KR101953218B1 - 2단 반응으로 함산소 탄화수소로부터 탈산소 연료를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에는 2단 반응으로 함산소 탄화수소로부터 탈산소 연료를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 수소화 촉매를 이용한 제1단 반응; 및 수첨탈산소 촉매를 이용한 제2단 반응을 포함하여 함산소 탄화수소 화합물의 수첨탈산소 반응성을 향상시켜 주는 효과가 있다.
Description
본 명세서에는 2단 반응으로 함산소 탄화수소로부터 탈산소 연료를 제조하는 방법이 개시된다.
목재, 건축 폐기물, 음식물 쓰레기 등 유기성 폐자원과 목재, 초본 등 바이오매스는 미래의 지속가능한 에너지 원료 및 화학 제품 원료로 주목받고 있다. 바이오매스의 당 성분을 생물학적으로 발효시키거나 화학적으로 열 및 촉매 반응으로 전환시키는 기술이 많이 개발되었으나, 이 경우 당을 제외한 다른 탄소원들을 사용하지 못한다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 바이오매스 및 유기성 폐자원의 전성분을 활용하는 방법으로 열분해 공정이 제안되었다. 열분해 공정은 고온으로 유기물을 분해하여 액체 저분자 탄화수소, 고체 촤, 기체 생성물을 얻는데, 이 중에서 액체 저분자 탄화수소는 난방 및 수송 연료로 사용할 수 있다.
열분해 공정으로 얻어지는 액체 생성물인 열분해 오일은 탄화수소로서 난방 및 수송 연료로 사용할 수 있으나, 높은 산소 함량 때문에 고급 연료로서 가치가 낮으며 기존의 난방기 및 차량 엔진에 직접 사용하기 어렵다. 기존 석유 연료와 유사하게 활용하기 위해서는 함산소 탄화수소 화합물의 혼합물인 열분해 오일로부터 산소를 제거해야 하는데, 이를 위해 가장 많이 활용되고 있는 방법이 수첨탈산소 반응이다.
수첨탈산소 반응은 탈산소 공정으로서 활용도가 높을 것으로 기대되나, 실제 연속 반응 운전에서는 촉매층에서 발생하는 급격한 코크 생성, 낮은 촉매 활성 등으로 상업적인 활용이 가능한 반응 시스템을 확보하기 어렵다. 따라서, 연속 반응기 운전이 가능하도록 코크 생성을 억제하고 촉매 반응 활성을 전체적으로 높이는 촉매 및 반응 시스템 구축이 필요하다.
일 측면에서, 본 명세서는 제1단의 수소화 촉매와 제2단의 수첨탈산소 촉매를 사용하여 함산소 탄화수소 화합물로부터 탈산소 연료를 제조하는 2단 반응의 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 수소화 촉매를 이용한 제1단 반응; 및 수첨탈산소 촉매를 이용한 제2단 반응을 포함하는 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은, 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 또는 루테늄(Ru)을 포함하는 수소화 촉매를 이용한 제1단 반응; 및 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni) 또는 코발트(Co)를 포함하는 수첨탈산소 촉매를 이용한 제2단 반응을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 금속산화물 지지체는 실리카(silica), 알루미나(alumina), 실리카-알루미나(silica-alumina), 지르코니아(zirconia), 텅스테이티드 지르코니아(tungstated-zirconia)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 지지체에 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)이 담지된 것이고, 상기 수첨탈산소 촉매는 지지체에 루테늄(Ru)이 담지된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 니켈(Ni) 또는 루테늄(Ru)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 금속산화물 지지체에 담지된 루테늄(Ru)을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 카본 지지체에 담지된 백금(Pt), 니켈(Ni) 또는 코발트(Co)를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 제1단 및 제2단 반응은 연속식 반응기에서 수행되는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 반응기 내에 함산소 탄화수소 화합물과 수소를 투입하는 단계; 수소화 촉매를 가하여 수소화 반응을 실시하는 단계; 및 수첨탈산소 촉매를 가하여 수첨탈산소 반응을 실시하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 함산소 탄화수소 화합물과 수소는 1:1 내지 1:10,000의 부피비로 혼합된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 반응은 100 내지 200 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수첨탈산소 반응은 250 내지 500 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 제1단의 수소화 촉매와 제2단의 수첨탈산소 촉매를 사용하여 함산소 탄화수소 화합물로부터 탈산소 연료를 제조하는 2단 반응의 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법을 제공하는 효과가 있다. 상기 방법은 함산소 탄화수소 화합물의 수첨탈산소 반응성을 향상시켜 주는 효과가 있다.
