고급 수소화 석유 수지는 널리 사용되고 있으며 시장 수요가 해마다 증가하고 있으며 고품질 수소화 석유 수지의 효율적인 생산을 달성하는 방법은이 분야의 연구의 초점입니다. 고품질 수소화 석유 수지의 생산은 주로 촉매 수소화 기술을 기반으로하며 효율적이고 안정적인 수소화 촉매의 개발이 핵심 기술 링크입니다. 이 논문은 촉매의 낮은 수소화 효율, 수지 분자의 확산 및 흡착의 어려움, 수소화 반응의 가혹한 조건에 초점을 맞추고 위의 어려움을 해결하기 위해 금속 활성 성분의 구성, 촉매의 기하학적 및 전자 구조, 담체 형태 및 기공 구조 설계에 대한 최근 연구자들의 연구 결과를 요약합니다. 금속 활성 부위의 분산, 부위 분포, 원자가 변조 및 복합 금속 간의 시너지 효과가 촉매의 성능을 조절하는 열쇠라고 제안됩니다. 한편, 현재 석유 수지 수소화 촉매의 활성 사이트 설계, 반응 메커니즘, 촉매 비활성화 및 재생 메커니즘을 요약하고 향후 촉매 개발을 기대합니다. 석유 수지는 석유 분해 부산물의 C5~C9 분획을 중합 반응 및 기타 공정을 통해 만든 저분자량(200~3000) 열가소성 폴리머로 내수성, 산 및 알칼리 저항성이 우수하며 코팅, 고무 보조제, 종이 첨가제, 인쇄 잉크 및 접착제 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 처리되지 않은 석유 수지에는 불포화기(예: 알케닐, 아릴)와 불순물(예: 할로겐화물, 황화물 등)이 복잡하고 다양하게 포함되어 있어 수지의 특성(광 및 열 안정성, 연화점, 점도, 색도 등)에 직접적인 영향을 미칩니다. 수지의 색도는 폴리머의 공액 불포화 결합의 존재, 특히 수지의 인덴 구조와 밀접한 관련이 있으며, 가열 시 수지가 방출하는 냄새는 황화물과 관련이 있습니다. 정제되지 않은 석유 수지의 결함은 다운스트림 고부가가치 제품 생산에 직접 적용하기 어렵게 만듭니다. 산업 생산은 일반적으로 수지의 품질을 개선하기 위해 개질 방법을 사용하며, 수소화는 석유 수지 개질의 가장 직접적이고 효과적인 방법입니다. 촉매 수소화는 수지의 분자 구조에서 불포화 이중 결합을 효과적으로 수소화하고 황 및 할로겐과 같은 이종 원자를 제거하며 수지의 안정성, 점도, 투명성 및 내 산화성을 향상시킬 수 있습니다. 석유 수지 유형과 분자 구조의 복잡성과 다양성을 고려하여 고활성, 고선택성 및 장수명 수소화 촉매를 개발하고 적절한 공정 조건에서 석유 수지의 불포화 결합, 탄소-황 결합 및 기타 작용기의 전환을 지향하여 흑연, 접착제 및 일회용 위생 제품과 같은 고부가가치 제품에 적용 할 수있는 고급 석유 수지를 얻는 것이 현재 과학 연구의 목표입니다. 최근 몇 년 동안 고품질 수소화 석유 수지에 대한 중국의 시장 수요는 해마다 증가하고 있지만 중국의 석유 수지 수소화 산업은 선진국에 비해 늦게 시작되었으며 생산 장비와 상업용 촉매 모두 충분히 성숙하지 않았습니다. 낮은 채도, 어두운 색상, 낮은 연화점 등의 문제가 있습니다. 이는 주로 기존 촉매의 수소화 성능이 불충분하고 안정성이 떨어지며 수소화 반응 조건이 더 까다롭고 기타 결함이있어 고품질 수소화 석유 수지의 생산을 심각하게 제한하기 때문입니다. 현재 석유 수지의 수소화에 사용되는 촉매는 주로 Pd/Al2O3와 같은 귀금속 촉매, 라니 니켈, Ni/SiO2 등과 같은 비귀금속 촉매, NiCu/SiO2 등과 같은 합금 촉매를 포함합니다. 