감압잔사유를 고압 회분식 반응기에 넣고, 상용 Ni-Mo/$Al_2O_3$ 촉매를 이용하여 $450^{\circ}C$, $500^{\circ}C$에서 수첨분해하였다. 그리고 반응 생성물을 단증류 혹은 GC-SIMDIS 방법으로 각각 분석하였다. 먼저 수첨분해반응에서는 두 온도 조건 모두 촉매 반응뿐만 아니라 열분해 반응도 같이 일어나고 있음을 확인하였고, 온도가 증가할수록 전환율이 증가하고, 생성물 중 가솔린 및 납사 비율이 높아졌다. 생성물 분석 결과, $500^{\circ}C$ 반응에서는 단증류와 GC-SIMDIS 분석 결과의 차이가 없었지만, $450^{\circ}C$ 반응에서는 단증류에서는 디젤이, GC-SIMDIS에서는 vacuum gas oil이 주 생성물로 드러났다. 이는 $450^{\circ}C$ 반응에서의 단증류 분석은 단증류에 의한 열분해 반응으로 인해 생성물의 선택도가 정확하지 않음을 알려준다.
감압잔사유를 고압 회분식 반응기에 넣고, 상용 Ni-Mo/$Al_2O_3$ 촉매를 이용하여 $450^{\circ}C$, $500^{\circ}C$에서 수첨분해하였다. 그리고 반응 생성물을 단증류 혹은 GC-SIMDIS 방법으로 각각 분석하였다. 먼저 수첨분해반응에서는 두 온도 조건 모두 촉매 반응뿐만 아니라 열분해 반응도 같이 일어나고 있음을 확인하였고, 온도가 증가할수록 전환율이 증가하고, 생성물 중 가솔린 및 납사 비율이 높아졌다. 생성물 분석 결과, $500^{\circ}C$ 반응에서는 단증류와 GC-SIMDIS 분석 결과의 차이가 없었지만, $450^{\circ}C$ 반응에서는 단증류에서는 디젤이, GC-SIMDIS에서는 vacuum gas oil이 주 생성물로 드러났다. 이는 $450^{\circ}C$ 반응에서의 단증류 분석은 단증류에 의한 열분해 반응으로 인해 생성물의 선택도가 정확하지 않음을 알려준다.
In this study, hydrocarcking of vacuum residue was carried out in an autoclave reactor at $450^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ with a commercial catalyst (HDM) and the quantitative product distributions were analyzed by GC-SIMDIS method or simple distillation. During catalytic hyd...
In this study, hydrocarcking of vacuum residue was carried out in an autoclave reactor at $450^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ with a commercial catalyst (HDM) and the quantitative product distributions were analyzed by GC-SIMDIS method or simple distillation. During catalytic hydrocracking, thermal cracking also occurred together with catalytic cracking and the higher conversion and selectivity of gasoline and naphtha were obtained at high reaction temperature. GC-SIMDIS and simple distillation revealed different results for the analysis of products produced at different hydrocracking temperatures; almost same results were obtained for the product produced at $500^{\circ}C$ but different ones for the product produced at $450^{\circ}C$. In the analysis of product produced at $450^{\circ}C$, the GC-SIMDIS showed that a main product was VGO while a main product in the simple distillation was diesel, which implies that the simple distillation for the $450^{\circ}C$ reaction was not accurate due to thermal cracking of the product by the simple distillation.
In this study, hydrocarcking of vacuum residue was carried out in an autoclave reactor at $450^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ with a commercial catalyst (HDM) and the quantitative product distributions were analyzed by GC-SIMDIS method or simple distillation. During catalytic hydrocracking, thermal cracking also occurred together with catalytic cracking and the higher conversion and selectivity of gasoline and naphtha were obtained at high reaction temperature. GC-SIMDIS and simple distillation revealed different results for the analysis of products produced at different hydrocracking temperatures; almost same results were obtained for the product produced at $500^{\circ}C$ but different ones for the product produced at $450^{\circ}C$. In the analysis of product produced at $450^{\circ}C$, the GC-SIMDIS showed that a main product was VGO while a main product in the simple distillation was diesel, which implies that the simple distillation for the $450^{\circ}C$ reaction was not accurate due to thermal cracking of the product by the simple distillation.
