KR20160083522A - 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법 - Google Patents

캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160083522A
KR20160083522A KR1020140195429A KR20140195429A KR20160083522A KR 20160083522 A KR20160083522 A KR 20160083522A KR 1020140195429 A KR1020140195429 A KR 1020140195429A KR 20140195429 A KR20140195429 A KR 20140195429A KR 20160083522 A KR20160083522 A KR 20160083522A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nickel
castor oil
catalyst
nickel catalyst
hydrogenation
Prior art date
Application number
KR1020140195429A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101655764B1 (ko
Inventor
고형림
김수영
조진호
Original Assignee
한경대학교 산학협력단
(주)동양유지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한경대학교 산학협력단, (주)동양유지 filed Critical 한경대학교 산학협력단
Priority to KR1020140195429A priority Critical patent/KR101655764B1/ko
Publication of KR20160083522A publication Critical patent/KR20160083522A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101655764B1 publication Critical patent/KR101655764B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/12—Oxidising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

본 발명은 좀 더 높은 품질의 계면활성제를 원하는 수요자의 요구를 맞추고, 냄새성분이 적은 수소화 캐스터 오일을 제조하기 위하여, 니켈촉매를 환원/산화 반복 처리하여 효과적인 니켈촉매를 제조하고 상기의 니켈촉매를 이용하여 낮은 요오드가를 갖는 캐스터 오일을 제조하는 것으로, 요오드가가 2.0 이하인 수소화 캐스터 오일을 제조하기 위한 니켈 촉매에 관한 것이다.
요오드가가 2.0 이하인 수소화 캐스터 오일은 냄새가 적으며 반응성이 낮아서 높은 품질의 계면활성제를 제조할 수 있다.

Description

캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법{Nickel catalyst and Hydrogenated Castor oil produced by this Nickel catalyst}
본 발명은 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
피마자는 적도 근방의 무덥고 건조한 지역에서 재배가 되는 다년생 식물로 인도, 브라질이 세계적으로 널리 알려진 재배지이며, 중국, 동남아 일부에서도 재배가 되고 있다.
피마자를 압출과 용제추출방식을 이용하여 피마자 오일을 얻을 수 있으며, 피마자 오일은 캐스터 오일(Castor oil)이라고도 한다. 오늘날 캐스터 오늘은 빠르게 성장하고 있는 산업의 한 분야이며, 캐스터 오일의 화학적 구조는 유지화학분야에 있어서도 다양한 반응성을 지녀 많은 분야에서 관심을 끌고 있다. 이러한 캐스터 오일 유도체들은 현재 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있고, 이는 석유화학분야와 견줄 수 있을 정도이다. 캐스터 오일은 실제 친환경, 생태계, 재활용적인 측면에서는 오히려 석유화학분야보다 우수한 평가를 받고 있다.
이는 캐스터 오일의 유지는 리시놀레인산으로 알려져 있는 cis-9, 12 Hydroxy octadecanoic acid라는 불포화 수산화 지방산의 특정함량으로 인해 발생되는 물리적, 화학적인 고유한 성질 때문에 상업적으로 매우 광범위하게 이용할 수 있기 때문이다. 또한, 캐스터 오일은 60% 이상이 가공된 형태로 활용되고 있는데, 그 중 대부분이 수소화 캐스터 오일의 형태로 유통된고 있다. 수소화 캐스터 오일은 계면 활성제의 원료로 많이 사용되고 있는데, 계면 활성제의 전 세계 수요량은 1,300만톤으로써 시장규모가 226억 달러를 넘어서고 있다.
캐스터 오일 또는 피마지유의 화학구조는 하기 화학식 1에 표기 되어 있다.
[구조식 1]
Figure pat00001
하기 표1은 캐스터 오일의 구성 지방산을 나타낸 것이다.
Figure pat00002
상기의 표 1을 살펴보면, 캐스터 오일의 주요 지방산은 리시놀레산으로, 리시놀레산의 화학식은 C18H34O3로 성숙한 캐스터 오일 속에 존재하며, 그 지방산의 80% 이상을 차지하는 불포화 오메가-9 지방산으로서 하이드록시기와 탄소-탄소 이중결합을 1개씩 가진 카복실산이다. 결정형의 덩어리이며 녹는점 5.5℃, 끓는점 226℃(10mmHg)로 에탄올ㅇ아세톤ㅇ에테르 등에는 잘 녹지만, 석유에테르에는 잘 녹지 않는다. 캐스터 오일은 공업적으로는 가수분해된 피마자기름의 분별증류 또는 비누화에 의해 제조된다. 아연염은 탈취제로 사용된다. 항염증 효과와 진통 효과가 있으며, 드라이클리닝용 비누나 섬유 유재의 원료로 사용된다.