도 1은 함산소 탄화수소 화합물의 수첨탈산소 반응에 사용되는 종래 1단 반응기(a) 및 본 명세서에 따른 2단 반응기(b)를 도식화한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 수소화 촉매를 이용한 제1단 반응; 및 수첨탈산소 촉매를 이용한 제2단 반응을 포함하는 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법을 제공한다.
본 명세서에 개시된 방법은 함산소 탄화수소 화합물, 예컨대 열분해 오일의 수소화 및 수첨탈산소화를 통해 탈산소 연료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 상기 방법은 함산소 탄화수소 화합물에 수소화 및 수첨탈산소 촉매를 2단계로 가하여 반응성을 향상시킨 함산소 탄화수소 화합물로부터 산소 원자를 제거하는 함산소 탄화수소 화합물의 수첨탈산소 반응 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 함산소 탄화수소 화합물로부터 고수율의 탈산소 탄화수소 화합물을 제조하는 효과가 있다.
상기 함산소 탄화수소 화합물은 산소 원자를 분자 구조 내에 포함하는 탄화수소 화합물을 의미하는 것으로서 탄소, 수소 및 산소 원자를 포함하며, 예컨대 목재, 초본을 포함하는 다양한 바이오매스, 유기성 폐기물, 플라스틱 등의 분해를 통해 얻어지는 저탄소 화합물의 혼합물인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 함산소 탄화수소 화합물은 바이오매스의 열분해 오일일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 함산소 탄화수소 화합물은 구아이아콜, 다이페닐에테르 및 벤질페닐에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것일 수 있다. 상기 구아이아콜, 다이페닐에테르 및 벤질페닐에테르는 목질계 바이오매스의 열분해 오일에서 얻어진 리그닌 단량체일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은, 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 또는 루테늄(Ru)을 포함하는 수소화 촉매를 이용한 제1단 반응; 및 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni) 또는 코발트(Co)를 포함하는 수첨탈산소 촉매를 이용한 제2단 반응을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 카본 지지체는 카본블랙, 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(Graphite), 그라핀(Graphene), 활성탄(Activated charcoal), 다공성 카본(Mesoporous Carbon), 카본 섬유(Carbon fiber) 및 카본 나노 와이어(Carbon nano wire)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 금속산화물 지지체는 실리카(silica), 알루미나(alumina), 실리카-알루미나(silica-alumina), 지르코니아(zirconia), 텅스테이티드 지르코니아(tungstated-zirconia)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매의 지지체는 카본인 것이 바람직할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수첨탈산소 촉매의 지지체는 금속산화물인 것이 바람직할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수첨탈산소 촉매의 지지체는 텅스테이티드 지르코니아일 수 있다.
본 명세서에 개시된 촉매에서, 상기 지지체에 담지된 금속은 단일 금속 또는 2종 이상의 금속이 담지된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 지지체에 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)이 담지된 것이고, 상기 수첨탈산소 촉매는 지지체에 루테늄(Ru)이 담지된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체 또는 금속산화물 지지체에 담지된 니켈(Ni) 또는 루테늄(Ru)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd) 또는 니켈(Ni)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 금속산화물 지지체에 담지된 루테늄(Ru)을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 촉매는 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)을 포함하고, 상기 수첨탈산소 촉매는 카본 지지체에 담지된 백금(Pt), 니켈(Ni) 또는 코발트(Co)를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 지지체에 담지된 금속 촉매 성분의 함량은 촉매 총 중량에 대해 각각 0.01 내지 30 중량%인 것일 수 있다. 