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Development of evaluation method for the sulfur tolerance of new desulfurization catalysts and its mechanism for the origin of sulfur tolerance properites

Research Project

Project/Area Number 20K05577
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

Kanda Yasuharu  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70447085)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords耐硫黄性評価 / 昇温硫化法 / 貴金属リン化物触媒 / 硫化水素 / リン化ロジウム / 昇温硫化 / 二酸化硫黄 / 貴金属リン化物 / 耐硫黄性
Outline of Research at the Start

重油の硫黄分低減のため、水素化能の高い貴金属が0価の状態となる貴金属リン化物が水素化脱硫(HDS)触媒として有望視されている。貴金属リン化物の高いHDS活性は高い耐硫黄性に起因すると考えているが、耐硫黄性の詳細は不明である。従来の耐硫黄性評価法では定性的または定量的な評価しかできないため、これらを同時に測定する方法の開発が重要である。本研究では、貴金属リン化物触媒の耐硫黄性を昇温硫化法で定性的かつ定量的な観点で評価し、この触媒が高いHDS活性を示す理由を耐硫黄性の観点から解明する。また、この触媒における耐硫黄性の発現メカニズムも明らかにし、さらに高い耐硫黄性を有する触媒の開発につなげたい。

Outline of Final Research Achievements

In this study, the sulfur tolerance of noble metal phosphide catalysts was evaluated by the temperature-programmed sulfurization (TPS) method using hydrogen sulfide. In the TPS profiles of the catalyst pretreated under conditions that favor the formation of phosphides, the consumption of hydrogen sulfide amount decreased and the peak for hydrogen sulfide consumption shifted to the higher temperature, indicating that phosphide possess a high sulfur tolerance properties. The quantitative value was close to those reported by other research groups, demonstrating that the TPS method is a superior method to evaluate sulfur tolerance of catalyst. Furthermore, TPS profile using sulfur dioxide showed a significantly lower consumption than that of hydrogen sulfide. These results revealed tha the phosphide catalyst showed high sulfur tolerance because S formed form dissociatevely adrosbed hydrogen sulfide does not easily diffuse into the noble metal phosphide particles of the catalyst.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、定性的かつ定量的な両面で触媒の耐硫黄性を評価することが可能な昇温硫化(TPS)法を開発した。この方法では、定量と定性の一方のデータにとらわれることなく、触媒の真の耐硫黄性を評価できる優れた方法である。この方法の開発が学術的に最も大きな成果である。また、触媒は非常に広く工業的に使用されており、とくに石油精製における水素化脱硫プロセスでは、硫化水素が生成物として発生している。したがって、触媒の耐硫黄性を詳細に評価できる本法を工業的な触媒へ展開することで、研究成果を社会に還元できると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Enhancement of the hydrodesulfurization and C?S bond cleavage activities of rhodium phosphide catalysts by platinum addition2022

    • Author(s)
      Kanda Yasuharu、Saito Ryo、Ono Taiki、Kon Kenichi、Toyao Takashi、Furukawa Shinya、Obora Yasushi、Shimizu Ken-ichi
    • Journal Title

      Journal of Catalysis

      Volume: 408 Pages: 294-302

    • DOI

      10.1016/j.jcat.2022.03.001

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sulfur Tolerance Properties of Rhodium Phosphide Evaluated by a New Temperature-programmed Sulfidation Technique2020

    • Author(s)
      UENO Ren、UEMICHI Yoshio、KANDA Yasuharu
    • Journal Title

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 141-148

    • DOI

      10.1627/jpi.63.141

    • NAID

      130007839517

    • ISSN
      1346-8804, 1349-273X
    • Year and Date
      2020-05-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 水素を用いた種々の反応に対する貴金属リン化物の触媒作用2023

    • Author(s)
      神田康晴
    • Organizer
      触媒学会 第132回触媒討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リン化ロジウム触媒の水素化脱硫活性におよぼす耐硫黄性の影響2023

    • Author(s)
      神田康晴, 佐々木奏, 上野錬, 遠藤優斗
    • Organizer
      触媒学会 第132回触媒討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] リン化ロジウム触媒の耐硫黄性に与える共存ガスの影響2022

    • Author(s)
      佐々木奏, 上野錬, 遠藤優斗, 神田康晴
    • Organizer
      第130回触媒討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 昇温硫化法によるRh-P系触媒の耐硫黄性評価2022

    • Author(s)
      佐々木奏, 上野錬, 遠藤優斗, 神田康晴
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部 2022年冬季研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] リン化ロジウム触媒の水素化脱硫活性と耐硫黄性の関係2022

    • Author(s)
      神田康晴, 上野錬
    • Organizer
      触媒学会 第128回触媒討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 昇温硫化法によるリン化パラジウム触媒の耐硫黄性評価2020

    • Author(s)
      神田康晴,上野錬,上道芳夫
    • Organizer
      石油学会 第50回石油・石油化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 触媒の劣化対策、長寿命化2020

    • Author(s)
      神田康晴 他(全81名)
    • Total Pages
      579
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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