위의 세 가지 유형의 촉매는 구조, 안정성 및 성능이 매우 유사합니다. 위의 세 가지 유형의 촉매는 구조, 표면 계면 특성 및 수소화 성능 측면에서 다릅니다: 귀금속 촉매는 수소화 성능이 우수하지만 석유 수지의 높은 황 및 할로겐 함량의 영향을 쉽게 받아 생산 비용 제어가 어렵고, 비귀금속 촉매는 자원이 풍부하고 수소화 활성이 우수하지만 가혹한 수소화 조건이 필요하여 연화점이 높은 수지 생산에 도움이되지 않으며, 합금 촉매는 어려운 준비, 활성 사이트에 대한 연구가 불충분하고 활성 사이트에 대한 연구가 불충분하다는 문제점을 가지고 있습니다. 합금 촉매는 제조가 어렵고 활성 부위에 대한 연구가 충분하지 않아 산업 생산에 적용하는 데 제한이 있습니다. 최근 수지 수소화 촉매는 수소화 성능, 안정성 및 화합물 활성 사이트 연구에서 큰 진전을 이루었지만 최근 연구 결과를 요약하는 관련 리뷰 논문이 부족합니다. 본 논문에서는 수지 수소화 촉매와 관련된 최근의 연구 진행 상황을 정리하고, 현재 연구의 미비점과 향후 발전 방향에 대해 지적하고자 합니다. 이 리뷰에서는 석유 수지의 분류, 응용 및 개질 방법을 간략하게 소개하고 그 중 석유 수지의 수소화 개질을 중점적으로 소개합니다. 그런 다음 석유 수지 수소화 공정과 그 특성을 자세히 설명하고 현재 중국에서 널리 사용되는 전형적인 2단 고정층 수소화 반응 장치를 소개합니다. 첨가제에 의한 금속 성분의 분산 개선, 촉매 형태 제어, 촉매의 수소화 성능 향상을 위한 금속 활성 부위의 변형 등 최근 몇 년간 석유 수지 수소화 촉매 개발에 대한 연구 결과를 요약합니다. 촉매 활성 사이트 분산, 담체 내 활성 사이트 분포, 활성 금속의 원자가 변조, 촉매 성분 간의 시너지 효과가 촉매의 수소화 성능에 미치는 영향에 대해 논의합니다. 마지막으로 복잡한 활성 사이트에 대한 철저하고 심층적인 연구 부족, 촉매의 현장 특성화 부족, 촉매 비활성화 및 재생 메커니즘에 대한 연구 부족, 활성 사이트에 대한 고분자 분자의 흡착에 대한 이론적 계산 지원 부족 등 현재 수지 촉매 수소화 분야의 문제점을 요약하고 향후 수지 수소화 촉매 개발에 대한 전망을 제시합니다. 1 석유 수지 1.1 석유 수지의 분류 및 용도 석유 수지는 크게 세 가지 범주로 나뉩니다: C5 석유 수지, C9 석유 수지, 디사이클로펜타디엔 수지(DCPD 수지)입니다. 세 가지 수지에는 구조와 분자량에서 차이가 있으며, 용도 또한 다양합니다. 그 중 C5 석유 수지는 주로 지방족 올레핀(펜타디엔, 2-메틸부텐 등)과 불포화 알리사이클 탄화수소(사이클로펜텐, 사이클로펜타디엔 등)를 모노머 중합으로 만들어집니다[그림. 1(a)], 안정적인 접착 특성, 높은 접착 강도, 빠른 속도를 가지고 있으며, 본체의 점도를 높이기 위한 점도 증강제, 충전제, 첨가제 등에 사용되며, C9 석유 수지는 촉매 중합(저온 중합), 열중합, 고온 중합(저온 중합)으로 분류됩니다. 중합 방법에 따른 C9 석유 수지는 올레핀, 시클로 올레핀, 방향족 탄화수소, 인덴 등을 주성분으로 하는 촉매 중합(냉중합), 석유 수지의 고온 중합, 석유 수지의 개시 중합으로 나눌 수 있습니다. [그림 1 (b)]는 극성기를 포함하지 않거나 거의 포함하지 않기 때문에 내수성, 산 및 알칼리 저항성이 우수하여 코팅 분야에서 고무 보조제, 종이 첨가제, 잉크 첨가제가 중요한 응용 분야를 가지고 있으며 DCPD 수지는 일반적으로 고온 및 고압에서 비스 (사이클로 펜타 디엔) 중합, 수지의 중합에 의해 얻을 수있는 수소화 DCPD 수지 및 수지의 중합에 의해 얻어진다. DCPD 수지는 일반적으로 디사이클로펜타디엔을 고온, 고압에서 중합하여 얻습니다. 