황화 CoMo/γ-Al₂O₃ 촉매상에서 수첨탈질반응과 수첨탈산소 반응의 상호작용

Interactions between Hydrodenitrogenation of Pyridine and Hydrodeoxygenation of m-Cresol over sulfided CoMo/γ-Al₂O₃ Catalyst

황화 $CoMo/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매를 사용하여 473~723K의 온도와 $10{\sim}15{\times}10^5Pa$의 압력 그리고 접촉시간 0.0125~0.03 g-cat hr/ml-feed 범위에서 pyridin의 수첨탈질반응과 m-cresol의 수첨탈산소 반응의 상호작용 및 그 속도론에 관하여 연구하였다. Pyridin의 수첨탈질반응과 m-cresol의 소첨탈산소 반응의 상호반응을 저지억제하였으며, pyridin에 의한 m-cresol의 수첨탈산소반응의 억제효과는 m-cresol에 의한 pyridin의 수첨탈질반응의 억제효과보다 더 컸으나 반응성은 m-cresol이 더 높았다. Pyridin의 수첨탈질반응 속도식 및 m-cresol의 수첨탈산소반응 속도식을 LHHW 모델을 이용하여 구한 결과 ${\gamma}_{HDN}=k_{HDN}{\cdot}K_pC_p/(1+K_cC_c+K_pC_p)$, ${\gamma}_{HDO}=k_{HDO}{\cdot}K_cC_c/(1+K_cC_c+K_pC_p)$였다. 각 온도에서 반응속도상수 및 흡착평형상수를 구하여 Arrhenius plot 과 Van't Hoff plot을 행하여 구한 활성화 에너지값은 pyridin과 m-cresol이 각각 16.21 Kcal/mole, 13.83 Kcal/mole이었고, 흡착열은 각각 -6.458 Kcal/mole, -5.045 Kcal/mole이었다.

Interactions between pyridine hydrodenitrogenation (HDN) and m-cresol hydrodeoxygenation(HDO), and the kinetic analysis were studied over sulfided $CoMo/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst at the range of temperatures between 473 K and 723 K, the total pressures between $10{\times}10^5Pa$ and $50{\times}10^5Pa$, and the contact times between 0.0125 g-cat. hr/ml-feed and 0.03g-cat. hr/ml-feed. HDN of pyridine and HDO of m-cresol were inhibited by each other and the inhibition effect of HDO by pyridine is higher than that of HDN by m-cresol. But reactivity of m-cresol is higher than that of pyridine. The rate equations of pyridine and m-cresol were given to be ${\gamma}_{HDN}=k_{HDN}{\cdot}K_pC_p/(1+K_cC_c+K_pC_p)$ and ${\gamma}_{HDO}=k_{HDO}{\cdot}K_cC_c/(1+K_cC_c+K_pC_p)$ in terms of Langmuir-Hinshellwood-Hougen-Watson model. At each temperature, reaction rate constants and adsorption equilibrium constants were determined and activation energies of pyridine HDN and m-cresol HDO are 13.83kcal/mol, respectively and the heat of adsorption are -6.458 and -5.045kcal/mol, respectively.