다른 측면에서, 상기 지지체에 담지된 금속 촉매 성분의 함량은 촉매 총 중량에 대해 각각 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 3 중량% 이상, 5 중량% 이상, 8 중량% 이상, 10 중량% 이상, 13 중량% 이상, 15 중량% 이상, 18 중량% 이상 또는 20 중량% 이상이면서 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 23 중량% 이하, 20 중량% 이하, 18 중량% 이하, 15 중량% 이하, 13 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 또는 5 중량% 이하인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 제1단 및 제2단 반응은 연속식 반응기에서 수행될 수 있다. 본 명세서에 따른 2단 반응의 탈산소 반응 방법은 연속 반응기 운전이 가능하도록 코크 생성을 억제하고 촉매 반응 활성을 높여 주는 효과가 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 반응기 내에 함산소 탄화수소 화합물과 수소를 투입하는 단계; 수소화 촉매를 가하여 수소화 반응을 실시하는 단계; 및 수첨탈산소 촉매를 가하여 수첨탈산소 반응을 실시하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 함산소 탄화수소 화합물과 수소는 1:1 내지 1:10,000의 부피비로 혼합된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 반응은 100 내지 200 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수첨탈산소 반응은 250 내지 500 ℃, 또는 300 내지 500 ℃, 또는 300 내지 450 ℃, 또는 300 내지 400 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 수소화 반응 및 수첨탈산소 반응은 촉매 전체 부피에 대해 0.1 내지 5 h-1의 액체공간속도(Liquid Hourly Space Velocity, LHSV)에서 실시하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 함산소 탄화수소 화합물로부터 탈산소 탄화수소 화합물을 제조하는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 함산소 탄화수소 화합물의 수소화 및 수첨탈산소 촉매를 제조하는 방법을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 방법은 촉매 성분의 전구체 수용액을 지지체와 혼합하여 함침시키는 단계; 및 상기 촉매 성분의 전구체 수용액을 함침시킨 지지체를 환원 소성하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 촉매 성분의 전구체인 금속 전구체는 금속 염 화합물, 금속 아세테이트 화합물, 금속 할로겐 화합물, 금속 나이트레이트 화합물, 금속 하이드록사이드 화합물, 금속 카르보닐 화합물, 금속 설페이트 화합물 및 금속 지방산염 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 소성 공정은 불활성 기체로 수소가 희석된 분위기 하에서 1 내지 20시간 동안 300 내지 600 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1.
지지체 5 g과 금속 전구체 (질산화물, 각 금속 전구체에 대해 Ni: 6.26 g, Pd: 0.66 g, Ru: 0.35 g, Co: 2.83 g, Pt: 0.70 g)를 증류수 30 g과 혼합하고 상온 상압 조건에서 12시간 동안 교반시켰다. 혼합물은 70 ℃에서 감압건조한 후 105 ℃에서 진공 건조시켰다. 완전히 건조된 촉매는 Pd, Ru, Co, Pt의 경우 350 ℃에서 2시간, Ni의 경우 550 ℃에서 2시간 동안 아르곤 기체에 혼합된 5 부피% 수소 기체로 환원시켰다.
실시예 2.
상기 실시예 1에서 제조한 촉매로 연속식 2단 반응기를 사용하여 소나무 톱밥의 열분해 오일의 수첨탈산소 반응을 수행하였다(도 1의 (b) 참고). 반응 온도는 1단은 100 내지 190 ℃로 유지하였고, 2단은 300 내지 450 ℃로 유지하였다. 반응기 내 투입 촉매양은 1단은 5 mL, 2단은 10 mL로 고정하였고, 반응기 내 압력은 1, 2단 모두 100 bar를 유지하였다. 2단에만 촉매를 사용할 경우에는 2단에 10 mL의 촉매를 투입하였다. 반응물 유량은 상온 상압 기준으로 6 mL/h로 고정하였다. 수소 유량은 상온 상압 기준으로 6 mL/min로 고정하였다. 반응 후 얻어진 액체 혼합물은 생성물의 질량을 측정하고 기체 크로마토그래피를 사용하여 분석하였다. 하기 표 1과 표 2는 상기 실시예 1에서 제조한 다양한 촉매들에 대해 본 명세서에 따른 2단 수첨탈산소 반응 결과를 나타낸 것이다.