수소화 DCPD 수지는 높은 연화점, 우수한 점도 향상, 우수한 광택 지수 등의 특징을 가지고 있으며 일반적으로 고무 배합 및 잉크 첨가제 분야에서 사용됩니다.   그림 1은 석유 수지의 주요 성분을 보여줍니다.     1.2 석유 수지 수정 비개질 석유 수지는 안정성, 접착력, 색상, 내산화성 등에 결함이 있으며 실제 적용 범위와 규모가 제한적이며 경제적 가치가 높지 않습니다. 개질 석유 수지는 성능과 품질을 개선하고 적용 범위를 확장하며 다양한 분야의 적용 요구를 더 잘 충족시킬 수 있습니다. 석유 수지 개질 방법에는 주로 화학적 개질 (탄화수소 개질 도입, 극성기 개질 도입) 및 중합 생성물 수소화 개질이 포함됩니다. 그중 탄화수소의 도입은 수지의 연화점과 용융 점도를 조정할 수 있으며 중합 공정의 영향을 배제한 조건에서 모노 올레핀 도입량이 증가함에 따라 제품의 연화점과 용융 점도가 증가합니다. C5 석유 수지의 경우 모노 올레핀을 도입하고 C5의 질량 분율(불포화 결합과 헤테로 원자가 적은 C5 분율)을 68%~75%로 조절하면 적절한 범위에서 연화점과 용융 점도를 가진 석유 수지를 생산할 수 있습니다. 극성기를 도입하면 수지와 다른 재료와의 호환성을 크게 향상시키고 합성 재료의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 200°C에서 중합 반응을 통해 질량 분율이 8%인 말레산 무수물을 석유 수지에 도입하면 말레산 무수물의 높은 접목률을 얻을 수 있으며, 이는 석유 수지의 연화점을 40°C까지 높일 뿐만 아니라 수지의 접착력을 3배까지 향상시킬 수 있습니다. 촉매 수소화는 석유 수지를 개질할 때 가장 간단하고 효과적인 정제 방법입니다. 적절한 촉매를 사용하여 수지를 촉매 수소화하면 수지의 구조 단위에서 불포화 탄소-탄소 이중 결합을 효과적으로 복원하고 수지의 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 석유 수지의 수소화는 또한 할로겐, 황 및 기타 이종 원자의 함량을 줄이고 수지의 연색 단위를 파괴하여 접착력과 색상 및 기타 품질을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 석유 수지의 종류와 분자 구조는 복잡하고 다양하며 불포화 탄소-탄소 이중 결합의 작용기(예: 벤젠 고리, 지방족 올레핀)의 화학적 환경과 수소화 난이도는 동일하지 않습니다. 일반적으로 수소화 반응은 올레핀 이중 결합에서 우선적으로 일어나며, 반응이 진행됨에 따라 벤젠 이중 결합도 다양한 정도로 수소화됩니다(그림 2). 2010 년 태국 출라롱콘 대학교의 Sae-Ma 등은 수지 색도와 불포화기의 수소화 정도 사이의 관계를 조사했습니다. 방향족과 비닐 작용기를 각각 포함하는 두 가지 석유 수지의 수소화 상태를 비교하여 방향족 불포화 결합만 포함하는 수지의 경우 방향족기의 수소화 정도가 증가함에 따라 수지의 색이 상당히 밝아지는 반면, 주로 비닐 구조를 가진 수지의 경우 불포화 이중 결합의 수소화 정도는 기본적으로 수지의 색상 변화와 무관하다는 것을 발견했습니다. 