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KR20070083945A - 알킬화 촉매, 이의 제조 및 용도 - Google Patents

알킬화 촉매, 이의 제조 및 용도 Download PDF

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Publication number
KR20070083945A
KR20070083945A KR1020077010086A KR20077010086A KR20070083945A KR 20070083945 A KR20070083945 A KR 20070083945A KR 1020077010086 A KR1020077010086 A KR 1020077010086A KR 20077010086 A KR20077010086 A KR 20077010086A KR 20070083945 A KR20070083945 A KR 20070083945A
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KR
South Korea
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catalyst
temperature
alkylation
solid acid
range
Prior art date
Application number
KR1020077010086A
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English (en)
Inventor
브뢰크호펜 에마누엘 헤르마누스 판
에드가 에페르트 슈텐빈켈
아랸 페터 보메르트
마르크 헨드리쿠스 하르테
- 김펠 다니엘레 알포스
Original Assignee
알베마를 네덜란드 비.브이.
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Publication date
Application filed by 알베마를 네덜란드 비.브이. filed Critical 알베마를 네덜란드 비.브이.
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Abstract

하기의 단계들을 포함하는 촉매의 제조 방법: (a) 고체 산 입자를 결합제와 배합하여 촉매 전구체를 형성함; (b) 400-575 ℃ 범위의 온도에서 촉매 전구체를 하소함; (c) 하소된 촉매 전구체를 VIII족 귀금속 및 NH4 + 이온의 용액으로 함침함; 및 (d) 400-500 ℃ 범위의 촉매 온도에서 함침된 입자를 하소함. 상기 온도 범위에서의 2회의 하소 단계를 이용한 결과, 성능이 개선된 알킬화 촉매가 수득된다.

Description

알킬화 촉매, 이의 제조 및 용도 {ALKYLATION CATALYST, ITS PREPARATION AND USE}
본 발명은 탄화수소 공급물의 알킬화에 적합한 촉매의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그와 같이 수득된 촉매, 및 알킬화 공정에서의 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 틀 안에서, 알킬화라는 용어는 알킬화성 화합물, 예컨대 방향족 또는 포화 탄화수소의 알킬화제, 예컨대 올레핀과의 반응을 의미한다. 또한 본원은 올레핀을 이용하여 포화 탄화수소, 일반적으로 분지형 포화 탄화수소로부터 보다 큰 분자량의 고급 분지형 포화 탄화수소를 수득하는 알킬화에 대해 논의함으로써 본 발명을 설명할 것이나, 이는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 탄화수소는 수소 및 탄소 이외의 원자는 포함하지 않는다.
상기 반응은 탄소 원자가 2-6 개인 올레핀을 이용한 아이소부탄의 알킬화를 통하여, 옥탄가가 높으며 가솔린 범위에서 비등하는 알킬레이트를 수득하게 한다는 점에서 중요하다. 감압 가스유 및 상압 잔사유와 같은 중질의 석유 분획을 열분해하여 수득되는 가솔린과는 달리, 알킬화에 의해 수득되는 가솔린은 본질적으로 황 및 질소와 같은 오염물을 함유하지 않음에 따라 완전 소각 특성을 가진다. 높은 옥탄가로 나타나는 이의 큰 내폭성은 방향족 또는 납과 같이 환경에 유해한 내폭 화합물을 첨가할 필요성을 감소시킨다. 또한 나프타의 재형성 또는 중질 석유 분획의 열분해에 의해 수득되는 가솔린과는 달리, 상기 알킬레이트는 임의의 방향족 또는 올레핀을 거의 함유하지 않으며 이는 환경적으로 또 하나의 이점이 된다.