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문제 정의
본 연구에서는 상용담지촉매를 이용한 감압잔사유 수첨분 해반응과 그 생성물 분석 실험에서 다음과 같은 결론을 도출 하였다.
본 연구에서는 상용담지촉매를 이용한 감압잔사유 수첨분 해반응과 그 생성물 분석 실험에서 다음과 같은 결론을 도출 하였다.
가설 설정
Figure 2는 감압잔사유 수첨분해반응에서 촉매를 넣지 않은 경우와 촉매를 첨가한 경우의 반응기 내 압력 변화를 도시한 것이다. 촉매를 넣지 않은 경우(Figure 2(a)와 (b)), 반응기 내의 압력이 지속적으로 상승하였다. 상온에서 90 bar로 맞추고, 반응 온도까지 계속 승온하면, 승온하는 동안 자연적으로 반응기 내의 압력은 상 승한다.
반응온도 조건에서 압력은 거의 150 bar까지 증가하였다. 반응 온도까지 도달한 시간이 반응 시작 시간으로 가정하였다. 반응 시간은 2시간으로 고정하였다.
반응온도 조건에서 압력은 거의 150 bar까지 증가하였다. 반응 온도까지 도달한 시간이 반응 시작 시간으로 가정하였다. 반응 시간은 2시간으로 고정하였다.
제안 방법
Figure 3은 450 °C, 2시간 반응 후 생성물의 GC-SIMDIS 결 과이다. 450 °C 반응에서는 생성물이 고상과 액상이 섞인 슬 러리 형태를 이루고 있었으며, 따라서 슬러리 형태의 생성물 을 GC-SIMDIS로 분석하였다. Figure 3에 표시된 바와 같이, 생성물은 주로 VGO 영역의 화합물로 확인되었으며, 이는 감 압잔사유의 수첨분해생성물로 보인다.
450 ℃ 반응에서는 생성물이 고상과 액상이 섞인 슬러리 형태를 이루고 있었으며, 따라서 슬러리 형태의 생성물을 GC-SIMDIS로 분석하였다.
위 반응장치 설명할 때 언급 하였던 것과 같이 두 열전쌍 사이에는 위치 차이로 인해 온도 차이가 존재한다. ASTM D86을 근거로 하여 단증류를 실시 할 경우에는 TC2를 기준으로 온도를 측정하였다. 수첨분해반응에서 단증류 분석 방법에 의한 생성물 분석에 서 전환율 및 각 성분의 수율은 아래식으로 구하였다.
위 반응장치 설명할 때 언급 하였던 것과 같이 두 열전쌍 사이에는 위치 차이로 인해 온도 차이가 존재한다. ASTM D86을 근거로 하여 단증류를 실시 할 경우에는 TC2를 기준으로 온도를 측정하였다. 수첨분해반응에서 단증류 분석 방법에 의한 생성물 분석에 서 전환율 및 각 성분의 수율은 아래식으로 구하였다.
2 유의 상용 촉매를 넣은 후, 질소 기체로 상온에서 10분간 흘려주었다. 그리고 수소 기체를 90 bar까지 채운 후, 반응온도인 450 °C, 500 °C까지 승온하였다. 반응온도 조건에서 압력은 거의 150 bar까지 증가하였다.
분석하고자하는 시료가 고상일 경 우에는 톨루엔과 같은 용매에 녹여서 분석을 하였다. 모든 시 료의 GC-SIMDIS분석은 SK에너지에서 이루어졌다. 단증류 의 조건은 ASTM D-2887와 ASTM D-5307를 참조하여 200 °C 와 340 °C로 나누어져 있으며, 200 °C 이하에서는 가솔린, 납사 등이 포함된 light fraction으로 200-340 °C 사이에서는 디젤 등의 middle fraction이 증류된다.
분석하고자하는 시료가 고상일 경 우에는 톨루엔과 같은 용매에 녹여서 분석을 하였다. 모든 시 료의 GC-SIMDIS분석은 SK에너지에서 이루어졌다. 단증류 의 조건은 ASTM D-2887와 ASTM D-5307를 참조하여 200 °C 와 340 °C로 나누어져 있으며, 200 °C 이하에서는 가솔린, 납사 등이 포함된 light fraction으로 200-340 °C 사이에서는 디젤 등의 middle fraction이 증류된다.
