노르말부텐으로부터 $C_9$-알데히드 합성에 관한 연구

A Study of $C_9$-aldehyde Synthesis from n-Butene

본 연구의 목적은 노르말부텐을 이용하여 혼합옥텐을 합성하는 촉매와, 혼합옥텐을 합성가스와 함께 수소 포르밀 반응을 통해서 $C_9$-알데히드를 제조하기 위한 촉매를 개선하고자 하는 것이다. 노르말부텐의 이량화 반응을 위한 $Ni/A1_{2}O_3$ 촉매를 in-line 상태로 활성화 용액을 순환시키는 방법이 효과적이었다. 촉매의 비활성화의 원인을 분석한 결과, 이량화 반응실험에서 oligomer에 의한 촉매의 비활성화는 단순한 물리흡착 상태 또는 촉매의 세공 입구를 올리고머가 막는 현상 등에 의하여 반응활성점들이 반응에 참여하지 못하는 현상에 기인한 것으로 추정된다. 이량화 반응생성물 중에서 혼합옥텐을 분리하기 위하여 연속식 증류 장치를 사용하였는데, 환류비가 3 : 1 이상일 때 혼합옥텐의 순도가 99.57% 이상인 유분을 얻을 수 있었다. 혼합옥텐의 수소포르밀 반응에 의한 $C_9$-알데히드 제조 실험에서 Co 촉매계의 활성을 저하시키지 않으면서 촉매의 안정성을 높일 수 있는 배위자들의 성능을 조사한 결과, TPPO, NMP, NDMA, succinonitrile등이 초기 활성을 증가시키며, 촉매의 회수과정에서 Co의 손실을 줄일 수 있는 리간드로 적합한 것으로 나타났다.

The purpose of this study is to upgrade the catalysts for synthesizing mixed octenes using normal butene and the catalysts for synthesizing $C_9$-aldehyde through hydroformylation of mixed octenes with syngas. The in-line activation method with circulating activating solution was effective for activation of the $NiO/A1_{2}O_3$ catalyst. The reason for catalyst deactivation may be ascribed to physi-sorbed materials or oligomers which block pore entrance and then prevent active sites from participating a reaction. Continuous distillation apparatus was used for separating mixed octenes from dimerization products. When reflux ratio was above 3 : 1, mixed octene fraction of which purity was above 99.57% was obtained. In $C_9$-aldehyde synthesis through hydroformylation of mixed octenes, we investigated a performance of ligand which increased catalyst stability as well as activity of Co catalyst. The results indicated that TPPO, NMP, NDMA, and succinonitrile were suitable ligand for increasing initial activity and reducing loss of Co during catalyst recovery.