Study on the Partial Hydrogenation of Butadiene over Highly Dispersed Supported Gold Catalysts

고분산 담지 금 촉매에 의한 Butadiene의 부분 수소화에 관한 연구

The activity and products distribution for the hydrogenation of butadiene and pentadiene over the gold and cobalt catalysts prepared by coprecipitation and impregnation method was investigated with using a flow reactor under atmospheric pressure. The reaction characteristics of the highly dispersed gold particles and its role were studied. The activity of the gold catalyst by coprecipitation was much higher than that by impregnation. The selectivity of butene on all gold particles was always 100% even in the absence of butadiene in the stream, but butadiene on cobalt supported catalyst was easily hydrogenated to butane. It was therefore considered that the active sites at circumferences of the gold particles possessed an unique property which took a proper affinity to hydrogen. In the hydrogenation of butadiene and pentadiene, the percentages of 1-butene and 2-pentene were 60%~70% and about 62%, respectively. The results could be simply explained by a statistical concepts of hydrogen addition.

금을 공침법으로 고분산시켜 제조한 촉매와 함침법으로 제조한 금 및 코발트 촉매상에서의 부타디엔과 펜타디엔의 수소화 활성 및 생성물 분포를 상압 유통식 반응기에서 조사하여, 고분산 금 입자의 수소화 반응특성 및 그의 역할에 대하여 검토하였다. 고분산된 담지 금 촉매의 수소화 활성은 함침법으로 제조한 촉매에 비하여 크게 증가하였고, 100% 전환율에서도 부분 수소화만이 진행되어 부텐의 선택율은 거의 100%이었다. 그러나 코발트 담지 촉매에서는 부탄까지 쉽게 수소화되었다. 이와 같은 금 촉매의 특성은 담체와의 계면에 존재하는 금이 수소화 적절한 친화력을 가지는 독특한 성질 때문으로 생각되었다. 고분산 담지 금 촉매의 부타디엔 및 펜타디엔에 대한 생성물 분포에서 각각 1-부텐이 60~67%, 그리고 2-펜텐이 약 62%로 거의 일정하게 얻어졌는데, 이는 공역디엔의 통계학적 수소부가 개념으로 설명할 수 있었다.