アルミナ担持モリブデン窒化触媒によるカルバゾールの水素化脱窒素反応 Hydrodenitrogenation of Carbazole on Nitrided Molybdena-alumina Catalyst

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著者

    • 永井 正敏 NAGAI Masatoshi
    • 東京農工大学大学院生物システム応用科学研究科 Dept. of Advanced Materials, Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
    • 宮田 陽 MIYATA Akira
    • 東京農工大学大学院生物システム応用科学研究科 Dept. of Advanced Materials, Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
    • 宮尾 敏広 [他] MIYAO Toshihiro
    • 東京農工大学大学院生物システム応用科学研究科 Dept. of Advanced Materials, Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology
    • 尾見 信三 OMI Shinzo
    • 東京農工大学大学院生物システム応用科学研究科 Dept. of Advanced Materials, Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology

抄録

12.5%MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>の窒化触媒におけるカルバゾールの水素化脱窒素に対する活性を反応温度280~360°C, 全圧5~15MPaで研究した。NH<sub>3</sub>気流中で12.5%MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>を昇温窒化後, 500, 700および900°Cの窒化温度, 0.1および0.5MPaのNH<sub>3</sub>圧, さらに4および15<i>l</i>/h<sup>-1</sup>のNH<sub>3</sub>流量で窒化処理した。室温までNH<sup>3</sup>気流中で冷却し, 1%O<sub>2</sub>/Heで12時間不動態化処理した。700°Cおよび900°Cで窒化処理した触媒から窒素を除去するのは困難で, 700°Cで排気しても触媒中には窒素が残存した。900°C窒化処理触媒が最大活性で, 700°C窒化処理触媒は第2番目の活性を示した。500°Cで窒化した触媒および水素で還元した触媒の活性は同程度であった。MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>の窒化処理はH<sub>2</sub>還元処理よりもC-N水素化分解の選択性を向上させた。水素化脱窒素反応において, 外部物質移動は無視できた。脱窒素反応速度は3~9MPaの水素圧および0.02~0.35wt%のカルバゾール初期濃度に関してそれぞれ0.9および0.7次であった。硫黄化合物はプロトン親和力にしたがってカルバゾールの水素化脱窒素反応を阻害した。XPS研究から, モリブデン種はMo<sup>4+</sup>からMo<sup>6+</sup>まで広く分布し, また窒素種は多くの窒化物, 吸着窒素およびNH<sub>x</sub>などを含んでいた。

The hydrodenitrogenation (HDN) of carbazole on the nitrided 12.5% MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> catalysts over a temperature range of 280-360°C and at a total pressure range of 5-15MPa was studied. The 12.5% MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> was nitrided at various nitriding temperatures (500, 700 and 900°C), NH<sub>3</sub> pressures (0.1 and 0.5MPa), and NH<sub>3</sub> flow rates (4 and 15<i>l</i> h<sup>-1</sup>), following after the temperature-programmed reaction with NH<sub>3</sub>. After nitriding, the nitrided catalysts were cooled to room temperature in flowing NH<sub>3</sub> and passivated with 1% O<sub>2</sub>/He for 12h. It was difficult to remove nitrogen from the catalysts nitrided at 700 and 900°C, even though the catalysts were evacuated at 700°C. The catalyst nitrided at 900°C showed the highest activity among all catalysts in the HDN of carbazole, and that nitrided at 700°C displayed the second highest activity. The activities of the catalysts nitrided and reduced at 500°C showed similar values. Nitriding the MoO<sub>3</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> catalyst enhanced the C-N hydrogenolysis selectivity more than reducing the catalyst. The external mass transfer was negligible in the reaction. The formation of the denitrogenated compounds was on the order of 0.9 and 0.7 with respect to hydrogen in the range of 3-9MPa pressure and initial carbazole concentration of 0.023 to 0.35%, respectively. The sulfur compound inhibited the HDN of carbazole depending on its proton affinity. The XPS study showed that the molybdenum species between Mo<sup>4+</sup> to Mo<sup>6+</sup> ion were widely distributed and many nitrogen species, such as nitride-nitrogen, adsorbed NH<sub>3</sub>, and NH<sub>x</sub>, were present on the surface.

収録刊行物

  • 石油学会誌  

    石油学会誌 40(6), 500-509, 1997-11-01 

    公益社団法人 石油学会

参考文献:  27件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002285419
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00130954
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    05824664
  • NDL 記事登録ID
    4324106
  • NDL 雑誌分類
    ZP29(科学技術--化学・化学工業--燃料--石油)
  • NDL 請求記号
    Z17-177
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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