| 촉매 | 촉매층 온도 (℃) | 액체 생성물 수율 (g/g of feed oil) |
물층을 제외한 오일층 수율 (g/g of feed oil) |
코크 및 타르 수율 (g/g of feed oil) |
|||
| 1단 | 2단 | 1단 | 2단 | 1단 | 2단 | ||
| None | 3 wt% Ru/WZra | - | 313 - 370 | 0.60 | 0.30 | - | 0.07 |
| 5 wt% Pd/C | 5 wt% Pd/C | 146 - 198 | 335 - 364 | 0.65 | 0.48 | 0.03 | 0.09 |
| 5 wt% Pt/C | 112 - 170 | 323 - 378 | 0.45 | 0.27 | 0.17 | 0.23 | |
| 5 wt% Ru/C | 119 - 173 | 323 - 372 | 0.69 | 0.49 | 0.08 | 0.01 | |
| 20 wt% Ni/C | 114 - 165 | 331 - 381 | 0.53 | 0.33 | 0.03 | 0.04 | |
| 3 wt% Ru/WZr | 111 - 151 | 337 - 398 | 0.57 | 0.41 | 0.31 | 0.20 | |
| 5 wt% Pd/C | 3 wt% Ru/WZr | 108 - 162 | 312 - 385 | 0.74 | 0.42 | 0.01 | 0.03 |
| 20 wt% Ni/C | 114 - 157 | 328 - 380 | 0.62 | 0.24 | 0.02 | 0.02 | |
| 5 wt% Ru/C | 119 - 165 | 350 - 385 | 0.56 | 0.24 | 0.02 | 0.05 | |
| 10 wt% Co/C | 121 - 176 | 368 - 386 | 0.43 | 0.11 | 0.03 | 0.03 | |
| 5 wt% Ru/Al2O3 | 117 - 158 | 367 - 385 | 0.55 | 0.24 | 0.04 | 0.06 | |
| 3 wt% Ru/WZr | 115 - 160 | 360 - 384 | 0.52 | 0.14 | 0.12 | 0.03 | |
| 5 wt% Ru/TiO2 | 115 - 160 | 360 - 384 | 0.48 | 0.14 | 0.02 | 0.4 | |
| 5 wt% Pd/C | 5 wt% Pt/C | 153 - 188 | 310 - 364 | 0.73 | 0.44 | 0.02 | 0.03 |
| 5 wt% Ru/C | 153 - 188 | 310 - 364 | 0.32 (물층만 생성) |
~0 | 0.04 | 0.06 | |
| 20 wt% Ni/C | 112 - 161 | 312 - 371 | 0.65 | 0.40 | 0.03 | 0.06 | |
| 10 wt% Co/C | 110 - 167 | 349 - 370 | 0.61 | 0.29 | 0.08 | 0.13 | |
| 5 wt% Ru/TiO2 | 117 - 167 | 341 - 388 | 0.33 (물층만 생성) |
~0 | 0.10 | 0.04 | |
| 5 wt% Ru/Al2O3 | 108 - 162 | 312 - 379 | 0.29 (물층만 생성) |
~0 | 0.05 | 0.06 | |
aLHSV = 0.72 h-1. 그외 다른 촉매 반응에 대해서는 LHSV = 0.42 - 0.52 h-1.
| 촉매 |
C (wt%) | H (wt%) | N (wt%) | S (wt%) | O (wt%)a | O/C (atom/atom) | H/C (atom/atom) | 오일층내 수분 (wt%) | HHV 열량 (MJ/kg) | |
| 1단 | 2단 | |||||||||
| Crude bio-oil | 55.2 | 7.2 | 0.9 | ~0b | 34.9 | 0.475 | 1.57 | 7.00 | 22.7 | |
| Ether extracted bio-oil | 56.6 | 7.2 | 1.1 | ~0b | 31.7 | 0.42 | 1.53 | 6.2 | 23.8 | |
| None | 3 wt% Ru/WZra | 85.4 | 13.6 | 1.0 | ~0b | 1.2 | 0.01 | 1.92 | 0.4 | 48.2 |
| 5 wt% Pd/C | 5 wt% Pd/C | 72.0 | 11.2 | 1.28 | ~0b | 11.2 | 0.12 | 1.88 | 2.6 | 38.4 |
| 5 wt% Pt/C | 67.7 | 11.3 | 0.19 | ~0b | 18.0 | 0.20 | 2.00 | 0.3 | 35.9 | |
| 5 wt% Ru/C | 75.0 | 12.2 | 0.44 | ~0b | 10.2 | 0.10 | 1.95 | 3.6 | 41.0 | |
| 20 wt% Ni/C | 76.7 | 12.0 | 0.27 | ~0b | 6.4 | 0.07 | 1.88 | 2.6 | 42.1 | |
| 3 wt% Ru/WZr | 75.4 | 12.1 | 0.38 | ~0b | 5.0 | 0.09 | 1.92 | 1.6 | 41.1 | |
| 5 wt% Pd/C | 3 wt% Ru/WZr | 83.9 | 12.7 | 0.07 | ~0b | 0.7 | 0.01 | 1.82 | 0.04 | 46.5 |
| 20 wt% Ni/C | 85.0 | 13.0 | 0.28 | ~0b | 1.2 | 0.01 | 1.83 | 0.17 | 47.1 | |
| 5 wt% Pd/C | 5 wt% Pt/C | 78.0 | 11.7 | 0.08 | ~0b | 6.9 | 0.07 | 1.80 | 0.9 | 41.8 |
| 5 wt% Ru/C | 물층만 생성 | |||||||||
| 20 wt% Ni/C | 79.3 | 12.4 | 0.54 | ~0b | 7.1 | 0.07 | 1.87 | 2.7 | 43.3 | |
| 10 wt% Co/C | 81.9 | 12.4 | 0.32 | ~0b | 5.0 | 0.05 | 1.81 | 0.5 | 44.6 | |
| 5 wt% Ru/TiO2 | 물층만 생성 | |||||||||
| 5 wt% Ru/Al2O3 | 물층만 생성 | |||||||||
a별도의 산소 정량 장치로 측정.
