제올 라이트 촉매에서의 메타 크실렌 이성화 반응에 관한 연구A study of m-xylene isomerization over zeolite catalysts

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알루미늄 추출 및 양이온교환 한 제올라이트 촉매를 채운 flow-type 의 마이크로 반응기를 사용 m-xylene 이성화반응을 연구하였다. 반응온도, 공간시간 (Space time) 등의 운전조건과 양이온교환 전처리, 알루미늄 추출에 의한 촉매의 물리, 화학적 물성변화가 m-xylene의 이성화 반응에 대한 활성과 선택성에 미치는 영향을 조사하였다. 이성화에 대한 선택도는 촉매활성에 의존하였는 바 활성증가에 따라서 감소하였다. 촉매의 활성은 제올라이트 Y의 경우 $NaY \approx CaY,\; BaY << LaY < NH_4 Y$의 순으로, mordenite 촉매의 경우 $Na-mordenite \approx Ca$-and $Ba-mordenites << NH_4-mordenite$ 의 순으로 증가하였고 Na-, Ca-, Ba 형의 제올라이트들은 본 반응에 대해 거의 활성을 나타내지 못하였다. 활성 - 선택도 관계에 대해 이와 유사한 경향은 $310 \sim 450\,^\circ\!C$에 걸친 반응온도의 변화화 암모늄 이온을 교환한 제올라이트의 알루미늄 추출시에서도 관찰되었다. 이러한 결과들은 다소 높은 산점들이 본 반응에 필요하나 disproportionation 의 경우 이성화반응에서 보다도 더 높은 산성도를 필요로 함을 의미한다. 제올라이트 Y에서 암모니아의 TPD 연구에서도 산성도가 이성화에 대한 선택도에 주로 관여함을 알 수 있었다. 공간시간은 이성화에 대한 선택도에 다소 큰 영향을 주었고 이는 공간시간이 증감함에 따라서 이성화 생성물이 더욱 반응하여 disproportionation 생성물 - trimethylbenzene, 톨루엔, 벤젠 -로 되는 것으로 생각되었다. $NH_4$-mordenite와 H-mordenite의 경우 전처리 온도를 변화 시킬때 활성과 선택도 면에서 많은 변화가 따랐고 이때 결정성이 좋지 못한 촉매의 경우가 이성화에 대한 선택성이 훨씬 좋았다. 이러한 결과에서 전처리시에서 수반된 산성도와 유효 세공 직경의 변화들이 선택도에 영향을 주는 것으로 보았다. 또 $NH_4$-mordenite 에 바륨이온을 이온교환 시키면 이성화에대한 선택성은 현저히 증가하였고, 본 실험의 경우 48\% 정도의 이온교환도에서 거의 xylene 생성물만 얻었다. 바륨이온의 영향은 촉매세공의 유효직경을 감소시켜 강한 shapeselectivity를 나타내는 것이 아닌가 한다.
Advisors
전학제Chon, Hak-Ze
Description
한국과학기술원 : 화학공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
1978
Identifier
62275/325007 / 000761079
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 화학공학과, 1978.2, [ vii, 63 p. ]

URI
http://hdl.handle.net/10203/30062
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=62275&flag=dissertation
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CBE-Theses_Master(석사논문)
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