| 초록 |
최근 산업구조의 고도화, 환경오염문제의 대두로 인하여 중질유보다 경질유에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 따라서 중질유나 잔사유의 경질화 공정은 에너지원의 안정적인 공급과 석유자원의 효율적인 이용을 위해 매우 중요하다. 그러나 중질유나 잔사유에는 황, 질소, 산소화합물뿐만 아니라 수십 ppm이상의 니켈과 바나듐을 포함하는 금속화합물이 존재한다. 이 금속화합물들은 중질유의 경질화공정 또는 탈황공정에 사용되는 촉매에 부착, 피독시켜 촉매의 수명을 단축시킨다. 따라서 지금까지는 주촉매로 Mo, W 등이 조촉매로는 Co, Ni 등이 알루미나에 담지 된 탈황촉매상에서 탈금속반응이 이루어져 탈황촉매의 효율적 사용이 어렵기 때문에 이들 금속화합물들을 효율적으로 제거할 수 있는 공정이 중요하다. 중질유로부터 금속화합물을 제거하는 공정은 Hydrodemetallation (HDM)으로 고온에서 고압의 수소 하에서 진행된다. Mo2N은 그 자체가 활성물질이며 비표면적이 매우 커서 담체가 필요 없으며 980K의 온도에서도 sintering에 대한 저항이 강해 가혹한 반응조건을 요구하는 HDM반응에 적당하다. Mo2N은 지금까지 암모니아 합성, 질소 화합물의 수소첨가 탈질반응(HDN), Co hydrogenation, 에탄의 hydrogenolysis 등에서 좋은 촉매적 성질을 보여 왔다. 그러나 큰 비표면적에 비해 세공의 크기가 작기 때문에 여러 가지 촉매반응에 이용하기 어려웠다. 이에 따라 이 연구에서는 여러 가지 방법으로 제조한 Mo2N의 세공에 수증기를 흡착시킨 후 액체질소를 이용하여 세공 내에 응축된 H2O를 순간 냉각시켜 이때 발생하는 팽창력을 이용하여 촉매의 미세공을 중세공으로 전환하는 방법의 연구와 이와 같은 방법으로 제조된 촉매를 HDM반응에 적용하여 각각의 탈 금속 성능을 알아보았다.
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