리시놀레산의 화학구조는 하기의 구조식 2로 표기 된다.
[구조식 2]
Figure pat00003

유지의 수소화 공정에는 주로 실리카에 지지된 니켈, 레이니니켈, 구리-크롬, 구리-니켈 등을 촉매로 사용하며, 특정 유지의 수소화에는 저온에서도 활성이 우수한 귀금속 촉매를 사용한다. 니켈 촉매는 대부분 실리카에 지지하여 사용되며, 보통 침전법으로 제조한다.
유지를 경화시켜 마가린을 제조할 때에는 유지의 모든 이중 결합이 포화될 때까지 수소화하지 않고 일부만 수소화하므로, 촉매의 수소화 선택성 역시 활성 못지않게 중요하다. 반면 유지에서 스테아린산 등의 포화지방산을 제조할 때는 모든 이중결합을 수소화시키고 활성 물질이 지방산에 녹지 않아야 하므로 내산성과 활성이 아주 강한 촉매가 필요하다.
계면활성제의 중간원료인 수소화 캐스터 오일은 수소첨가 캐스터 오일, 수첨캐스터 오일이라 불리며, 기존에 시중에서 많이 유통되는 수소화 캐스터 오일은 수소화정도를 나타내는 요오드가(Iodine value)가 3.0 이상이었다. 그러나 최근에 좀 더 높은 품질의 계면활성제를 원하는 수요자의 요구를 맞추고, 냄새성분이 적은 수소화 캐스터 오일을 제조하기 위해서는 요오드가를 2.0이하로 낮춘 수소화 캐스터 오일의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 낮은 요오드가의 캐스터 오일의 제조를 하기 위해서는 수소화 공정의 주요 변수인 온도와 압력, 촉매량, 교반 속도 등을 변화시켜서는 달성하기 어렵고, 기존의 니켈촉매의 효율을 향상시켜야 한다.
수소화된 정도를 나타내는 요오드가(Iodine Value, IV)는 지방 100g에 첨가되는 요오드(I2)의 그램수(g)를 일컫는 것으로, 불포화지방산은 요오드값이 높다.
요오드가는 공기 중에서 산소를 흡수하여 고체화되기 쉬운 정도를 나타낸 것이며, 짝이중결합이 있는 경우, 이중결합이 카르복시기(-COOH)의 근처에 있을 경우, 유지 분자내의 불포화결합 위치 등에 따라 요오드가는 이론값보다 조금 낮은 값을 가지는 경우가 있지만, 유지류의 평균 불포화도를 조사하는 방법으로 널리 이용되고 있다. 요오드가의 측정법으로는 와이스법이 주로 사용되며 0.1~1g의 시료를 사염화탄소 10cc에 녹이고 일염화요오드의 빙초산용액을 첨가하여 잘 섞은 후 1시간 동안 어둡고 차가운 곳에서 반응시켜 남아있는 양을 적정에 의해 측정하고 병행한 대조군의 차이를 계산하여 구한다.
유지를 고온에서 장시간 가열하거나 자동산화가 진행되면 불포화지방산이 분해되므로 요오드가는 낮아진다.
요오드가가 높은 기름은 융점이 낮고, 이중결합이 많기 때문에 반응성이 풍부하고, 산화되기 쉽다. 요오드가가 낮은 기름은 융점이 높고, 산화안정성이 좋다.
또한, 수소첨가에 의해서도 요오드가는 저하되며, 일반적으로 동물성 기름은 요오드가가 낮으며 식물성기름은 요오드가가 높다. 요오드가가 낮으면 단단한 비누가 만들어지고 요오드가가 높으면 부드러운 비누가 만들어진다.