생성물의 분석 은 비점의 차이를 이용하여 생성물을 단순하게 증류하는 단 증류 방법[1,6,가과 기체 크로마토그래피를 이용한 GC-SIMDIS 방법 [8,9] 이 있다. 본 연구에서는 상용촉매인 Ni-Mo/Alumina 촉매를 이용하여 감압잔사유를 두 온도 조건에서 수첨분해하 였고, 생성된 생성물을 단증류와 GC-SIMDIS로 분석하여 두 분석 방법을 비교하여 보았다. 분석 결과, 단증류 과정에서 열분해 반응이 진행되고 있으며, 저온 반응의 경우, 단증류 과 정에서의 열분해 반응으로 인한 생성물 분포 차이가 상대적 으로 큰 것으로 나타났다.
생성물의 분석 은 비점의 차이를 이용하여 생성물을 단순하게 증류하는 단 증류 방법[1,6,가과 기체 크로마토그래피를 이용한 GC-SIMDIS 방법 [8,9] 이 있다. 본 연구에서는 상용촉매인 Ni-Mo/Alumina 촉매를 이용하여 감압잔사유를 두 온도 조건에서 수첨분해하 였고, 생성된 생성물을 단증류와 GC-SIMDIS로 분석하여 두 분석 방법을 비교하여 보았다. 분석 결과, 단증류 과정에서 열분해 반응이 진행되고 있으며, 저온 반응의 경우, 단증류 과 정에서의 열분해 반응으로 인한 생성물 분포 차이가 상대적 으로 큰 것으로 나타났다.
본 연구에서 사용된 상용촉매는 Ni-Mo/AljOj 촉매(HDM)로 서 SK에너지에서 얻었으며 상용촉매의 기본 물성을 Table 1 에 도시하였다. 본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다. 반응물 은 감압잔사유(Vacuum Residue)로서 SK에너지로부터 얻었 다.
본 연구에서 사용된 상용촉매는 Ni-Mo/AljOj 촉매(HDM)로 서 SK에너지에서 얻었으며 상용촉매의 기본 물성을 Table 1 에 도시하였다. 본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다. 반응물 은 감압잔사유(Vacuum Residue)로서 SK에너지로부터 얻었 다.
GC-SIMDIS 분석의 경우, 분석하고자 하는 시 료를 탄소수, 끓는점에 따라 정량적으로 분석할 수 있는 장점 이 있으며, 탄소수와 끓는점은 n-paraffins의 실제 끓는점을 기준으로 하여 비교되었다. 분석하고자하는 시료가 고상일 경 우에는 톨루엔과 같은 용매에 녹여서 분석을 하였다. 모든 시 료의 GC-SIMDIS분석은 SK에너지에서 이루어졌다.
GC-SIMDIS 분석의 경우, 분석하고자 하는 시 료를 탄소수, 끓는점에 따라 정량적으로 분석할 수 있는 장점 이 있으며, 탄소수와 끓는점은 n-paraffins의 실제 끓는점을 기준으로 하여 비교되었다. 분석하고자하는 시료가 고상일 경 우에는 톨루엔과 같은 용매에 녹여서 분석을 하였다. 모든 시 료의 GC-SIMDIS분석은 SK에너지에서 이루어졌다.
전체적인 경향은 비슷하지만 단증류에서는 디젤이 주된 생성물인 반면에 GC-SIMDIS에서는 VGO가 주 생성물이었다. 이러한 차이를 보다 정확히 관찰하기 위하여 단증류 생성물인 200 °C 증류분과 340 °C 증류분, 그리고 반응 기에 남아 있는 고상분을 GC-SIMDIS로 분석하였다.
이러한 차이를 보다 정확히 관찰하기 위하여단증류 생성물인 200 ℃ 증류분과 340 ℃ 증류분, 그리고 반응기에 남아 있는 고상분을 GC-SIMDIS로 분석하였다.
생성물의 분석은 두 가지 방법으로 진행되었다. 첫째는 단 증류로서 반응기 에 연결된 응축기를 활용하여 반응기에서 직 접 단증류하였다. 두 번째 방'법은 GC-SIMDIS High Tempera-ture (AC Analytical Controls, Agilent 7890)를 이용하는 것으 로 탄소수 100까지 측정하는 ASTM D7213 방법을 적용하였 다.