알킬화 반응은 산 촉매화된다. 현재 상업적인 알킬화 장치에는 황산 및 플루오르화수소와 같은 액체 산 촉매가 사용된다. 상기 촉매의 사용에는 광범위한 문제들이 수반된다. 예컨대, 황산 및 플루오르화수소는 부식성이 높으므로 사용 장치는 높은 품질 요건을 충족해야 한다. 수득 연료 내에 고부식성 물질이 존재하는 것은 좋지 않으므로, 잔류산은 알킬레이트로부터 제거되어야 한다. 또한 상 분리가 수행되어야 하므로, 공정이 복잡하고 따라서 비용이 많이 든다. 아울러 플루오르화수소와 같은 독성 물질이 방사될 위험이 항상 존재한다.
최근 본 분야에서는 제올라이트 함유 촉매와 같은 고체 산 촉매의 용도가 개발되었다. WO 98/23560에는 Y 제올라이트와 같은 제올라이트, 수소화 성분으로서 VIII족 귀금속 (예컨대, 백금 또는 팔라듐), 및 임의로 알루미나와 같은 매트릭스 물질을 함유하는 촉매의, 탄화수소의 알킬화에서의 용도가 개시되어 있다.
상기 촉매는 고체 산을 매트릭스 물질과 혼합하고, 그 혼합물을 성형하여 입자를 형성시킨 다음, 입자들을 하소함으로써 제조될 수 있다. 수소화 성분은 상기 입자의 함침에 의해 촉매 조성물에 도입될 수 있다.
EP 1 308 207은 고체 산, 본질상 하나 이상의 VIII족 귀금속으로 이루어진 수소화 성분, 및 0.05 중량% 이상의 황을 포함하는 촉매를 사용하는 알킬화 공정을 개시하고 있다. 상기 촉매는 고체 산 및 수소화 성분을 포함하는 물질을 황 함유 화합물과 접촉시킴으로써 제조된다.
본원은 고체 산 및 수소화 성분을 포함하는 물질의 다른 제조 방법들을 개시하며, 그 중 한 방법은 하기 단계들을 포함한다:
(i) 고체 산을 성형, 예컨대 압출 성형하여 (임의로는 그 전에 고체 산을 매트릭스 물질과 혼합함) 입자를 형성시킴,
(ii) 수득된 입자들을 하소함, 및
(iii) 예컨대 하나 이상의 VIII족 귀금속의 용액을 이용한 입자의 함침 및/또는 (경합성) 이온 교환에 의해, 하소된 입자들에 수소화 성분을 도입함.
상기와 같이 제조된 물질은 바람직하게는 황 함유 화합물과의 접촉에 앞서 하소되어 환원된다.
또한 이제 귀금속 함유 고체 산 촉매의 알킬화 반응에서의 성능은 수소화 성분의 도입 이전 및 이후의 하소 단계 - 즉, 하기의 단계 a) 및 d)- 가 모두 특정 촉매 온도 영역에서 수행되는 경우에 향상될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
그리하여 본 발명은 하기 단계들을 포함하는 촉매 제조 방법에 관한 것이다:
a) 고체 산 입자를 알루미나 결합제와 배합하여 촉매 전구체를 형성함;
b) 400-575 ℃ 범위의 촉매 온도에서 촉매 전구체를 하소함;
c) 하소된 촉매 전구체를, NH4 + 이온을 추가로 포함하는 VIII족 귀금속 화합물 용액으로 함침함; 및
d) 400 내지 500 ℃ 범위의 촉매 온도에서, 단계 c)에서 수득한 함침된 촉매 전구체를 하소함.
하기 실시예에서 설명하는 바와 같이, 제1 하소 단계와 제2 하소 단계 중의 온도는 청구 범위의 온도 영역에 속하는 것이 중요하다.
고체 산 함유 입자
고체 산 함유 입자는 일반적으로 고체 산 및 매트릭스 물질을 함유한다.