한국공개특허 제10-2010096279호는 니켈 수소화 촉매에 관한 것으로, 고체 실리카 담체에 니켈을 포함하는 촉매로서, 0.4ml/g의 비기공부피와 360~420℃ 범위의 TPR 피크 최대값을 갖는 촉매를 특징으로 하고 있으며, 코딩된 촉매 중량을 기초로 계산하였을 때, 니켈 함량을 현저하게 줄일 수 있으면서도, 코팅된 촉매의 (동일한)촉매 중량 기준으로 동일한 활성을 유지할 수 있는 니켈 촉매를 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
한국공개특허 제10-2013-0051937호는 촉진된 지지 니켈 촉매를 사용한 지방산의 수소화에 관한 것으로, 수소 및 지지 니켈 촉매의 존재 하에 불포화 지방산은 수소화하는 단계를 포함하고, 지지 니켈 촉매는 촉매의 중량에 대한 원자 니켈로부터 산출된 5 내지 80wt%의 니켈, 촉매의 중량에 대한 원자 구리로서 산출된0.1 내지 10wt%의 구리 포로모터 및 촉매의 중량에 대해 금속 산화물로서 산출된 1 내지 10wt%의 11족 금속을 포함하는 특징이 있다.
상기 종래의 기술은 수소화 촉매로 니켈을 사용하고 있으나, 침전법에 의해서 제조된 것으로 니켈의 지지체에 대한 분산도가 낮아서 수소화 효율이 여전히 낮은 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는 종래의 니켈 촉매를 이용한 캐스터 오일의 수소화에서 보여주는 기술적 문제점을 해결하기 위하여 연구하던 중, 니켈 촉매의 지지체에 대한 분산도를 증가시켜서 수소화 효율을 높일 수 있는 방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
한국공개특허 제10-2014-0096279호(2014.08.05.) 한국공개특허 제10-2013-0051937호(2013.05.21.)
본 발명은 좀 더 높은 품질의 계면활성제를 원하는 수요자의 요구를 맞추고, 냄새성분이 적은 수소화 캐스터 오일을 제조하기 위하여, 니켈촉매를 환원/산화 반복 처리하여 효과적인 니켈촉매를 제조하고 상기의 니켈촉매를 이용하여 낮은 요오드가를 갖는 캐스터 오일을 제조하는데 목적이 있다.
본 발명은 (a) 니켈 함유 용액에 지지체를 넣고, 침전제를 사용하여 침전물을 수득하는 단계; (b) 수득한 침전물을 환원분위기에서 1차 환원시키는 단계; (c) 1차 환원된 침전물을 산화분위기에서 산화시키는 단계; (d) 산화된 침전물을 환원분위기에서 2차 환원시키는 단계;를 포함하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 단계에서의 상기 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 티타니아, 지르코니아 중 어느 하나 이상 선택될 수 있으며, 상기 (b) 단계에서의 온도는 450℃ ~ 600℃의 범위인 일 수 있으며, 상기 (c) 단계의 온도는 400℃ ~ 500℃의 범위일 수 있고, 상기 (d) 단계의 온도는 450℃ ~ 600℃의 범위일 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계의 침전물을 수득하는 단계는 교반하는 단계, 침전물을 여과하는 단계, 여과된 침전물을 건조 및 소성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 교반하는 단계의 교반속도는 300rpm ~ 600rpm일 수 있다.
한편, 상기 니켈 촉매의 니켈의 함량은 20중량% ~ 50중량%일 수 있다.
본 발명의 다른 일례는 상기 제조방법 중 어느 하나에 의해, 제조되고 니켈을 20중량% ~ 50중량% 포함하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매를 제공하며, 또한, 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매로서, 니켈을 20중량% ~ 50중량% 포함하고, 캐스터 오일의 수소화에 의해서 요오드가를 2.0이하로 낮출 수 있는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 요오드가를 낮추는 니켈촉매 및 니켈촉매를 통해 제조된 수소화 캐스터 오일은 니켈촉매를 환원/산화 반응을 반복 처리함으로써, 캐스터 오일의 요오드가를 낮추며 반응성 또한 낮추어서 캐스터 오일의 이동 및 보관의 안정성이 향상된다.
또한, 냄새 성분이 적어지며, 높은 품질의 계면 활성제를 제조할 수 있는 수소화 캐스터 오일을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 발명의 구성을 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 요오드가를 낮추는 니켈촉매 및 이를 통해 제조된 수소화 캐스터 오일에 관한 것으로, 유지의 수소 첨가 목적은 유지를 구성하는 불포화 지방산의 이중결합을 수소화함으로써 불포화도를 감소시켜 유지의 융점상승, 산화안정성의 증대, 가소성의 변화 등 유지의 화학적, 물리적 성질을 변화시키는데 있다. 이중결합의 수가 감소될수록 자체 산화가 될 기회가 적어지므로, 냄새 및 품질의 안정도가 증가하고, 생성된 제품의 물리적 특성의 변화가 수반되므로 이동 및 저장 등에 유리하여 활용도가 더 많아진다.