생성물의 분석은 두 가지 방법으로 진행되었다. 첫째는 단 증류로서 반응기 에 연결된 응축기를 활용하여 반응기에서 직 접 단증류하였다. 두 번째 방'법은 GC-SIMDIS High Tempera-ture (AC Analytical Controls, Agilent 7890)를 이용하는 것으 로 탄소수 100까지 측정하는 ASTM D7213 방법을 적용하였 다.
수첨분해반응을 하기 전에 상용족매를 활성화하기 위하여 황화수소 처리하였다. 황화수소 전처리에서는 5% 황화수소, 50% 수소, 45% 아르곤 혼합기 체를 사용하였으며, 기 체 유속 은 60 mL/min으로 조절하였다. 전처리는 세 단계에 걸쳐 이루 어졌으며, 처음에는 30분간 상온에서 기체만 흘려주고, 그 다 음에는 분당 10 ’C/min으로 400 °C까지 올린 다음, 400 仁에서1 시간 유지하였다.
수첨분해반응을 하기 전에 상용족매를 활성화하기 위하여 황화수소 처리하였다. 황화수소 전처리에서는 5% 황화수소, 50% 수소, 45% 아르곤 혼합기 체를 사용하였으며, 기 체 유속 은 60 mL/min으로 조절하였다. 전처리는 세 단계에 걸쳐 이루 어졌으며, 처음에는 30분간 상온에서 기체만 흘려주고, 그 다 음에는 분당 10 ’C/min으로 400 °C까지 올린 다음, 400 仁에서1 시간 유지하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다. 반응물 은 감압잔사유(Vacuum Residue)로서 SK에너지로부터 얻었 다. 감압잔사유의 기본 물성이 Table 2에 도시되어 있다.
본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다. 반응물 은 감압잔사유(Vacuum Residue)로서 SK에너지로부터 얻었 다. 감압잔사유의 기본 물성이 Table 2에 도시되어 있다.
감압잔사유의 수첨분해반응은 고압 회분식 반응기에서 진 행되었다. 반응장치로 Reaction Engineering사의 모델명 R-201 제품을 이용하였다. 내부 용적이 100 "인 회분식 고압용 Autoclave가 반응기로 사용되었으며, 반응기내에는 두 개의 열 전쌍과 압력측정계, 교반용 날개바퀴가 포함되어 있다.
본 연구에서 사용된 상용촉매는 Ni-Mo/AljOj 촉매(HDM)로 서 SK에너지에서 얻었으며 상용촉매의 기본 물성을 Table 1 에 도시하였다. 본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다.
본 연구에서 사용된 상용촉매는 Ni-Mo/AljOj 촉매(HDM)로 서 SK에너지에서 얻었으며 상용촉매의 기본 물성을 Table 1 에 도시하였다. 본 연구에서는 펠렛 형태의 상용촉매를 갈아 서 파우더 형태로 전환하여 반응실험에 사용하였다.
전처리는 세 단계에 걸쳐 이루 어졌으며, 처음에는 30분간 상온에서 기체만 흘려주고, 그 다 음에는 분당 10 ’C/min으로 400 °C까지 올린 다음, 400 仁에서1 시간 유지하였다. 촉매는 황화처리이후에 바로 반응물인 감 압잔사유와 함께 고압 반응기에 투입되었다.
전처리는 세 단계에 걸쳐 이루 어졌으며, 처음에는 30분간 상온에서 기체만 흘려주고, 그 다 음에는 분당 10 ’C/min으로 400 °C까지 올린 다음, 400 仁에서1 시간 유지하였다. 촉매는 황화처리이후에 바로 반응물인 감 압잔사유와 함께 고압 반응기에 투입되었다.
이론/모형
첫째는 단 증류로서 반응기 에 연결된 응축기를 활용하여 반응기에서 직 접 단증류하였다. 두 번째 방'법은 GC-SIMDIS High Tempera-ture (AC Analytical Controls, Agilent 7890)를 이용하는 것으 로 탄소수 100까지 측정하는 ASTM D7213 방법을 적용하였 다. GC-SIMDIS와 단증류 방법은 일반적으로 원유를 끓는점 의 차이로 분리하거나 정제된 오일의 특성을 파악하는데 많 이 사용된다.
첫째는 단 증류로서 반응기 에 연결된 응축기를 활용하여 반응기에서 직 접 단증류하였다. 두 번째 방'법은 GC-SIMDIS High Tempera-ture (AC Analytical Controls, Agilent 7890)를 이용하는 것으 로 탄소수 100까지 측정하는 ASTM D7213 방법을 적용하였 다. GC-SIMDIS와 단증류 방법은 일반적으로 원유를 끓는점 의 차이로 분리하거나 정제된 오일의 특성을 파악하는데 많 이 사용된다.
성능/효과
1) 고압 회분식 반응기에서 진행된 감압잔사유의 수첨분해 반응에서 촉매에 의한 수소화 반응과 열분해 반응이 동시에 진행되며, 촉매가 없는 조건에서는 열분해 반응이 일어나 반 응기 내부 압력이 높아졌으며, 촉매가 있는 조건에서는 수소 화 반응이 우세하여 반응기 내부 압력이 낮아졌다.
1) 고압 회분식 반응기에서 진행된 감압잔사유의 수첨분해 반응에서 촉매에 의한 수소화 반응과 열분해 반응이 동시에 진행되며, 촉매가 없는 조건에서는 열분해 반응이 일어나 반 응기 내부 압력이 높아졌으며, 촉매가 있는 조건에서는 수소 화 반응이 우세하여 반응기 내부 압력이 낮아졌다.
2) 450 °C 반응 조건에서는 감압잔사유 수첨분해반응의 주 생성물은 VGO이며, 500 °C 반응 조건에서는 디젤과 가솔린이 주 생성물이다. 반응온도가 높을수록 수소화 반응 및 열분해 반응이 촉진되고 이로 인해 가벼운 성분이 더 많이 생성된다.
2) 450 ℃ 반응 조건에서는 감압잔사유 수첨분해반응의 주 생성물은 VGO이며, 500 ℃ 반응 조건에서는 디젤과 가솔린 이주 생성물이다.
3) 반응생성물을 GC-SIMDIS와 단증류로 비교분석하여 본 결과, 단증류하는 동안 열분해반응이 진행되는 것으로 확인 되었으며, 450 ’C 반응의 경우, 결과 해석에 심각한 오류를 발 생시킬 수 있다. 하지만 500 °C 반응은 두 분석 결과에 약간의 차이는 나타나지만 전체적으로 차이가 없어 단증류를 적용할 수 있는 것으로 사료된다.
3) 반응생성물을 GC-SIMDIS와 단증류로 비교분석하여 본 결과, 단증류하는 동안 열분해반응이 진행되는 것으로 확인 되었으며, 450 ’C 반응의 경우, 결과 해석에 심각한 오류를 발 생시킬 수 있다. 하지만 500 °C 반응은 두 분석 결과에 약간의 차이는 나타나지만 전체적으로 차이가 없어 단증류를 적용할 수 있는 것으로 사료된다.
반응기 내 에 남아 있는 고상의 잔유물에는 코크, 촉매 뿐만 아니라 반 응 생성물인 디젤, VGO 등이 함께 포함되어 있다. 500 “C 반 응에서의 GC-SIMDIS와 단증류 후 GC-SIMDIS 결과를 비교 하였을 때, 디젤 수율이 각각 22.06%와 17.45%로 디젤 수율 차이가 5% 이내로 450 t 반응(23.24%)에 비해 그 차이가 적 었으며, 전체적인 GC-SIMDIS 패턴도 비슷한 경향을 보인다. 따라서 450 ‘C 반응의 단증류와 달리 500 °C 반응에서는 단증 류 분석 방법도 촉매의 반응 활성을 평가하는데 의미가 있다.
500 ℃ 반응에서의 GC-SIMDIS와 단증류 후 GC-SIMDIS 결과를 비교하였을 때, 디젤 수율이 각각 22.06%와 17.45%로 디젤 수율 차이가 5% 이내로 450 t 반응(23.24%)에 비해 그 차이가 적었으며, 전체적인 GC-SIMDIS 패턴도 비슷한 경향을 보인다.
따라서 450 °C 반응에서는 단증류에 의한 생성물 분석은 생 성물 분포에 있어 실험오차를 발생시킨다고 볼 수 있다. GC- SIMDIS 결과에서 각 생성물 수율은 VGO = 31.39%, 디젤 = 7.89%, 가솔린 = 9.5%였지만, 단증류 후 GC-SIMDIS 결과에 서는 VGO = 21.08%, 디젤 = 31.13%, 가솔린 = 20.99%로, 두 결과를 비교하였을 때 디젤 수율 기준으로 23.24%의 차이를 나타내었다. 한편, 500 °C 반응물의 단증류 분석 물질을 GC- SMDIS로 분석한 결과를 Figure 7에 도시하였다.
따라서 450 °C 반응에서는 단증류에 의한 생성물 분석은 생 성물 분포에 있어 실험오차를 발생시킨다고 볼 수 있다. GC- SIMDIS 결과에서 각 생성물 수율은 VGO = 31.39%, 디젤 = 7.89%, 가솔린 = 9.5%였지만, 단증류 후 GC-SIMDIS 결과에 서는 VGO = 21.08%, 디젤 = 31.13%, 가솔린 = 20.99%로, 두 결과를 비교하였을 때 디젤 수율 기준으로 23.24%의 차이를 나타내었다. 한편, 500 °C 반응물의 단증류 분석 물질을 GC- SMDIS로 분석한 결과를 Figure 7에 도시하였다.
이 두 상의 GC-SIMDIS 결과가 Figure 4에 도시 되어 있다. 고상의 결과는 비교적 폭넓 게 낮 은 비율로 나타나고, 액상의 결과는 450 'C 결과와 달리 가솔 린 영역의 생성물이 상대적으로 많이 나타났다. 문헌에 의하 면 열분해 반응은 가스, 가솔린 등 낮은 비점의 생성물을 상 대적으로 많이 생성시키는 반면, 수첨분해반응은 디젤 등의 중간영역의 생성물을 상대적으로 많이 생성시킨다[7,8].
이 두 상의 GC-SIMDIS 결과가 Figure 4에 도시 되어 있다. 고상의 결과는 비교적 폭넓 게 낮 은 비율로 나타나고, 액상의 결과는 450 'C 결과와 달리 가솔 린 영역의 생성물이 상대적으로 많이 나타났다. 문헌에 의하 면 열분해 반응은 가스, 가솔린 등 낮은 비점의 생성물을 상 대적으로 많이 생성시키는 반면, 수첨분해반응은 디젤 등의 중간영역의 생성물을 상대적으로 많이 생성시킨다[7,8].
500 °C 반응에서는 단증류 전, 후 전환율의 변 화가 약 3% 정도로 미미하나, 450 °C 반응에서는 단증류로 인한 전환율의 변화가 약 30% 정도로 크게 나타났다. 단증류 전 의 43%에서 단증류 후에는 전환율이 70% 이상으로 크게 증 가하였음을 다시 확인할 수 있었다. 분리를 목적으로 생성물 을 증류하는 동안 열분해 반응이 진행되나, 450 °C 반응의 경 우, 단증류의 열분해 반응이 크게 나타나고, 500 °C 반응인 경우, 수첨분해반응 중에 열분해 반응이 이미 충분히 진행되 었기 때문에 상대적으로 온도가 낮은 단증류 과정에서는 그 영향이 미미하다고 할 수 있다.
문헌에 의하 면 열분해 반응은 가스, 가솔린 등 낮은 비점의 생성물을 상 대적으로 많이 생성시키는 반면, 수첨분해반응은 디젤 등의 중간영역의 생성물을 상대적으로 많이 생성시킨다[7,8]. 따라서 반응온도가 높은 500 C 반응에서 열분해 반응이 많이 일 어났을 것으로 생각되며, 그 결과, 가솔린이 상대적으로 많이 생성된 것으로 추정된다. 한편, 500 “C 반응에서의 전환율은 약 75%로 상당히 높았으며, 역시 이러한 증가는 수첨분해반응 속도의 증가와 더불어 열분해 반응속도가 증가하였기 때문으 로 보인다.
문헌에 의하 면 열분해 반응은 가스, 가솔린 등 낮은 비점의 생성물을 상 대적으로 많이 생성시키는 반면, 수첨분해반응은 디젤 등의 중간영역의 생성물을 상대적으로 많이 생성시킨다[7,8]. 따라서 반응온도가 높은 500 C 반응에서 열분해 반응이 많이 일 어났을 것으로 생각되며, 그 결과, 가솔린이 상대적으로 많이 생성된 것으로 추정된다. 한편, 500 “C 반응에서의 전환율은 약 75%로 상당히 높았으며, 역시 이러한 증가는 수첨분해반응 속도의 증가와 더불어 열분해 반응속도가 증가하였기 때문으 로 보인다.
본 연구에서는 상용촉매인 Ni-Mo/Alumina 촉매를 이용하여 감압잔사유를 두 온도 조건에서 수첨분해하 였고, 생성된 생성물을 단증류와 GC-SIMDIS로 분석하여 두 분석 방법을 비교하여 보았다. 분석 결과, 단증류 과정에서 열분해 반응이 진행되고 있으며, 저온 반응의 경우, 단증류 과 정에서의 열분해 반응으로 인한 생성물 분포 차이가 상대적 으로 큰 것으로 나타났다.
본 연구에서는 상용촉매인 Ni-Mo/Alumina 촉매를 이용하여 감압잔사유를 두 온도 조건에서 수첨분해하 였고, 생성된 생성물을 단증류와 GC-SIMDIS로 분석하여 두 분석 방법을 비교하여 보았다. 분석 결과, 단증류 과정에서 열분해 반응이 진행되고 있으며, 저온 반응의 경우, 단증류 과 정에서의 열분해 반응으로 인한 생성물 분포 차이가 상대적 으로 큰 것으로 나타났다.
고상의 시료에도 디젤 성분이 섞여 있음 이 확인되었다. 이 결과를 450 °C 반응의 슬러리 반응물의 GC- SIMDIS 결과를 비교해 보면, 생성물의 분리를 위해 단증류 하는 동안에 추가적인 열분해 반응이 진행되었음이 명확하다. 반응 후 슬러리 생성물에서는 VGO 성분이 주종이었지만, 단 증류 후에는 디젤 성분이 주성분으로 변화하였고, 이는 단증 류하는 동안, VGO가 디젤 성분으로 열분해되었기 때문이다.
이 결과를 450 ℃ 반응의 슬러리 반응물의 GC- SIMDIS 결과를 비교해 보면, 생성물의 분리를 위해 단 증류하는 동안에 추가적인 열분해 반응이 진행되었음이 명확하다.
한편 450 °C 반응에서는 GC-SIMDIS와 단증류의 생성물 분포가 약간의 차이를 보였다. 전체적인 경향은 비슷하지만 단증류에서는 디젤이 주된 생성물인 반면에 GC-SIMDIS에서는 VGO가 주 생성물이었다. 이러한 차이를 보다 정확히 관찰하기 위하여 단증류 생성물인 200 °C 증류분과 340 °C 증류분, 그리고 반응 기에 남아 있는 고상분을 GC-SIMDIS로 분석하였다.
한편 450 °C 반응에서는 GC-SIMDIS와 단증류의 생성물 분포가 약간의 차이를 보였다. 전체적인 경향은 비슷하지만 단증류에서는 디젤이 주된 생성물인 반면에 GC-SIMDIS에서는 VGO가 주 생성물이었다. 이러한 차이를 보다 정확히 관찰하기 위하여 단증류 생성물인 200 °C 증류분과 340 °C 증류분, 그리고 반응 기에 남아 있는 고상분을 GC-SIMDIS로 분석하였다.
56% 로 역시 반응 온도가 증가할수록 높아졌다. 한편, GC-SIMDIS 결과와 비교할 때, 450 “C 반응에서 단증류 분석을 통한 전환 율은 GC-SIMDIS 분석 전환율 43.23%에 비해 약 18% 정도 높 았다. 이는 단증류 과정에서 추가적인 열분해 반응이 진행되 기 때문인 것으로 보인다.
한편, GC-SIMDIS 결과와 비교할 때, 450 ℃ 반응에서 단증류 분석을 통한 전환율은 GC-SIMDIS 분석 전환율 43.23%에 비해 약 18% 정도 높았다.
참고문헌 (9)
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