적절한 고체 산의 예는 제올라이트 베타, MCM-22, MCM-36, 모데나이트, X-제올라이트, 및 H-Y-제올라이트 및 USY-제올라이트를 비롯한 Y-제올라이트와 같은 제올라이트, 실리카-알루미나와 같은 비제올라이트성 고체 산, 지르코늄, 티타늄 또는 주석의 황산화 산화물과 같은 황산화 산화물, 지르코늄, 몰리브덴, 텅스텐, 인 등의 혼합 산화물, 및 염소화 알루미늄 산화물 또는 점토이다. 바람직한 고체 산은 모데나이트, 제올라이트 베타, X-제올라이트 및 Y-제올라이트 (H-Y-제올라이트 및 USY-제올라이트 포함)를 비롯한 제올라이트이다. 고체 산의 혼합물 또한 사용될 수 있다. 또한 X- 및 Y-제올라이트는 다가 양이온, 예컨대 희토류 이온(의 혼합물)과 교환될 수도 있다. 훨씬 더욱 바람직한 고체 산은 단위 셀 크기가 24.34-24.72 옹스트롬인 Y-제올라이트이고, 가장 바람직하게는 단위 셀 크기가 24.42-24.56 옹스트롬인 Y-제올라이트이다.
적절한 매트릭스 물질의 예는 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 점토, 및 이들의 혼합물이다. 일반적으로 알루미나를 포함하는 매트릭스 물질이 바람직하다.
바람직하게는, 고체 산 함유 입자는 입자 내에 존재하는 고체 산 및 매트릭스 물질의 총 중량을 기준으로 2-98 중량%의 고체 산 및 98-2 중량%의 매트릭스 물질을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 고체 산 함유 입자는 10-90 중량%의 고체 산 및 90-10 중량%의 매트릭스 물질을 포함한다. 고체 산 함유 입자는 입자 내에 포함된 고체 산 및 매트릭스 물질의 총 중량을 기준으로, 훨씬 더욱 바람직하게는 10 -80 중량%의 매트릭스 물질 및 나머지 비율의 고체 산을 포함하고, 가장 바람직하게는 10-40 중량%의 매트릭스 물질 및 나머지 비율의 고체 산을 포함한다.
고체 산 함유 입자는 표준 방법에 의해, 예컨대 고체 산 및 매트릭스 물질을 혼합하고 그 혼합물을 성형하여 성형체를 형성함으로써 제조될 수 있다. 바람직한 성형법은 압출 성형이기는 하나, 응집, 분사 건조, 및 예컨대 오일 점적법에 의한 비드 형성 또한 사용될 수 있다.
상기 입자의 적절한 형태에는 구, 원기둥, 고리 및 대칭 또는 비대칭 폴리로브 (polylobe), 예컨대 트라이로브 및 쿼드러로브가 포함된다. 촉매 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.5 mm 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 mm 이상, 가장 바람직하게는 1.0 mm 이상이다. 평균 입자 직경의 상한은 바람직하게는 10.0 mm, 더욱 바람직하게는 5.0 mm, 훨씬 더욱 바람직하게는 3.0 mm이다.
단계 a)
고체 산 입자를 결합제 물질과 배합하여 촉매 전구체를 형성한다. 결합제 물질은 당업계에 널리 공지되어 있으며 실리카, 알루미나, 또는 실리카/알루미나를 포함할 수 있다. 본 발명의 촉매의 제조에 있어 알루미나는 바람직한 결합제 물질이다.
단계 b)
촉매 전구체를 400-575 ℃, 바람직하게는 450-550 ℃, 더욱 바람직하게는 460-500 ℃ 범위의 온도에서 하소한다.
가열 속도는 바람직하게는 0.1 내지 100 ℃/분, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 50 ℃/분, 가장 바람직하게는 1 내지 30 ℃/분의 범위이다.
하소는 바람직하게는 0.01-10 시간, 더욱 바람직하게는 0.1-5 시간, 가장 바람직하게는 0.3-2 시간 동안 수행한다.
바람직하게는, 공기 및/또는 비활성 기체 (예: 질소) 흐름 내에서 수행한다. 더욱 바람직하게는, 상기 대기는 건조하다.
바람직하게는, 촉매 전구체를 하소 이전에 건조시킨다. 상기 건조는 바람직하게는 약 110-150 ℃의 온도에서 수행한다.