니켈촉매는 기존의 제조방법인 침전법을 사용하여 제조한 경우보다 니켈의 분산도를 넓히기 위하여 환원과 산화처리를 반복하여 전처리하는 것에 의해서 분산도가 넓어지고, 이로 인해 수소화활성이 향상되어 수소화 캐스터 오일의 수소화정도를 더욱 높여 요오드가를 낮출 수 있다.
본 발명에서 사용된 촉매의 제조방법은 하기와 같다.
제조된 수소화 촉매 중 니켈의 함량이 20중량% ~ 50중량%이 되도록 니켈 함유 수용액에 담체 또는 지지체인 실리카를 넣고 온도를 80 ~ 100℃까지 올린 후 침전제인 탄산나트륨(Na2CO3)을 사용하여 침전시킨다. 그 후, 400 ~ 600 rpm 의 일정한 속도로 교반한다. 이렇게 침전된 침전물을 여과하고, 오븐에서 100 ~ 150℃로 10 ~ 18시간 건조한 후, 450 ~ 600℃ 에서 4 ~ 7시간 소성한다.
본 발명에서 니켈의 함량비는 제조된 촉매, 즉 담체 혹은 지지체에 담지된 니켈과 담체 혹은 지지체의 전체 중량에 대한 함량비이다.
상기 침전법으로 제조한 촉매를 1차 환원온도 450 ~ 600℃의 범위에서 수소를 사용하여 환원하여 1차 환원 촉매를 제조한다. 제조된 1차 환원촉매를 산소를 사용하여 400 ~ 500℃에서 산화시킨 후 수소를 사용하여 450 ~ 600℃의 온도에서 2차 환원시킴으로써 2차 환원촉매를 제조한다. 상기 제조된 2차 환원촉매가 본 발명에서 제조된 요오드가를 낮추는 니켈촉매이다.
상기의 담지체 또는 지지체는 실리카에 한정을 두지 않으며, 알루미나, 실리카-알루미나, 티타니아 및 지르코니아 중 어느 하나 이상 선택되어 제조할 수 있다.
본 발명에서 산소를 이용하여 제조된 촉매를 산화하는 방법에 있어서, 산화분위기는 산소뿐만 아니라 니켈촉매의 물성을 해하지 않으면서 산화분위기를 형성할 수 있는 기체라면 사용 가능하다.
또한, 본 발명에서 수소를 이용하여 촉매를 환원하는 방법에 있어서, 제조된 니켈 촉매의 물성을 해하지 않는 범위에서 환원분위기를 조성할 수 있는 기체라면 수소 외에도 사용이 가능하며, 반드시 환원분위기를 조성할 수 있는 기체에 수소로 제한을 두지 않는다.
산화분위기에서 산소를 사용하여 산화시키는 온도는 바람직하게 400℃ ~ 500℃로, 산화온도가 400℃ 보다 낮으면 니켈의 재분산을 일으키는 니켈 산화물의 생성이 충분히 않아 분산도가 상승되지 않으며, 산화시키는 온도가 500℃ 보다 높으면 니켈의 과도한 소결현상으로 니켈 재분산이 일어나기 힘들어 분산도 상승을 초래할 수 없다.
본 발명에서 2차 환원분위기에서 환원되는 온도는 바람직하게 450℃ ~600℃로, 환원온도가 450℃ 보다 낮으면, 산화과정에서 생성된 니켈 산화물의 재분산이 충분히 발생하기 힘들고, 환원온도가 600℃보다 높으면 환원에 의한 재분산과 함께 열에 의한 소결이 같이 발생하여 니켈의 분산도가 오히려 감소한다.
