[发明专利]氢化反应用催化剂及其制备方法

说明书

本发明在制备包含镍作为活性物质的氢化催化剂时，使用铜和硫作为促进剂，从而能够容易地对镍进行还原。尤其是，包含高含量的镍，并包含特定范围的氧化硫和氧化镍，从而能够提供催化剂的活性度高且对于烯烃的选择性还原度更高的催化剂。

技术领域

本发明涉及一种氢化反应用催化剂及其制备方法。具体涉及包含镍或氧化镍作为活性物质，并包含铜和硫等作为促进剂的用于石油树脂的加氢反应的镍基催化剂。

背景技术

乙烯、丙烯、丁烯以及戊二烯等低级烯烃与芳香族化合物是广泛用于石油化学和化学工业的基础中间体。热裂化或蒸汽热解是典型的用于在存在蒸汽且不存在氧气的条件下，形成这些物质的工艺的主要类型。原料可包括诸如石脑油、煤油以及瓦斯油等石油气及蒸馏物。此时，能够对石脑油等进行热解，从而生成乙烯、丙烯、包括丁烷和丁二烯的碳四馏分、裂化汽油(包括苯、甲苯以及二甲苯)、裂化煤油(碳九以上馏分)、裂化重油(乙烯残油(bottom oil))以及氢气等物质，并能够由馏分进行聚合而制备石油树脂。

然而，石油树脂的一部分包含不饱和键，因此品质会降低。此时，能够通过加氢的氢化工艺，去除不饱和键，从而使颜色变得明亮，并减少石油树脂特有的气味等，改善品质。另外，去除不饱和键后的石油树脂无色透明，因此被称为水白(water white)树脂，并作为耐热性和紫外线稳定性等突出的高级树脂流通。

由碳五馏分、碳九馏分以及双环戊二烯(DCPD)等共聚而成的石油树脂具有根据芳香族含量而调节与诸如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(styrene-isoprene-styrene，SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene，SBS)等苯乙烯(styrene)类高分子的相容性的特征。因此，当石油树脂进行氢化反应时，为了在控制芳香族含量的同时制备水白树脂，需要对树脂的烯烃部分进行选择性氢化。

因此，为了对不饱和的石油树脂原料进行氢化，对多种催化剂进行了研究，尤其是，为了对芳香族不饱和烃中的烯烃进行选择性氢化，会使用钯(Pd)、铂(Pt)等贵金属催化剂，并由于与其他金属催化剂相比，钯催化剂的活性和选择性更加优秀，因此用作选择性氢化催化剂。然而，当钯类催化剂在液相中进行氢化时，存在的问题在于，发生钯的损失，并形成Pd络合物。

此外，当使用镍(Ni)基催化剂时，与包含其他过渡金属的催化剂相比，具有在氢化反应中活性更高的优点。对此，在石油树脂氢化反应中，优选包含至少40重量％的镍，以确保催化剂的活性。当将镍负载于载体时，镍含量越大，分散性越小，从而导致镍结晶的尺寸增大，因此，存在催化剂的活性降低的问题。当为了防止该问题而降低镍含量时，虽然能够相对地改善分散性，但存在活性降低的问题。因此，需要在负载高含量的镍的同时将镍的结晶尺寸保持在合适的水平。另外，烯烃和芳香族会一同被加氢，因此，难以用于包含芳基的不饱和烃的选择性氢化反应。

因此，为了解决这些问题，对于氢化反应用催化剂的开发正在活跃地进行中。

韩国公开专利公报第10-2015-0053772号公开了用于对烃原料进行氢处理的自负载(self-supported)混合金属硫化物(mixed metal sulfide；MMS)催化剂及该催化剂的制备方法。

韩国授权专利公报第10-1122209号公开了氧化铝载体及负载于此的钴或镍金属催化剂。

只是，上述专利没有提出对于芳香族/烯烃的选择性氢化问题及同时提高对于高含量的镍催化剂的分散性的根本解决方案，因此存在局限性。

因此，本发明的发明人通过研究，开发了包含铜和硫等作为促进剂的镍基催化剂，从而确立了用于芳香族/烯烃的选择性氢化问题及同时提高对于高含量的镍催化剂的分散性的方法。

另外，为了使用如此开发的催化剂来容易地确保水白(water white)树脂，而完成了本发明。

在先技术文献

专利文献