하소는 임의의 장치, 예컨대 고정층 반응기, 유동층 하소기, 및 회전 튜브 하소기 내에서 수행할 수 있다.
단계 c)
이어서 VIII족 귀금속을 하소된 고체 산 함유 입자에 도입한다. 이는 바람직하게는 VIII족 귀금속 이온 및/또는 이의 복합체 및 NH4 + 이온을 포함하는 용액을 이용한 고체 산 함유 입자의 함침 또는 경합성 이온 교환에 의해 수행된다. 바람직한 VIII족 귀금속은 백금, 팔라듐, 및 이들의 조합물이다. 더욱 바람직하게는, 최소한 하나의 VIII족 귀금속은 백금이다.
적절한 VIII족 귀금속 염에는 상기 귀금속의 니트레이트, 클로라이드, 및 암모늄 니트레이트 또는 이들의 복합체 (예: NH3 복합체)가 포함된다.
단계 d)
이어서 수득된 귀금속 함유 입자를 400-500 ℃, 바람직하게는 450-500 ℃ 범위의 온도에서 하소한다. 최소한 약 400 ℃의 온도에서 하소하여 함침 시에 도입되었던 모든 질소 화합물을 실질적으로 제거하는 것이 중요하다. 촉매 내의 질소 화합물의 존재는 촉매의 성능에 부정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀진 바 있다.
상기 온도는 입자를 바람직하게는 0.1-100 ℃/분, 더욱 바람직하게는 0.5-50 ℃/분, 가장 바람직하게는 1-30 ℃/분으로 가열함으로써 400 내지 50O ℃ 사이에서 소기의 최종값에 이르게 한다.
하소는 바람직하게는 0.01-10 시간, 더욱 바람직하게는 0.1-5 시간, 가장 바람직하게는 0.3-2 시간 동안 수행한다.
하소는 바람직하게는 공기 및/또는 비활성 기체 (예: 질소) 흐름 내에서 수행한다. 더욱 바람직하게는, 상기 대기는 건조하다.
임의로는, 단계 (c)와 (d) 사이에 별도의 건조 단계를 적용한다.
다르게는, 하소 단계 중에 귀금속 함유 입자를 건조시킨다.
또한 임의로는, 약 200-250 ℃의 온도에서 약 15-120 분, 바람직하게는 30-60 분의 휴지기를 도입한다.
하소 단계 (d) 이후, 수득된 촉매 입자를 바람직하게는 200 내지 500 ℃, 더욱 바람직하게는 250 내지 350 ℃의 온도 범위에서 수소와 같은 환원 기체 내에서 바람직하게 환원시킨다.
상기 환원 처리 이전 또는 이후에, 촉매 입자에 물을 첨가할 수 있다. 미공개 유럽 특허 출원 No. 04075387.3에 기재된 바와 같이, 1.5-6 중량%, 더욱 바람직하게는 1.8-4 중량%, 가장 바람직하게는 2-3 중량% (600 ℃에서의 연소 손실로서 측정됨)의 물의 존재는 알킬화 활성 및 알킬레이트 품질에 긍정적인 영향을 미친다.
알킬화 공정
상기 알킬화 공정에서 알킬화되는 탄화수소는, 바람직하게는 탄소 원자가 4-10 개인 아이소알칸과 같은 분지형 포화 탄화수소이다. 그 예는 아이소부탄, 아이소펜탄, 아이소헥산 또는 이들의 혼합물이며, 아이소부탄이 가장 바람직하다. 알킬화제는 바람직하게는 탄소 원자가 2-10 개, 더욱 바람직하게는 2-6 개, 훨씬 더욱 바람직하게는 3-5 개, 가장 바람직하게는 4개인 올레핀이다. 상기 알킬화 공정은, 가장 바람직하게는 부텐을 이용한 아이소부탄의 알킬화로 이루어진다.