제조된 촉매의 니켈의 함량은 20중량% ~ 50중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 30중량% ~40중량이다. 니켈 함량이 20중량% ~ 50중량%의 범위를 벗어나는 경우, 니켈이 지지체인 실리카에 고르게 분산되지 않기 때문에 니켈 촉매로서의 효과가 감소할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[비교예 1]
질산니켈(Ni(NO3)2) 550g을 물(H2O) 100에 녹여 실리카(SiO2) 165g에 붓고(니켈 함량 40wt%), 침전제를 사용하여 침전시키고 여과를 한 다음 오븐에서 120℃로 12시간 건조한 후, 500℃에서 5시간 소성한다. 이렇게 침전법으로 제조한 니켈촉매 50g에 수소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 450℃에서 5시간동안 환원하여 최종적으로 니켈촉매를 제조한다.
[비교예 2]
질산니켈 550g을 물 100g에 녹여 실리카165g에 붓고(니켈 함량 40wt%), 침전제를 사용하여 침전시키고 여과를 한 다음 오븐에서 120℃로 12시간 건조한 후, 500℃에서 5시간 소성한다. 이렇게 침전법으로 제조한 니켈촉매 50g에 수소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 450℃에서 5시간동안 환원하고 산소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 300℃에서 5시간 산화하고 다시 수소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 450℃에서 5시간 환원해서 최종적으로 니켈촉매를 제조한다.
이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[비교예 3]
상기 비교예 2의 산화조건에서 온도를 600℃로 조정한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[비교예 4]
상기 비교예 2의 산화조건에서 온도를 400℃로 조정하고 환원조건에서 온도를 350℃로 조정한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[비교예 5]
상기 비교예 2의 산화조건에서 온도를 400℃로 조정하고 환원조건에서 온도를 700℃로 조정한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[비교예 6]
비교예 1에서 니켈의 함량을 다르게 하기 위해 질산니켈 100g, 실리카 180g(니켈 함량 10wt%)를 사용하였고, 이렇게 침전법으로 제조한 니켈촉매 50g에 수소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 450℃에서 5시간동안 환원하고 산소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 400℃에서 5시간 산화하고 다시 수소를 4,500㎖/min으로 흘려주면서 450℃에서 5시간 환원해서 최종적으로 니켈촉매를 제조하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[비교예 7]
비교예 6과 니켈의 함량을 다르게 하기 위하여 질산니켈 610g, 실리카 100g(니켈 함량 55wt%)를 사용하였고, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[실시예 1]
상기 비교예 2의 산화조건에서 온도를 400℃로 조정한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[실시예 2]
상기 비교예 2의 산화조건에서 온도를 500℃로 조정하고 환원조건에서 온도를 600℃로 조정한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행한다.
[실시예 3]
비교예 6에서 니켈의 함량을 다르게 하기 위해 질산니켈 300g, 실리카 140g(니켈 함량 30wt%)로 조정한 것 외에는 비교예 6과 동일하게 수행하며, 이에 따른 캐스터 오일의 수소화 반응 평가는 비교예 1과 동일하게 수행하였다.
수소화 반응 실험
상기의 비교예 및 실시예에서 제조된 니켈촉매를 사용한 캐스터 오일의 수소화 반응평가는 하기와 같이 진행된다.
부피 5L의 회분식반응기에 캐스터 오일을 2,500g 투입하고, 반응기의 온도를 140℃로 승온 시키면서, 355rpm의 속도로 교반한다. 온도가 140℃에 도달하면 수소로 퍼징한 후 제조된 니켈촉매 35g을 투입구를 통하여 투입하고 투입구 밸브를 닫는다. 수소를 9bar가 될 때까지 채워주고 반응을 시작한다.
2시간과 4시간 후의 시료를 반응기 바닥에 있는 샘플채취부로부터 채취하여 요오드가를 측정하였으며, 물성 평가의 결과는 하기 표 2과 같다.
Figure pat00004
상기의 물성평가인 요오드가는 KS H ISO 3961 방법으로 측정한다.
상기의 표 2에서 보여주는 실시예 및 비교예의 물성 평가를 살펴보면, 비교예 1은 산화 및 2차환원 처리를 하지 않은 것으로, 요오드가가 3,0으로 높게 나타나고 있는 것으로 1차환원에 의해서, 즉 환원을 한번하는 것에 의해서 바람직한 니켈의 분산도가 달성되지 않은 것을 알 수 있다.
비교예 2 및 비교예 3은 1차 및 2차환원온도 450℃에서 산화 온도의 효과를 보여주는 것으로, 산화처리를 300℃, 600℃에서 한 경우, 요오드가가 2.5, 2.3이며, 이는 실시예 1 및 실시예 3에서 보여주는 요오드가 2.0, 1.9 보다 높다.
