액의 탈납으로 수득되는, 합성 왁스성 라피네이트(Fisher-Tropsh 왁스성 라피네티이트), 수소화 분해 바닥 분획(히드로왁스) 및 슬랙(slack) 왁스이다.
본 발명의 방법은 본 발명의 범위를 제한하지 않는 하기의 실시예들로 설명된다.
비교예 A
ZSM-5/실리카 압출물(30 %/70 % w/w, 800 ℃에서 하소됨)을 0.01 M 수성 암모늄 헥사플루오로실리케이트(AHS) 용액으로 처리, 세척, 건조하고 하소한다. 압출물은 압출물 그램당 0.048 H+mmole을 함유하였다. 그 후, 22.65 그램의 압출물을 5 분 동안 테트라아민 플래티늄 히드록사이드(Pt(NH3)4(OH)2) 용액(5.9 % w/w Pt) 2.79 그램을 함유하는 5.0 M 수용액 16.23 ml로 공극 부피 함침함으로써, 약 0.7 % w/w 플래티늄으로 함침하였다. 용액의 pH는 > 8 이었다. 함침된 압출물을 세척하지 않고, 하기와 같은 저속 건조 프로파일로 건조하였다: 120 ℃에서 2 시간동안 건조시킴; 그 후, 온도를 25 ℃/분 의 속도로 190 ℃ 까지 상승시키고, 1 시간동안 안정하게 유지시킴; 그 후, 온도를 다시 50 ℃/분의 속도로300 ℃ 까지 상승시키고, 한시간 동안 안정하게 유지시킴. 이 후, 압출물을 실온까지 냉각시킨다. 0.048 H+mmole/압출물 그램은 Pt2+양이온에 대해 0.024 mmole 의 흡착부위에 대응한다. 22.65 압출물 그램은 0.54 mmole 흡착부위를 함유한다. 위에서, 용액이 0.84 mmole Pt2+양이온을 함유하는 것으로 계산될 수 있다. 이에, Pt2+양이온 및 흡착부위 수의 몰비는 1.55 가 된다. 수득된 플래티늄 분포는 시각적으로 측정되었으며, 만족할만한 수준이었다.
비교예 B
ZSM-5/실리카 압출물(30 %/70 % w/w, 800 ℃에서 하소된)을 0.01 M AHS 로 처리, 세척, 건조하고 하소한다. 압출물은 압출물 그램당 0.048 H+mmole을 함유하였다. 그 후, 29.15 그램의 압출물을 5 분 동안 테트라아민 플래티늄 히드록사이드(Pt(NH3)4(OH)2) 용액(5.9 % w/w Pt) 3.59 그램을 함유하는 수용액 20.96 ml로 공극 부피 함침함으로써, 약 0.7 % 플래티늄으로 함침하였다. 용액의 pH는 > 8 이었다. 압출물을 세척하지 않고, 하기와 같은 고속 건조 프로파일로 건조하였다: 온도를 15 ℃/분 의 속도로 180 ℃ 까지 상승시킴; 10 분 동안 이 온도를 유지시킴; 온도를 다시 30 ℃/분의 속도로 290 ℃ 까지 상승시킴; 이 온도를 15 분 동안 유지시킴. 이 후, 압출물을 실온까지 냉각시킨다. Pt2+양이온 및 흡착부위 수의 몰비는 1.55 이었다. 테트라아민 플래티늄 히드록사이드 착체가 분해되지 않았기 때문에, 플래티늄 분포는 일어나지 않았다.
실시예 1
ZSM-5/실리카 압출물(30 %/70 % w/w, 800 ℃에서 하소됨)을 0.01 M AHS으로 처리, 세척, 건조하고 하소한다. 압출물은 압출물 그램당 0.048 H+mmole을 함유하였다. 그 후, 29.15 그램의 압출물을 5 분 동안 테트라아민 플래티늄 질산염(Pt(NH3)4(NO3)2) 용액(2.99 % w/w Pt) 6.82 그램을 함유하는 수용액 20.96 ml로 공극 부피 함침함으로써, 약 0.7 % w/w 플래티늄으로 함침하였다. 용액의 pH는 약 6 이었다. 압출물을 세척하지 않고, 하기와 같은 고속 건조 프로파일로 건조하였다: 온도를 15 ℃/분 의 속도로 180 ℃ 까지 상승시킴; 10 분 동안 이 온도를 유지시킴; 온도를 다시 30 ℃/분의 속도로 290 ℃ 까지 상승시킴; 이 온도를 15 분 동안 유지시킴. 이 후, 압출물을 실온까지 냉각시킨다. Pt2+양이온 및 흡착부위 수의 몰비는 1.49 가 된다. 우수한 플래티늄 분포가 수득되었다.