당업자에게 자명한 바와 같이, 알킬화 공정은 유동층 공정, 슬러리 공정, 및 고정층 공정을 비롯한 임의의 적절한 형식을 취할 수 있다. 상기 공정은 다수의 층 및/또는 반응기 내에서, 원한다면 각각에 알킬화제를 개별 첨가하여 수행될 수 있다. 그러한 경우, 본 발명의 공정은 각각 개별적인 층 또는 반응기 내에서 수행될 수 있다.
적절한 공정 조건은 당업자에게 공지되어 있다. 바람직하게는, WO 98/23560에 개시된 알킬화 공정이 적용된다. 상기 공정에서, 촉매에 대하여는 포화 탄화수소 및 수소를 함유하는 공급물과 접촉시킴으로써 간헐적으로 마일드 재생 단계를 수행한다. 상기 마일드 재생은 바람직하게는 촉매 활성 주기의 90 % 이하로 수행되는데, 이때 활성 주기란 알킬화제를 공급하기 시작하는 때부터, 분자 내 이성질화를 고려하지 않을 때 촉매 함유 반응기 구역 입구에 비해 20 %의 알킬화제가 전환되지 않고 촉매 함유 반응기 구역을 벗어나는 순간까지의 시간으로 정의된다.
본 공정에 적용되는 공정 조건은 하기 표에 요약되어 있다:
Figure 112007033182378-PCT00001
마일드 재생은 상기 반응 온도와 바람직하게는 50 % 이하, 더욱 바람직하게는 20 % 이하, 훨씬 더욱 바람직하게는 10 % 이하로 차이가 나는 온도 및 압력에서 수행된다.
임의로는, 상기 공정에서 촉매 입자에 대해 기체 상 내에서 수소를 이용한 고온 재생을 수행할 수 있다. 상기 고온 재생은 바람직하게는 150 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150-600 ℃, 가장 바람직하게는 200-400 ℃의 온도에서 수행된다. 상기 재생 절차에 대한 자세한 사항은 WO 98/23560를 참조하도록 한다. 고온 재생은 알킬화 공정 중에 주기적으로 적용될 수 있으며, 바람직하게는 매 50 회, 더욱 바람직하게는 매 100 회, 가장 바람직하게는 매 200-400 회의 마일드 재생 이후에 적용된다.
고온 재생의 결과로서 촉매 입자의 함수량이 소기의 수준 미만으로 감소하는 경우, 촉매 입자는 상기 특허 출원에 기재된 방식으로 공정 중에 다시 수화될 수 있다.
바람직하게는, WO 98/23560, 구체적으로 9페이지 13째줄 내지 13페이지 2째줄에 기재된 바와 같이 알킬화 공정 중에는 고온 재생 처리 이외에도 보다 마일드한 재생 또한 적용된다. 상기 단락은 본원의 참고문헌에 포함되어 있다. 보다 구체적으로, 바람직하게는 알킬화 공정 중에 촉매 입자에 대해 탄화수소 및 수소를 함유하는 공급물과 접촉시킴으로써 간헐적으로 재생 단계가 수행되며, 이때 상기 재생은 촉매 활성 주기의 바람직하게는 90 % 이하, 더욱 바람직하게는 60 % 이하, 훨씬 더욱 바람직하게는 20 % 이하, 가장 바람직하게는 10 % 이하로 수행된다. 촉매 활성 주기란 알킬화제를 공급하기 시작하는 때부터, 분자 내 이성질화를 고려하지 않을 때 촉매 함유 반응기 구역에 첨가되는 알킬화제에 비해 20 %의 알킬화제가 전환되지 않고 촉매 함유 반응기 구역을 벗어나는 순간까지의 시간으로 정의된다.
본 발명에 따른 공정에서 수득되는 알킬레이트 생성물의 품질은 리서치 옥탄가 (RON; Research Octane Number)에 의해 평가될 수 있다. RON은 가솔린 및/또는 가솔린 조성물의 내폭성 등급의 척도이다. RON이 높을수록, 가솔린의 내폭성 등급 역시 올라간다. 가솔린 엔진의 유형에 따라 차이는 있으나, 일반적으로 내폭성 등급이 높을수록 엔진 작동에 있어 유리하다. 본 발명에 따른 공정에서 수득된 생성물의 RON은 바람직하게는 90 이상, 더욱 바람직하게는 92 이상, 가장 바람직하게는 94 이상이다. RON은 예컨대 기체 크로마토그래피를 통하여 생성물 내 여러 탄화수소의 부피 백분율을 측정함으로써 수득된다. 이어서 부피 백분율에 RON 기여도를 곱하여 합한다.