비교예 4 및 비교예 5는 산화온도 400℃에서 환원 온도의 효과를 보여주는 것으로, 환원처리를 350℃, 700℃에서 한 경우, 요오드가가 2.8, 2.7이며, 이는 실시예 1 및 실시예 3에서 보여주는 요오드가 2.0, 1.9 보다 높다.
또한, 비교예 6 및 비교예 7은 산화온도 400℃, 환원온도 450℃에서 니켈의 함량에 따른 효과를 보여주는 것으로, 니켈의 함량이 10wt%, 55wt% 인 경우, 요오드가가 2.2, 2.3이며, 이는 실시예 1 및 실시예 3에서 보여주는 요오드가 2.0, 1.9 보다 높다.
상기의 비교예 및 실시예를 통하여 효과적인 제조된 수소화 촉매의 니켈 함량은 30wt% 내지 50wt%이며, 환원온도는 450℃ ~ 600℃, 산화온도는 400℃ ~ 500℃일 때, 제조된 니켈 촉매를 이용하여 요오드가가 2.0 이하로 낮은 수소화 캐스터 오일을 제조할 수 있다.
본 발명에 의해 제조된 니켈 촉매를 이용하여 캐스터 오일을 수소화 하는 경우, 캐스터 오일의 수소화 반응활성에 더 높은 효율을 보여, 요오드가가 2.0 이하로 낮은 수소화 캐스터 오일을 제조할 수 있으며, 상기의 요오드가가 낮은 수소화 캐스터 오일은 품질이 뛰어난 계면활성제를 제조하는 데 유용하여, 상업적으로 응용 가능성이 높음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 도면에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 니켈 함유 용액에 지지체를 넣고, 침전제를 사용하여 침전물을 수득하는 단계;
    (b) 수득한 침전물을 환원분위기에서 1차 환원시키는 단계;
    (c) 1차 환원된 침전물을 산화분위기에서 산화시키는 단계;
    (d) 산화된 침전물을 환원분위기에서 2차 환원시키는 단계; 를 포함하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서의 상기 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 티타니아, 지르코니아 중 어느 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서의 온도는 450℃ ~ 600℃의 범위인 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 온도는 400℃ ~ 500℃의 범위인 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 온도는 450℃ ~ 600℃의 범위인 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 침전물을 수득하는 단계는 교반하는 단계, 침전물을 여과하는 단계, 여과된 침전물을 건조 및 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 교반하는 단계의 교반속도는 300rpm ~ 600rpm인 것을 특징으로 하는 케스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 니켈 촉매의 니켈의 함량은 20중량% ~ 50중량%인 것을 특징으로 하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매의 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해, 제조되고 니켈을 20중량% ~ 50중량% 포함하는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매.
  10. 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매로서, 니켈을 20중량% ~ 50중량% 포함하고, 캐스터 오일의 수소화에 의해서 요오드가를 2.0이하로 낮출 수 있는 캐스터 오일의 수소화를 위한 니켈 촉매.