실시예 2
ZSM-5/실리카 압출물(30 %/70 % w/w, 800 ℃에서 하소됨)을 AHS 용액으로 처리, 세척, 건조하고 하소한다. 압출물은 압출물 그램당 0.048 H+mmole을 함유하였다. 그 후, 47.96 그램의 압출물을 약 15 분 동안 니켈 질산염(Ni(NO3)2ㆍ6H2O) 1.68 그램을 함유하는 수용액 30.74 ml로 공극 부피 함침함으로써, 약 0.7 % w/w 니켈으로 함침하였다. 용액의 pH는 약 4 이었다.압출물을 세척하고, 하기와 같은 고속 건조 프로파일로 건조 및 하소하였다: 온도를 15 ℃/분 의 속도로 180 ℃ 까지 상승시킴; 10 분 동안 이 온도를 유지시킴; 온도를 다시 30 ℃/분의 속도로 300 ℃ 까지 상승시킴; 이 온도를 15 분 동안 유지시킴. 이 후, 압출물을 실온까지 냉각시킨다. 압출물에 존재하는 Ni2+양이온 및 흡착부위 수의 몰비는 5.0 이 된다. 우수한 니켈 분포가 수득 되었다.
실시예에서 수득된 결과의 요약은 표 1 에 나타낸다. 비교예 A에서, 만족스러운 분포 결과는 테트라아민 플래티늄 히드록사이드 및 저속 건조 프로파일을 사용하여 수득된 것이다. 고속 건조 프로파일이 비교예 B처럼 저속 건조 프로파일 대신에 사용될 때, 테트라아민 플래티늄 히드록사이드 착체는 분해되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이 촉매가 계속해서 환원 분위기에서 활성화될 때, Pt 의 촉매 외부로의 이동이 관찰되고, 허용할 수 없는 수행 손실을 야기하였다. 실시예 1 및 2 는, 본 발명에 따라 VIII 족 금속 질산염 착체가 사용될 때, 우수한 분포뿐만 아니라 동시에 착체의 완전한 분해를 수득하면서, 고속 건조 프로파일이 사용될 수 있음을 보여준다.
실험 사용된 VIII 족 금속 용액의 pH 분자체의 형태 건조 프로파일 흡착부위상의 VIII 족 금속 양이온의 비 분포 결과
A Pt(NH3)4(OH)2 > 8 H- 형 저속 1.55 만족스러움
B Pt(NH3)4(OH)2 > 8 H- 형 고속 1.55 착체가 분해되지 않음
1 Pt(NH3)4(NO3)2 ±6 H- 형 고속 1.49 양호
2 Ni(NO3)2ㆍ6 H2O ±4 H- 형 고속 5.0 양호

Claims (15)

  1. 바인더가 본질적으로 알루미나가 없는 저산도 내화성(refractory) 산화물 바인더 물질을 포함하는, 분자체-바인더 압출물에 하기 단계에 의해서 VIII 족 금속을 함침하는 방법:
    a) 분자체-바인더 압출물과 pH 가 8 미만인 상응하는 VIII 족 금속 질산염 수용액을 접촉시킴(여기서 용액중 VIII 족 금속 양이온과 압출물 중 존재하는 흡착부위 수의 몰비가 1 이상임),
    b) 단계 a)에서 수득되는 분자체-바인더 압출물을 건조시킴.
  2. 제 1 항에 있어서, VIII 족 금속 양이온 및 흡착부위 수의 몰비가 1 내지 20 인 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분자체-바인더 압출물중 흡착부위 수를 VIII 족 금속의 함침 반응 전에 탈알루미늄 처리로 감소시키는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 탈알루미늄 처리가 분자체 또는 분자체-바인더 압출물을 암모늄 헥사플루오로 실리케이트 용액과 접촉시키는 것을 포함하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, VIII 족 금속이 Ni, Pt 또는Pd인 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, VIII 족 금속 질산염이 Ni(NO3)2, Pt(NH3)4(NO3)2또는 Pd(NH3)4(NO3)2인 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 분자체가 MFI, TON, MTT 또는 MTW 형인 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 바인더가 실리카인 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 를 3.5 내지 7 범위의 pH를 가지는 상응하는 VIII 족 금속 질산염 수용액으로 수행하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 를 암모늄 이온의 본질적인 부재 하에서 수행하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)를 공극 부피 함침 방법으로 수행하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)를, 실온에서 200 ℃ 초과로 온도를 증가시키는, 90 분 미만의 지속 시간을 가지는 고속(accelerated) 건조 프로파일에 따라 수행하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 분자체가 함침 반응 전에 H-형인 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 방법으로 수득되며, 압출물에 존재하는 VIII 족 금속 양이온 및 압출물 에 존재하는 흡착부위 수의 몰비가 1 내지 20 인 분자체-바인더 압출물을 함유하는 촉매의 탄화수소 변형 반응에서의 용도.
  15. 제 14 항에 있어서, 촉매적 탈납 공정에서의 용도.
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