b최소 측정 한도보다 작음.
상기 표 1 및 표 2에서 보듯이 1단 수소화 촉매 없이 2단의 Ru/WZr 수첨탈산소 촉매만을 사용하여도 0.30 g/g의 높은 오일 수율을 보이나, 1단 Pd/C와 2단 Ru/WZr을 조합하였을 경우 0.42 g/g의 더 높은 오일 수율과 0.7 중량%의 낮은 산소 함량을 보여 매우 효율적인 수첨탈산소 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. 1단 Pd/C, 2단 Pt/C의 조합, 1단 Pd/C, 2단 Ni/C의 조합의 경우에는 각각 0.44, 0.40 g/g의 높은 오일 수율을 보였으나, 이들은 각각 6.9 중량%, 7.1 중량%의 높은 산소 함량으로 수첨탈산소 반응이 완전히 진행되지 않았음을 알 수 있었다. 또한, 1단 수소화 촉매로 Pd 촉매 대신 저가의 Ni 촉매를 사용하고 2단 수첨탈산소 촉매로 Ru/WZr을 사용하였을 때, 0.24 g/g의 상대적으로 낮은 오일 수율을 보였으나 이때에도 1.2 중량%의 산소 함량으로 높은 수첨탈산소 효율을 갖는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
10: 함산소 탄화수소 화합물 및 수소 기체
20: 노, 가열 장치
30: 수소화 촉매
40: 수첨탈산소 촉매
50: 수첨탈산소 생성물 및 수소 기체
20: 노, 가열 장치
30: 수소화 촉매
40: 수첨탈산소 촉매
50: 수첨탈산소 생성물 및 수소 기체
Claims (12)
- 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)을 포함하는 제1 촉매와 함산소 탄화수소 화합물을 반응시키는 단계; 및
상기 제1 촉매와 반응시킨 함산소 탄화수소 화합물을 텅스테이티드 지르코니아(tungstated-zirconia) 지지체에 담지된 루테늄(Ru)을 포함하는 제2 촉매와 반응시키는 단계를 포함하는 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 카본 지지체에 담지된 팔라듐(Pd)의 함량은 제1 촉매 총 중량에 대해 0.1 내지 10 중량%인, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 텅스테이티드 지르코니아(tungstated-zirconia) 지지체에 담지된 루테늄(Ru)의 함량은 제2 촉매 총 중량에 대해 0.1 내지 5 중량%인, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 탈산소 반응 방법은 연속식 반응기에서 수행되는, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 탈산소 반응 방법은 반응기 내에 함산소 탄화수소 화합물과 수소를 투입하는 단계; 함산소 탄화수소 화합물을 제1 촉매와 반응시키는 단계; 및 상기 제1 촉매와 반응시킨 함산소 탄화수소 화합물을 제2 촉매와 반응시키는 단계를 포함하는, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 함산소 탄화수소 화합물과 수소는 1:1 내지 1:10,000의 부피비로 혼합된 것인, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 제1 촉매와 반응시키는 단계는 100 내지 200 ℃에서 실시하는 것인, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 제2 촉매와 반응시키는 단계는 250 내지 500 ℃에서 실시하는 것인, 함산소 탄화수소 화합물의 탈산소 반응 방법.
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| Zhan Si, et al. An Overview on Catalytic Hydrodeoxygenation of Pyrolysis Oil and Its Model Compounds, Catalysts 2017, 7, 169 (2017.06.01.) |
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