따라서 선택적 수소화는 불포화 탄소-탄소 이중 결합의 정밀한 촉매 환원 및 불순물 제거를 달성하고 석유 수지의 불포화 정도와 특성을 조절하며 다양한 응용 분야의 생산 요구 사항을 충족 할 수 있습니다. 현재 촉매 수소화는 석유 수지 개질 분야에서 가장 많이 연구되고 관심을 받고 있는 방향입니다. 이 백서에서는 석유 수지의 촉매 수소화 기술에 초점을 맞추고 석유 수지 수소화 공정 및 촉매의 연구 진행 상황을 검토합니다. 그림 2는 수지 분자의 수소화 반응의 개략도를 보여줍니다.     1.3 석유 수지 수소화 공정 석유 수지 수소화 공정은 기체-액체-고체 3상 반응입니다. 현재 수소화 석유 수지의 생산 공정은 주로 슬러리 베드, 고정 베드 및 스프레이의 세 가지 유형의 수소화 공정으로 나뉘며, 그 중 더 성숙한 기술은 슬러리 베드 및 고정 베드 수소화입니다. 단계 수에 따라 석유 수지 수소화 공정은 일반적으로 1단계 수소화 및 다단계 수소화 기술로 분류할 수 있습니다. 1단계 수소화는 후속 수소화 단계 없이 불포화 이중 결합의 수소화를 직접 완료하고 수소화 반응 중에 석유 수지 내 황과 할로겐 및 기타 이종 원자를 제거하는 것을 말합니다. 이 공정 경로는 장비 활용도가 높지만 촉매 성능 요구 사항이 비교적 엄격하며, 수지의 심층 수소화 능력과 우수한 안정성을 갖출 수 있어야 합니다. 다단계 수소화 공정은 일반적으로 저압 수소화 1단계와 고압 수소화 2단계로 구성되며, 공정 흐름이 길고 장비에 대한 투자가 많이 이루어집니다. 그러나 다단계 수소화 공정은 세분화된 반응을 통해 수지 내 다양한 작용기와 불순물을 수소화할 수 있으며, 각 반응 공정의 특성에 적합한 촉매를 선택할 수 있습니다. 2단계 수소화 플랜트에서 1단계는 일반적으로 저온 및 고압에서 수지의 예비 수소화 및 탈황 및 탈할로겐화를 위해 저렴한 비귀금속 촉매를 사용하고, 2단계는 고온 및 고압에서 수지의 심층 수소화를 위해 귀금속 촉매를 사용합니다. 일반적인 다단계 고정층 수소화 공정 흐름은 그림 3에 나와 있습니다. 석유 수지 공급 원료와 용매를 고온 혼합 장치에서 슬러리화하여 혼합하고 석유 수지 용액을 수소와 혼합 한 다음 1 단계 수소화 반응기에 넣고 수소화 된 물질을 냉각 및 분리하고 수소와 염화수소 및 기타 가스를 저장 탱크에 넣고 수소화 된 석유 수지 용액을 가열로로 이송하여 예열합니다, 그리고 2단 수소화 반응기에서 심층 수소화가 완료되고, 2단 수소화 후 물질을 냉각 및 분리하고 분리 된 석유 수지 용액 분리 된 석유 수지 용액은 스트리핑 타워로 들어가 용매와 수소화 된 석유 수지를 분리하고 용매는 회수 처리 후 재활용됩니다. 실제 산업 생산에서는 용매, 열 및 기타 생산 요소를 효율적으로 사용하기 위해 일반적으로 하나 이상의 스트리퍼 타워, 펌프 및 기타 분리 및 재활용 장치를 추가하는 과정에서 용매, 열 및 기타 생산 요소를 효율적으로 사용합니다. 분리 및 연속 생산이 용이하다는 장점 때문에 중국에서 수소화 석유 수지 생산의 대부분은 다단계 고정층 수소화 공정을 채택하고 있습니다. 그림 3은 고정층 수지 수소화 공정 흐름도를 보여줍니다. 1-수지 공급 원료, 2-용매, 3-가열 및 혼합 장치, 4-수소, 5-1단계 수소화 반응기, 6, 10-염화수소, 황화수소 등, 7, 11-분리 장치, 8-가열 장치, 9-2단계 수소화 반응기, 12-증기 추출 타워, 13-수지 제품, 14-용매 회수, 15-불순물, 16-용매 회수 장치. 석유 수지를 위한 수소화 촉매의 발전(2)