RON이 90 이상인 화합물의 예는 아이소펜탄, 2,2-다이메틸부탄, 2,3-다이메틸 부탄, 트라이메틸 부탄, 2,3-다이메틸 펜탄, 2,2,4-트라이메틸 펜탄, 2,2,3-트라이메틸 펜탄, 2,3,4-트라이메틸 펜탄, 2,3,3-트라이메틸 펜탄, 및 2,2,5-트라이메틸 헥산이다.
실시예 1-6
70 중량%의 USY-제올라이트 및 30 중량%의 알루미나 매트릭스를 포함하는 건조 압출물들을 약 5 ℃/분의 속도로 가열한 후 서로 다른 최종 온도에서 약 1 시간 동안 공기 중 하소하였다. 적용한 하소 온도는 표 1의 "T 하소 1" 항목에 열거 되어 있다.
이어서 하소된 압출물을 초기의 습기에 의해 Pt(NH3)4Cl2 및 NH4NO3의 수용액으로 함침하였다. NH4 + 이온의 양은 촉매의 Na+-교환 가능 영역의 수에 상응하였다.
120 ℃에서 2 시간 동안 건조시킨 후, 함침된 압출물들을 서로 다른 최종 촉매 온도 (표 1의 "T 하소 2")에서 2 시간 동안 공기 중 하소하여 촉매 입자를 수득하였다. (230 ℃에서의 약 2 시간의 휴지기를 포함하여) 최종 온도까지의 가열 속도는 약 5 ℃/분이었다.
수득된 압출물의 Pt-함량은 0.34 중량%이었다.
이어서 상기 촉매 입자를 하기 절차에 따라 시험하였다.
WO 98/23560에 기재되어 있는 직경 2 cm의 고정층 재생 반응기를 (약 4.5 중량%의 강열감량 (Loss On Ignition) (600 ℃)으로 대기 중 습화된) 촉매 압출물 38.6 g 및 카보런덤 입자 (60 메시)의 1:1 부피/부피 혼합물로 채웠다. 반응기 튜브 중앙에 직경 6 mm의 열전대 (thermocouple)를 배치하였다. 반응기를 30 분 동안 질소로 씻어 내렸다 (21 NI/시간). 다음으로, 증압 하에 시스템 누출을 시험한 후, 압력을 21 bar로 올리고 질소를 수소로 대체하였다 (21 NI/시간). 이어서 반응기 온도를 1 ℃/분의 속도로 275 ℃까지 올린 다음 275 ℃에서 촉매를 환원시켰다. 2시간 후, 반응기 온도를 반응 온도로 낮추었다.
반응 온도에 도달함과 동시에 수소 흐름을 중단하였다. 약 4,000 g/시간 의 속도로 반응기에 아이소부탄을 공급하였다. 약 95-98 %의 아이소부탄을 반응기에 재공급하였다. 약 2-5 %는 분석 용도로 유출시켰다. 상기와 같은 양의 아이소부탄을 반응기에 공급하여 시스템 내에 일정량의 액체를 확보하였다. 시스템이 안정화되면, 이에 0.19 (촉매 시료 내 제올라이트 중량에 대하여 계산됨)의 시스-2-부텐-WHSV를 수득하도록 하는 양의 시스-2-부텐을 첨가하였다. 시스템 내의 총 액체 유속은 약 4,000 g/h로 유지하였다. 반응기 입구의 시스-2-부텐에 대한 아이소부탄의 중량비는 약 750이었다. 반응기 내 압력은 21 bar로 측정되었다.
