The applications of slurry reactors in which catalyst particles are suspended are gradually increasing in industry.
Data are presented on the hydregenation of cyclohexene by using 5% platinum supported on alumina catalyst in bubble column slurry reactor. Experiments were carried out at atmospheric pressure and at temperatures ranging from 30 to 60℃ with the catalyst particle size ranging from 120 to 325 mesh.
The reaction rate was zero order with respect to cyclohexene concentration for all runs. The reaction rate increased with the increase of hydrogen flow rate up to 3.2 cm/sec., and fell down suddenly above the rates of 4.6 cm/$\sec$. The effect of catalyst loading was also investigated. The observed rate linearly increased with addition of catalyst up to 2.0 gm., but above this point the observed rate approached a limiting value. The reaction rates were nearly independent of catalyst particle sizes mentioned above. The activation energy of this system was found to be 2.06 Kcal/gmole. With the methods used by Davis et al., it was found that the ratecontrolling step was the hydrogen transfer from the bulk liquid to the catalyst particle.
공업적으로 촉매입자가 현탁되어 있는 slurry 반응기의 이용도가 점점 증가하고 있는데, 본 연구에서는 5% $Pt-Al_2O_3$ 촉매를 이용 하여 bubble column slurry 반응기에서 사이클로헥센의 수소 첨가 반응에 대하여 고찰하였다. 대기압, 30 ∼ 60℃의 온도범위, 그리고 120 ∼ 325 mesh 범위의 촉매입자를 사용하여 실험하였다.
반응속도는 사이클로헥센 농도에 대하여 zero order 였으며, 수소 유속이 3.2cm/$\sec$ 때까지는 수소유속이 커짐에 따라 증가하였다. 그러나, 4.6cm/$\sec$ 이상의 유속에서는 반응속도가 갑자기 떨어짐을 관찰하였다. 또한, 촉매 loading 의 영향도 조사하였는데, 2.0gm 까지는 촉매의 양을 증가시킴에 따라 반응속도는 거의 직선적으로 증가하였다. 그러나 2.0gm이상으로 촉매양을 증가시킴에 따라 반응속도는 어느 일정한 값에 접근함을 알 수 있었다. 120 ∼ 325 mesh 범위에서, 촉매입자 크기에 따른 반응속도는 거의 일정 하였으며, 활성화 에너지는 2.06kcal/gmol 로 나타났다. Davis 등이 사용한 방법으로 하여, 반응액체로 부터 촉매입자로의 수소이동이 율속단계임을 알았다.
