Heavy oil upgrading is the conversion of heavy oil fractions into lighter and more valuable clean products. There are two routes of conversion: first one is carbon rejection and the other is hydrogen addition. Asphaltene is thought to be the most complex, high molecular weight, polar and highly aromatic in nature molecule present in petroleum. Hydroprocessing catalysis is one of the powerful tools in petroleum sectors. Hydroprocessing catalysts based upon the transition metal sul??fides have been widely used for over 60 years and catalysts such as Co/Mo/A1203 remain the industry "workhorses" in hydropro??cessing of petroleum-based feedstock. Such applications in??clude sulfur removal (hydrodesulfurization), nitrogen removal (hydrodenitrogenation) and product quality improvement (hy??drotreating, hydroconversion). Molybdenum disulfide (MoS2) is an inorganic layered material with important potential applications as a solid lubricant and catalyst. It has a layered structure. Different morphologies of MoS2 like nanoparticles, nanorods, nanoplatelets, nanoflowers and porous structures were prepared using different methods like PFHS, hydrothermal etc. These catalysts were used for the upgrading of heavy oil in the presence of hydrogen gas. When no catalyst was used in the heavy oil upgrading, the amount of liquid product was least. But when MoS2 was used, considerable amount of product was collected. Regarding other morphologies, when nanoflowers, nanoplatelets and nanoparticles were used in upgrading process, liquid product was high as compared to that when no catalyst was used. Amongst all these, molybdenum sulfide nanoparticles produced highest liquid yield. And its product characterization showed good results as compared to other morphologies.
중질유의 층상구조에의 hydroprocessing 적용을 위해 황화 몰리브데늄 (Molybdenum sulfide) 이 촉매로써 사용되었다. nanoparticle, nanorod, nanoplatelet, nanoflower 그리고 porous 의 다양한 구조를 가진 황화 몰리브데늄계 촉매들을 합성하였고 특성평가를 위해 XRD, TEM, SEM 등을 분석하였다. 이렇게 만들어진 촉매들을 첨가하여 중질유의 hydrogenation 실험을 수행하였다.
실험은 초기압력65bar, 최종온도400°C 에 1000ppm 의 몰리브데늄을 포함하는 양의 촉매를 사용하여 진행하였다. 또한 촉매 없이 같은 조건에서 실험을 수행하여 두 경우의 결과를 비교하였다.
촉매 없이 실험하였을 때의 액상 product 의 양이 다른 실험에 비해 가장 낮았다. Porous 구조를 가진 촉매를 사용했을 때 25ml 의 액상 product 가 생성되었다. 다른 nanoflower, nanoplatelet 및 nanoparticle 구조를 가진 촉매를 사용하였을 때 촉매 없이 실험하였을 때보다 많은 양의 액상 product 가 생성되었다. 이중에서 nanoparticle 구조를 가진 것이 35ml 으로 가장 많은 양을 생성하였다.
모든 실험에서 생성된 solid 와 liquid product 들의 평가는 원소분석(elemental analysis) 및 NMR 분석을 통해 이루어졌다. C, H, S, N 및 O 의 양을 분석하고, fA,, HAU/CA 및 BI 값의 계산을 통해 이를 기초로 어느 군의 촉매가 좋은 촉매로써 작용하는지 선택하였다. 비교해볼 때, nanoparticle 촉매가 작은 fA,값, 큰HAU/CA 및 BI 값을 가졌다. 또한 반응 후 생성된 liquid product 의 양 또한 nanoparticle 촉매를 사용했을 때가 가장 많았다. 그 다음으로는 nanoflower 가 다른 구조를 가진 촉매에 비해 좋은 결과를 보여주었다