KR1020140195429A 2014-12-31 2014-12-31 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법 KR101655764B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140195429A KR101655764B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140195429A KR101655764B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160083522A true KR20160083522A (ko) 2016-07-12
KR101655764B1 KR101655764B1 (ko) 2016-09-09

Family

ID=56505064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140195429A KR101655764B1 (ko) 2014-12-31 2014-12-31 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101655764B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266443A (zh) * 2018-11-06 2019-01-25 武汉九珑人福药业有限责任公司 药用级氢化蓖麻油的制备方法
WO2020141705A1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-09 한화솔루션 주식회사 수소화반응용 촉매 및 이의 제조방법
WO2020262989A1 (ko) * 2019-06-28 2020-12-30 한화솔루션 주식회사 수소화반응용 촉매 및 그 제조방법
US11999911B2 (en) 2019-06-28 2024-06-04 Hanwha Solutions Corporation Catalyst for hydrogenation and method for preparing same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220408750A1 (en) * 2021-06-29 2022-12-29 The Kitchen Laboratories, LLC Formulation to solidify cooking oil or grease and methods of making and using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008440B1 (ko) * 1989-05-16 1993-09-04 유니레버 엔브이 니켈/실리카 촉매 및 그 제조방법과 용도
KR20090064455A (ko) * 2006-09-20 2009-06-18 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 선택적 수소화를 위한 니켈 촉매
KR20130051937A (ko) 2010-04-22 2013-05-21 바스프 코포레이션 촉진된 지지 니켈 촉매를 사용한 지방산의 수소화
JP5383909B2 (ja) * 2009-06-12 2014-01-08 アグリゲート・エナジー，エルエルシー 金属および補助成分を含む触媒、および酸素含有有機生産物を水素化する方法
KR20140096279A (ko) 2011-10-12 2014-08-05 바스프 코포레이션 니켈 수소화 촉매

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008440B1 (ko) * 1989-05-16 1993-09-04 유니레버 엔브이 니켈/실리카 촉매 및 그 제조방법과 용도
KR20090064455A (ko) * 2006-09-20 2009-06-18 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 선택적 수소화를 위한 니켈 촉매
JP5383909B2 (ja) * 2009-06-12 2014-01-08 アグリゲート・エナジー，エルエルシー 金属および補助成分を含む触媒、および酸素含有有機生産物を水素化する方法
KR20130051937A (ko) 2010-04-22 2013-05-21 바스프 코포레이션 촉진된 지지 니켈 촉매를 사용한 지방산의 수소화
KR20140096279A (ko) 2011-10-12 2014-08-05 바스프 코포레이션 니켈 수소화 촉매

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109266443A (zh) * 2018-11-06 2019-01-25 武汉九珑人福药业有限责任公司 药用级氢化蓖麻油的制备方法
WO2020141705A1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-09 한화솔루션 주식회사 수소화반응용 촉매 및 이의 제조방법
US11878286B2 (en) 2018-12-31 2024-01-23 Hanwha Solutions Corporation Catalyst for hydrogenation reaction and preparation method for same
WO2020262989A1 (ko) * 2019-06-28 2020-12-30 한화솔루션 주식회사 수소화반응용 촉매 및 그 제조방법
US11999911B2 (en) 2019-06-28 2024-06-04 Hanwha Solutions Corporation Catalyst for hydrogenation and method for preparing same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101655764B1 (ko) 2016-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101655764B1 (ko) 캐스터 오일(Castor oil)의 수소화를 위한 니켈 촉매 및 이의 제조방법
Yin et al. Catalytic conversion of glycerol to lactic acid over graphite-supported nickel nanoparticles and reaction kinetics
Trasarti et al. Selective hydrogenation of soybean oil on copper catalysts as a tool towards improved bioproducts
EP2909274B1 (de) Reiskleiewachsoxidate
CN107778138A (zh) 一种1，4‑丁炔二醇两段加氢制备1，4‑丁二醇的方法
CN105111620B (zh) 一种液体钙∕锌热稳定剂、其制备方法及实施该方法的设备
CN104096559A (zh) 多壁碳纳米管负载铂油脂氢化催化剂
CN101407461B (zh) 一种二甘醇二苯甲酸酯的制备方法
WO2008071059A1 (fr) Catalyseur à suspension et son procédé de préparation
CN104525247B (zh) 一种用于蓖麻油制备生物航煤加氢脱氧和加氢异构化催化剂的制备方法
Radlove et al. Catalytic isomerization of vegetable oils: nickel catalysts
TW443942B (en) Catalyst for hydrating cyanohydrin and method of producing hydroxycarboxyloc acid amide in presence thereof
JP2014189498A (ja) 乳酸の製造方法
JP2016501202A (ja) メチロールアルカナールの製造方法
CN105854951A (zh) 一种抗氧化纳米铜基催化剂的制备及应用方法
Mello et al. Turning used frying oil into a new raw material to printing inks
JPH07505085A (ja) シェル触媒、その製法および使用
Liang et al. Hydrogenation of methyl laurate to produce lauryl alcohol over Cu/ZnO/Al2O3 with methanol as the solvent and hydrogen source
CN107108437A (zh) 选择性氢化植物油的改进方法
US2121367A (en) Process of catalytically hydrogenating high-molecular nonaromatic carboxylic acids
DE102008026583A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffadditiven aus Glycerin
CN102701927A (zh) 一种生产香兰素的方法
US20230082782A1 (en) Process for the hydrogenation of hydrocarbon resins using catalysts with protective coatings
JPH02235827A (ja) アルカノールの製造法
US2241417A (en) Higher aliphatic alcohols

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant