KR101249482B1

KR101249482B1 - 이성체화용 촉매, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 이성체화 방법

Info

Publication number: KR101249482B1
Application number: KR1020110011924A
Authority: KR
Inventors: 안영수; 송찬주; 김철현; 홍석봉; 민형기
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단; 에쓰대시오일 주식회사
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2013-04-01
Also published as: KR20120091865A

Abstract

새로운 자일렌 이성체화용 촉매, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 이성체화 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 자일렌 이성체화용 촉매는 메타-자일렌의 전환율 및 파라 자일렌의 수득율이 높아 C8 방향족 화합물로부터 효과적으로 파라 자일렌 화합물을 수득할 수 있다.

Description

이성체화용 촉매, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 이성체화 방법{A catalyst for isomerization, preparation thereof, and a method for isomerization using the same}

본 발명은 이성체화용 촉매, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 이성체화 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 높은 메타-자일렌 전환율 및 파라-자일렌 수득율을 나타내는 이성체화용 촉매, 그 제조 방법 및 그것을 이용한 이성체화 방법에 관한 것이다.

자일렌 이성체는 화학 합성에 있어서 폭넓고 다양한 용도를 갖는 고 부가가치의 중간체이다. 파라-자일렌(para-xylene)은 합성섬유 및 수지의 제조 시 사용되는 테레프탈산의 원료이며, 메타-자일렌(meta-xylene)은 가소제, 아조염료, 목재 보존제 등의 제조에 사용된다. 오르토-자일렌(ortho-xylene)은 프탈산 무수물 생산의 공급원료이다. 이들 자일렌 이성체는 나프타의 접촉 개질을 통해 대규모로 생산되지만, 그 비율이 화학적 중간체로 요구되는 비율에 부합하지 않는다. 특히, 파라-자일렌은 수요가 급증하고 있는 주요 화학적 중간체이지만, 그 생산량은 통상적인 C8-방향족 화합물 스트림의 20~25%에 불과하다.

C8 방향족 화합물로부터 파라-자일렌을 분리하기 위한 통상적인 방법으로는 C8 방향족 화합물을 결정화 또는 흡착 분리 등의 단위공정에 도입하여 파라-자일렌을 분리하고, 나머지 C8 방향족 화합물 라피네이트를 이성체화 공정에 도입하여 파라-자일렌이 포함된 C8 방향족 화합물로 전환시키고, 이것을 다시 분리공정으로 환류시켜 파라-자일렌을 추가로 분리 회수하는 것이다.

한편, 메타-자일렌은 자일렌 이성체 중 열역학적 비율이 가장 높고 경제적 부가가치가 상대적으로 낮아, 메타-자일렌을 자일렌 이성체들의 평형농도에 근접하는 혼합물 또는 파라-자일렌 함량이 높은 혼합물로 전환시키는 공정이 제안된다. 자일렌 이성체화용 촉매로는 미국 특허 3,377,400호에서 교시된 바와 같이 균일한 세공 및 채널 구조를 갖는 제올라이트로 대표되는 결정성 알루미노실리케이트 촉매를 이용할 수 있다. 미국 특허 3,856,872호는 ZSM-5, ZSM-12, 또는 ZSM-21 제올라이트를 이용한 자일렌 이성체화 및 에틸벤젠 전환을 교시하고 있다. ZSM-5 제올라이트의 채널은 오르토-자일렌보다 상대적으로 좁은 분자 직경을 갖는 파라-자일렌에 대해 빠른 세공내 확산을 허용하여 높은 파라-자일렌 선택성을 나타낸다. ZSM-5의 채널에서 자일렌 이성체들의 확산 계수는 하기 관계를 갖는다:

파라-자일렌 > 오르토-자일렌 ≥ 메타-자일렌.

상기 관계에서 보듯이, 제올라이트 촉매의 형태 선택성을 이용하여 열역학적 평형 농도보다 높은 농도의 파라-자일렌 이성체를 수득하는 것이 가능함을 알 수 있다.

미국 특허 4,957,891호는 백금족 금속 또는 갈륨 치환된 펜타실 제올라이트를 포함하는, 자일렌과 에틸벤젠 혼합물의 이성체화 촉매를 개시하며, 미국 특허 4,962,258호는 알루미노실리케이트 제올라이트 ZSM-5, ZSM-12 및 ZSM-21에 대한 개선 방안으로서 제올라이트 골격에 갈륨을 포함하여 산 세기를 조절한 결정성 실리케이트 분자체 상에서의 다량의 자일렌과 소량의 에틸벤젠의 이성체화 방법을 개시하고 있다.

상기한 바와 같이 ZSM-5로 대표되는 펜타실 제올라이트 및 이들에 금속을 담지한 제올라이트 촉매들은 자일렌 이성체화용 촉매로 우수한 활성을 나타낸다.

그러나, 메타-자일렌의 전환율 및 파라-자일렌에 대한 선택율이 높은 새로운이성체화용 촉매에 대한 요구가 여전히 계속되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 ZSM-5 계열의 자일렌 이성체화용 촉매보다 높은 활성 및 파라-자일렌 선택도를 갖는 촉매를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기와 같은 촉매의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기와 같은 촉매를 이용한이성체화 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면,

백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속이 담지된 TNU-9 제올라이트를 포함하는 메타-자일렌 이성체화용 촉매로서, 상기 금속은 상기 TNU-9 제올라이트 100중량부에 대하여 0.05 내지 5.0중량부의 양으로 담지된 메타-자일렌 이성체화용 촉매가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면,

극성 용매에 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 얻는 단계;

상기 금속 전구체 용액에 TNU-9 제올라이트를 함침시켜 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계; 및

상기 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 소성하여 상기 금속이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계를 포함하는 상기 촉매의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

이성체화 조건 하에서, 상기 이성체화용 촉매와, 메타-자일렌을 포함하는 기상 C8 방향족 화합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 메타-자일렌의 이성체화 방법이 제공된다.

본 발명의 일 측면에 따른 이성체화용 촉매는 높은 메타-자일렌 전환율 및 파라-자일렌 수득율을 동시에 충족시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 촉매를 이용한 메타-자일렌 이성체화 반응에서의 메타-자일렌 전환율과 파라-자일렌 수득율을 도시한 그래프이다.
도 2은 본 발명에 따른 실시예 2 및 비교예 2에서 제조한 촉매를 이용한 메타-자일렌 이성체화 반응에서의 메타-자일렌 전환율과 파라-자일렌 수득율을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 3 및 비교예 3에서 제조한 촉매를 이용한 메타-자일렌 이성체화 반응에서의 메타-자일렌 전환율과 파라-자일렌 수득율을 도시한 그래프이다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 메타-자일렌 이성체화용 촉매는 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속이, TNU-9 제올라이트 100중량부에 대하여 0.05 내지 5.0중량부의 양으로 담지된 TNU-9 제올라이트를 포함한다.

상기 TNU-9 제올라이트는 대한민국 등록특허 제0480229호에 기재된 것으로 상기 문헌은 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.

상기 TNU-9 제올라이트는 기본적인 골격구조가 하기 화학식 1과 같은 몰 비의 산화물 조성으로 이루어져 있으며, 하기 표 1에 주어진 격자 간격들을 포함하는 X-선 회절 패턴을 갖는다:

<화학식 1>

1.0Al₂O₃ : 10.0 - 200.0 SiO₂

2θ	d	100 x I/Io
7.1-7.2	12.4-12.1	15-20
7.5-7.6	11.7-11.4	15-20
7.9-8.0	11.2-11.0	15-20
8.8-8.8	10.1-10.0	15-20
9.1-9.2	9.8-9.7	15-20
12.5-12.6	7.1-7.0	10-15
19.1-19.0	4.6-4.5	15-20
20.4-20.3	4.3-4.2	15-25
22.1-22.7	4.05-3.95	10-15
22.8-22.7	3.95-3.85	100
23.4-23.3	3.80-3.75	20-30
24.0-23.9	3.70-3.65	10-15
24.8-24.7	3.60-3.55	10-15
25.1-25.0	3.50-3.45	20-25
29.0-28.9	3.15-3.05	10-15

상기 표 1에서, θ, d 및 I는 각각 브래그(Bragg) 각, 격자간격 및 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다.

상기 TNU-9 제올라이트는 예를 들어 비이커에 질산알루미늄(Al(NO₃)₃·9H₂O) 1몰에 대하여 1가의 수산화나트륨 수용액을 20 내지 24몰의 비율이 되도록 첨가하여 녹인 후, 실리카졸 또는 무정형 실리카를 산화알루미늄 1몰에 대하여 30 내지 120몰 비로 5분 내지 10분에 걸쳐 천천히 가하여 1시간 교반시킨 다음, 유기 구조 유도 분자로 3 내지 6몰의 1,4-비스(N-메틸피롤리디늄)부탄 디브로마이드를 첨가하여 얻은 반응 혼합물을 테프론 반응기에 옮기고 나서 다시 스테인레스 강철로 만든 용기에 넣어 100 내지 180℃에서 3-21일동안 가열하여 제조할 수 있다.

상기 이성체화용 촉매에 포함되는 TNU-9 제올라이트는 실리카/알루미나 몰 비가 10 내지 200일 수 있다.

상기 TNU-9 제올라이트에 담지되는 백금족 금속 또는 VIIIB족 금속은 특별한 제한없이 사용할 수 있다.

상기 백금족 금속은 백금, 이리듐, 팔라듐, 루테늄, 로듐 및 오스뮴 중 어느하나일 수 있으며, 백금 또는 팔라듐이 바람직하다.

상기 VIIIB족 금속은 니켈, 철 또는 코발트를 예로 들 수 있으며, 이중에서니켈이 바람직하다.

상기 백금족 금속 또는 VIIIB족 금속은 TNU-9 제올라이트 100중량부에 대하여 0.05 내지 5.0중량부의 양으로 담지되며, 바람직하게는 0.5 내지 1.0중량부의 양으로 담지된다. 상기 범위내에 드는 경우 금속을 가장 균일하게 담지할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 이성체화용 촉매는 극성 용매에 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 얻는 단계; 상기 금속 전구체 용액에 TNU-9 제올라이트를 함침시켜 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계; 및 상기 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 소성하여 상기 금속이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

상기 제조 방법에서 사용되는 극성 용매는 물, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAC) 및 디메틸술폭사이드(DMSO) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체는 상기 금속의 질산염, 아세트산염, 할로겐화물 및 아세틸아세토네이트 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 금속의 전구체는 구체적으로는 플래티늄나이트레이트, 플래티늄할라이드, 플래티늄아세테이트, 플래티늄아세틸아세토네이트, 팔라듐나이트레이트, 팔라듐할라이드, 팔라듐아세테이트, 팔라듐아세틸아세토네이드, 니켈나이트레이트, 니켈할라이드, 니켈아세테이트 및 니켈아세틸아세토네이드 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 금속의 전구체는, TNU-9 제올라이트에 담지된 금속의 함량이 TNU-9 제올라이트 100중량부 기준으로 0.05 내지 5.0중량부가 되는 양으로 사용될 수 있다.

상기 제조 방법에서 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 소성하는 단계는 450 내지 550℃에서 4 내지 6시간동안 공기 분위기에서 행해질 수 있다.

상기 소성 단계를 통하여 백금족 금속 등이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻을 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 메타-자일렌의 이성체화 방법은 이성체화 조건 하에서, 상기 이성체화용 촉매와, 메타-자일렌을 포함하는 기상 C8 방향족 화합물을 접촉시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 이성체화 방법에서는 고유한 형태 선택성을 갖는 TNU-9 제올라이트에 백금족 금속 등을 담지하여 제조한 이성체화용 촉매를 사용하여 메타-자일렌을 이성화함으로써 C8 방향족 화합물로부터 낮은 농도의 오르토-자일렌과 높은 농도의 파라-자일렌을 포함하는 생성물을 수득할 수 있게 된다.

상기 이성체화 방법은 백금족 금속 등이 담지된 TNU-9 제올라이트를 수소로 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 이성체화 방법의 반응물인 메타-자일렌 함유 C8 방향족 화합물은 이성체화가 가능한 C8 방향족 탄화수소, 이의 모든 이성체를 비롯한 임의의 조합을 포함한다. 적당한 C8 방향족 탄화수소는 이에 제한되지는 않지만 예를 들어, 오르토-자일렌, 메타-자일렌, 파라-자일렌, 에틸벤젠 및 이의 혼합물을 포함한다.

일반적으로 C8 방향족 화합물은 에틸벤젠 1 내지 50중량%, 오르토-자일렌 0내지 35중량%, 메타-자일렌 20 내지 95중량% 및 파라-자일렌 0 내지 30중량%를 포함할 수 있다. 상기 C8 방향족 화합물은 비평형 혼합물일 수 있는데 즉, 1종 이상의 C8 방향족 이성체는 이성체화 조건하에서의 평형 농도와는 실질적으로 다른 농도로 존재한다. 보통 비평형 혼합물은 방향족 화합물 제조 공정으로부터 수득된 새로운 C8 방향족 혼합물로부터 파라-, 오르토- 및/또는 메타-자일렌을 제거함으로써 제조된다.

상기 이성체화 방법에서 C8 방향족 화합물은 상기 이성체화용 촉매와 접촉하게 되는데, 상기 접촉은 고정층 시스템, 이동층 시스템, 유동층 시스템 또는 뱃지식 작업에서 수행될 수 있다. 유용한 촉매의 마모 손실의 위험을 피하고 작업이 간단하다는 점에서 고정층 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 고정층 시스템에서는 수소-풍부 기체 및 C8 방향족 화합물은 적절한 가열 기구에 의해 목적하는 반응 온도까지 예열된 후 고정층 촉매를 함유한 이성체화 구역을 통과하게 된다. 상기 이성체화 구역은 하나 이상의 별개의 반응기일 수 있으며, 이들 사이에 적절한 수단을 가져 각 구역 입구에 목적하는 이성체화 온도를 유지할 수 있게 된다. 반응물은 촉매층과 상향, 하향, 또는 방사형 흐름 방식으로 접촉될 수 있으며, 반응물은 촉매와 접촉하는 경우, 액상, 혼합된 액체-기체상 또는 기체상일 수 있다.

C8 방향족 화합물은 적절한 이성체화 조건하에서 이성체화용 촉매와 접촉하게 되는데, 예를 들면, 105 내지 210hr^-1의 액상 반응물의 공간속도(WHSV), 300 내지 350℃의 온도 및 2 내지 4의 수소/메타-자일렌 몰비로 행해질 수 있다.

이성체화 구역의 반응기의 유출물로부터 이성체화 생성물을 회수하는데 사용되는 특정 반응식은 본 발명에 있어서 그다지 중요한 것은 아니며, 당업계에 공지된 임의의 효율적인 반응식이 사용될 수 있다. 보통 액체 생성물은 경질 및/또는 중질 부산물을 제거하기 위해 분획화하여 이성체화된 생성물을 수득한다.

이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

백금이 담지된 TNU-9 제올라이트의 제조

실리카/알루미나 몰 비가 36 인 TNU-9 제올라이트는 한국 등록특허 제0480229호에 교시된 내용에 따라 제조하였다.

테트라아민플라티늄나이트레이트 0.02g (TNU-9 제올라이트 100중량부에 담지된 금속 기준으로 0.5중량부)를 증류수 2.0ml에 용해시켜 상기에서 얻은 TNU-9 제올라이트 2.0g에 담지시켰다. 상기 테트라아민플라티늄 나이트레이트가 담지된 TNU-9 제올라이트를 110℃에서 2시간동안 건조한 다음 500℃에서 다시 2시간동안 공기 분위기에서 소성하여 백금이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻었다.

반응물로는 메타-자일렌이 99.0 중량%인 C8 방향족 화합물을 사용하였으며, 이를 소형반응기(내경 0.9cm, 길이 40cm인 튜브형 석영반응기)에 도입하였다. 촉매로는 상기에서 얻은 백금 담지 TNU-9 제올라이트 0.02g을 사용하고, 반응온도 350℃, 반응압력 1기압, 수소/메타-자일렌 몰 비 4, 액상 반응물 공간속도(WHSV) 105hr^-1에서 이성체화 반응을 수행하였다. 메타-자일렌은 250 ℃의 증발기에서 기화되어 튜브형 석영반응기 상부로 도입하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 이성체화 반응의 결과를 도 1에 도시하였다.

<실시예 2>

팔라듐이 담지된 TNU-9 제올라이트의 제조

테트라아민플라티늄 나이트레이트 대신 팔라듐나이트레이트 0.025g (TNU-9 제올라이트 100중량부에 담지된 금속 기준으로 0.5중량부)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 팔라듐이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻었다. 얻은 팔라듐 담지 TNU-9 제올라이트 0.02g을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 메타-자일렌 이성체화 반응을 수행하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 반응 결과는 도 2에 도시하였다.

<실시예 3>

니켈이 담지된 TNU-9 제올라이트의 제조

테트라아민플라티늄 나이트레이트 대신 니켈나이트레이트헥사하이드레이트 0.051g (TNU-9 제올라이트 100중량부에 담지된 금속 기준으로 0.5중량부)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 니켈이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻었다. 얻은 니켈 담지 TNU-9 제올라이트 0.02g을 사용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 메타-자일렌 이성체화 반응을 수행하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 이성체화 반응 결과는 도 3에 도시하였다.

<비교예 1>

백금이 담지된 ZSM-5 제올라이트의 제조

테트라아민플라티늄나이트레이트 0.02g 및 ZSM-5(구입처: Tosoh, 실리카/알루미나 몰 비 28) 2.0g (ZSM-5 제올라이트 100중량부에 담지된 금속 기준으로 0.5중량부)를 증류수 2.0ml에 용해시켰다. 상기 테트라아민플라티늄 나이트레이트가 담지된 ZSM-5 제올라이트를 110℃에서 2시간동안 건조한 다음 500℃에서 다시 2시간동안 공기 분위기에서 소성하여 백금 담지 ZSM-5 제올라이트를 얻었다.

반응물로는 메타-자일렌이 99.0 중량%인 C8 방향족 화합물을 사용하였으며, 이를 소형반응기(내경 0.9cm, 길이 40cm인 튜브형 석영반응기)에 도입하였다. 상기 백금 담지 TNU-9 제올라이트 촉매 0.02g을 사용하였으며, 반응온도 350℃, 반응압력 1기압, 수소/메타-자일렌 몰 비 4, 액상 반응물 공간속도(WHSV) 105hr^-1에서 이성체화 반응을 수행하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 이성체화 반응의 결과를 도 1에 도시하였다.

<비교예 2>

팔라듐이 담지된 ZSM-5 제올라이트의 제조

테트라아민플라티늄 나이트레이트 대신 팔라듐나이트레이트 0.025g (ZSM-5 제올라이트에 담지된 금속 기준으로 0.5중량%)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 팔라듐 담지 ZSM-5 제올라이트를 얻었다. 얻은 팔라듐 담지 ZSM-5 제올라이트 0.02g을 사용하여 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 메타-자일렌 이성체화 반응을 수행하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 이성체화 반응 결과는 도 2에 도시하였다.

<비교예 3>

니켈이 담지된 ZSM-5 제올라이트의 제조

테트라아민플라티늄 나이트레이트 대신 니켈나이트레이트헥사하이드레이트 0.051g (ZSM-5 제올라이트 100중량부에 담지된 금속 기준으로 0.5중량부)을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 니켈 담지 ZSM-5 제올라이트를 얻었다. 얻은 니켈 담지 ZSM-5 제올라이트 0.02g를 사용하여 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 메타-자일렌 이성체화 반응을 수행하였다. 시간 경과에 따른 메타-자일렌 이성체화 반응 결과는 도 3에 도시하였다.

도 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 촉매를 이용한 이성체화 반응에서 메타-자일렌 전환율 및 파라-자일렌 수득율을 나타낸 그래프이다. 도 2는 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 제조한 촉매를 이용한 이성체화 반응에서 메타-자일렌 전환율 및 파라-자일렌 수득율을 나타낸 그래프이다. 도 3은 본 발명의 실시예 3 및 비교예 3에서 제조한 촉매를 이용한 이성체화 반응에서 메타-자일렌 전환율 및 파라-자일렌 수득율을 나타낸 그래프이다.

도 1 내지 도 3에서 보듯이, 본 발명의 일 구현예에 따른 이성화체용 촉매는 촉매성능 및 파라-자일렌 선택도가 우수함을 알 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

백금족 금속 또는 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속이 담지된 TNU-9 제올라이트를 포함하는 메타-자일렌 이성체화용 촉매로서, 상기 금속은 상기 TNU-9 제올라이트 100중량부에 대하여 0.05 내지 5.0중량부의 양으로 담지된 메타-자일렌 이성체화용 촉매.
제1항에 있어서,
상기 백금족 금속은 백금 또는 팔라듐인 것을 특징으로 하는 이성체화용 촉매.
제1항에 있어서,
상기 VIIIB족 금속은 니켈인 것을 특징으로 하는 이성체화용 촉매.
제1항에 있어서,
상기 TNU-9 제올라이트는 실리카/알루미나 몰 비가 10 내지 200인 것을 특징으로 하는 이성체화용 촉매.
극성 용매에 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 전구체를 용해시켜 금속 전구체 용액을 얻는 단계;
상기 금속 전구체 용액에 TNU-9 제올라이트를 함침시켜 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계; 및
상기 금속 전구체가 담지된 TNU-9 제올라이트를 소성하여 상기 금속이 담지된 TNU-9 제올라이트를 얻는 단계를 포함하는
제1항에 따른 이성체화용 촉매의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 금속 전구체는 상기 백금족 금속 및 VIIIB족 금속 중에서 선택된 1종 이상의 금속의 질산염, 아세트산염, 할로겐화물 및 아세틸아세토네이트 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 금속 전구체는 플래티늄나이트레이트, 플래티늄할라이드, 플래티늄아세테이트, 플래티늄아세틸아세토네이트, 팔라듐나이트레이트, 팔라듐할라이드, 팔라듐아세테이트, 팔라듐아세틸아세토네이드, 니켈나이트레이트, 니켈할라이드, 니켈아세테이트 및 니켈아세틸아세토네이드 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 금속 전구체는, 상기 TNU-9 제올라이트에 담지된 금속의 함량이 TNU-9 제올라이트 100중량부에 대하여 0.05 내지 5.0중량부가 되는 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 극성 용매는 물, 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAC) 및 디메틸술폭사이드(DMSO) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
105 내지 210hr^-1의 반응물의 공간속도(WHSV), 300 내지 350℃의 온도 및 2 내지 4의 수소/메타-자일렌 몰비의 이성체화 조건 하에서, 제1항에 따른 이성체화용 촉매와 메타-자일렌을 포함하는 기상 C8 방향족 화합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 메타-자일렌의 이성체화 방법.
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