1 시간의 반응 이후에는 매번, 5 분 동안 아이소부탄으로 세척한 다음 H2의 1 몰% 아이소부탄 용액과 접촉시켜 50 분간 재생시키는 데 이어 추가로 5 분 동안 아이소부탄으로 세척함으로써 (총 세척 및 재생 시간 1 시간) 촉매 입자를 재생시켰다. 상기 세척 단계 후, 다시 알킬화를 개시하였다. 세척 단계, 재생 단계, 및 반응 단계 중의 온도는 동일하였다.
등온에서 24 시간 동안 상기와 같이 처리한 후, 유사 정상 상태 (pseudo-steady state)에 도달시켰다. 이어서 온도를 감소시키고 추가로 24 시간 동안 상기와 같은 과정을 수행하였다. 그리하여 고온으로부터 저온에 이르는 다양한 온도에서 촉매 성능을 측정하였다.
상기 성능은 반응기 통로 당 올레핀 전환율 99.5 %에서 반응 온도 및 리서치 옥탄가 (RON)에 의해 파악되었다. RON은 WO 9823560의 13 페이지 및 14 페이지 에 기재된 바와 같이 측정하되, 총 C9+ (2,2,5-트라이메틸헥산 제외)의 RON 기여도를 90 대신 84로 평가함을 유일한 예외로 하였다. C5+ 알킬레이트 수율은 생성된 C5+ 알킬레이트의 총 중량을 소비된 올레핀의 총 중량으로 나눔으로써 정의된다.
촉매 입자의 성능에 대한 하소 온도의 영향은 표 1에 제시되어 있다:
표 1
Figure 112007033182378-PCT00002
표 1은 함침 전후에 하소 온도를 변화시킴으로써 알킬화 촉매의 성능이 최적화될 수 있음을 명백히 보여준다. 청구 범위의 하소 온도를 적용한 결과 알킬화 촉매가 향상되었다.
실시예 7-8
촉매는 T 하소 1의 475 ℃를 사용하여 실시예 1-6에서와 같이 제조하였다.
함침 후, 상기 촉매의 시료를 350 ℃의 촉매 온도에서 하소하였다 (실시예 7). 상기 촉매의 제2 시료는 450 ℃의 촉매 온도에서 하소하였다 (실시예 8).
두 시료 모두 잔여 질소에 대하여 분석하였다. 실시예 7의 촉매의 질소 함량은 408 ppm이었다. 실시예 8의 촉매의 질소 함량은 < 30 ppm이었다.
실시예 7의 촉매는 55 ℃에서 99.5 %의 전환율, 및 전환율 99.5 %에서 97.2의 RON을 나타냈다.
실시예 8의 촉매는 52 ℃에서 99.5 %의 전환율, 및 전환율 99.5%에서 97.5의 RON을 나타냈다.

Claims (9)

  1. 하기의 단계들을 포함하는, 탄화수소 공급물의 알킬화에 적합한 촉매의 제조 방법:
    a) 고체 산 입자를 결합제와 배합하여 촉매 전구체를 형성함;
    b) 400-575 ℃ 범위의 촉매 온도에서 촉매 전구체를 하소함;
    c) 하소된 촉매 전구체를, NH4 + 이온을 추가로 포함하는 VIII족 귀금속 화합물 용액으로 함침함; 및
    d) 400 내지 500 ℃ 범위의 촉매 온도에서, 단계 c)에서 수득한 함침된 촉매 전구체를 하소함.
  2. 제 1 항에 있어서, 단계 a)에 적용된 온도가 450-550 ℃ 범위인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 단계 a)의 온도가 460-500 ℃ 범위인 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 d)의 온도가 450-500 ℃ 범위인 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 산이 모데나이트, 제올 라이트 베타, X-제올라이트, 및 Y-제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 제올라이트인 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 결합제가 알루미나인 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득 가능한 촉매.
  8. 탄화수소의 알킬화에 있어 제 7 항의 촉매의 용도.
  9. 제 8 항에 있어서, 탄화수소가 포화 탄화수소인 용도.
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