JP2019137663A - Method for producing unsaturated hydrocarbon - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing an unsaturated hydrocarbon capable of efficiently converting an alkane with less catalyst deterioration as a novel production method of an unsaturated hydrocarbon.SOLUTION: There is provided a method for producing an unsaturated hydrocarbon which comprises a dehydrogenation step of bringing a raw material gas containing an alkane and steam into contact with a dehydrogenation catalyst to obtain a product gas containing at least one unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of an olefin and a conjugated diene, wherein the dehydrogenation catalyst contains a carrier and a supported metal containing tin and platinum supported on the carrier, the carrier contains a first metal oxide containing a group 4 element and a second metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of a group 2 element and lanthanoid and the content of the second metal oxide in the carrier is 2.0 mass% or more and 20 mass% or less based on the total amount of the carrier.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、不飽和炭化水素の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an unsaturated hydrocarbon.

アルカンの脱水素反応により得られる不飽和炭化水素は、様々な分野で、例えば工業製品の出発材料として、大量に必要とされている。例えば、不飽和炭化水素は、洗浄剤、ハイオクタンガソリン、薬品等の製造に使用されるほか、プラスチックの製造等にも利用されている。   Unsaturated hydrocarbons obtained by alkane dehydrogenation are required in large quantities in various fields, for example, as starting materials for industrial products. For example, unsaturated hydrocarbons are used for manufacturing detergents, high-octane gasoline, chemicals, etc., and also for manufacturing plastics.

特にブテンは、メチルエチルケトン、アルキレートガソリン等の出発材料として広く利用されている。ブテンの製造方法としては、例えば、不均一脱水素触媒を用い、n−ブタンを直接脱水素する方法が知られている(例えば、特許文献1〜4)。   In particular, butene is widely used as a starting material for methyl ethyl ketone, alkylate gasoline and the like. As a method for producing butene, for example, a method of directly dehydrogenating n-butane using a heterogeneous dehydrogenation catalyst is known (for example, Patent Documents 1 to 4).

特開2014−205135号公報JP 2014-205135 A 特開2015−027669号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-027669 米国特許出願公開第2014/0309470号明細書US Patent Application Publication No. 2014/0309470 米国特許第6,433,241号明細書US Pat. No. 6,433,241

不飽和炭化水素の需要増加に伴って、製造装置の要求特性、運転コスト、反応効率等の特色の異なる、多様なアルカンの脱水素方法の開発が求められている。   With increasing demand for unsaturated hydrocarbons, development of various alkane dehydrogenation methods differing in characteristics such as required characteristics of production equipment, operating costs, reaction efficiency, and the like has been demanded.

本発明は、不飽和炭化水素の新規製造方法として、触媒劣化が少なく、アルカンを効率良く転化可能な、不飽和炭化水素の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing an unsaturated hydrocarbon, which is a novel method for producing an unsaturated hydrocarbon with little catalyst deterioration and capable of efficiently converting alkane.

本発明者らは、特定の担体に特定の金属元素を担持させた脱水素触媒によって、アルカンを効率良く脱水素させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have found that alkane can be efficiently dehydrogenated by a dehydrogenation catalyst in which a specific metal element is supported on a specific support, and have completed the present invention.

本発明の一側面は、アルカン及びスチームを含む原料ガスを脱水素触媒に接触させて、オレフィン及び共役ジエンからなる群より選択される少なくとも一種の不飽和炭化水素を含む生成ガスを得る脱水素工程を備える、不飽和炭化水素の製造方法に関する。この製造方法において、上記脱水素触媒は、担体と、当該担体に担持されたスズ及び白金を含む担持金属と、を含有し、上記担体は、第4族元素を含む第一の金属酸化物と、第2族元素及びランタノイドからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第二の金属酸化物と、を含有し、上記担体における上記第二の金属酸化物の含有量は、上記担体の全量基準で2.0質量%以上20質量%以下である。   One aspect of the present invention is a dehydrogenation step of obtaining a product gas containing at least one unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of olefins and conjugated dienes by contacting a raw material gas containing alkane and steam with a dehydrogenation catalyst. It is related with the manufacturing method of unsaturated hydrocarbon provided with these. In this production method, the dehydrogenation catalyst includes a support and a supported metal including tin and platinum supported on the support, and the support includes a first metal oxide including a Group 4 element; A second metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of Group 2 elements and lanthanoids, and the content of the second metal oxide in the support is It is 2.0 mass% or more and 20 mass% or less on the basis of the total amount.

一態様において、上記第一の金属酸化物は、ZrO及びHfOからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてよい。 In one embodiment, the first metal oxide may contain at least one selected from the group consisting of ZrO 2 and HfO 2 .

一態様において、上記第二の金属酸化物は、CaOを含んでいてよい。   In one embodiment, the second metal oxide may contain CaO.

一態様において、上記第二の金属酸化物は、Laを含んでいてよい。 In one embodiment, the second metal oxide may include La 2 O 3 .

一態様において、上記担体における上記第二の金属酸化物の含有量は、上記担体の全量基準で5.0質量%以上10質量%以下であってよい。   In one embodiment, the content of the second metal oxide in the support may be 5.0% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the support.

一態様において、上記アルカンはブタンを含んでいてよく、上記オレフィンはブテンを含んでいてよく、上記共役ジエンはブタジエンを含んでいてよい。   In one embodiment, the alkane may contain butane, the olefin may contain butene, and the conjugated diene may contain butadiene.

本発明によれば、不飽和炭化水素の新規製造方法として、触媒劣化が少なく、アルカンを効率良く転化可能な、不飽和炭化水素の製造方法が提供される。   According to the present invention, as a novel method for producing an unsaturated hydrocarbon, there is provided a method for producing an unsaturated hydrocarbon that is capable of efficiently converting alkane with little catalyst deterioration.

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

本実施形態に係る不飽和炭化水素の製造方法は、アルカン及びスチームを含む原料ガスを脱水素触媒に接触させて、オレフィン及び共役ジエンからなる群より選択される少なくとも一種の不飽和炭化水素を含む生成ガスを得る脱水素工程を備える。   The method for producing an unsaturated hydrocarbon according to the present embodiment includes at least one unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of an olefin and a conjugated diene by bringing a raw material gas containing alkane and steam into contact with a dehydrogenation catalyst. A dehydrogenation step for obtaining a product gas is provided.

本実施形態において、脱水素触媒は、担体と、当該担体に担持されたスズ及び白金を含む担持金属と、を含有している。また、担体は、第4族元素を含む第一の金属酸化物と、第2族元素及びランタノイドからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第二の金属酸化物と、を含有している。さらに、本実施形態において、担体における前記第二の金属酸化物の含有量は、担体の全量基準で2.0質量%以上20質量%以下である。   In this embodiment, the dehydrogenation catalyst contains a carrier and a supported metal containing tin and platinum supported on the carrier. The carrier contains a first metal oxide containing a Group 4 element and a second metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of Group 2 elements and lanthanoids. Yes. Furthermore, in the present embodiment, the content of the second metal oxide in the support is 2.0% by mass or more and 20% by mass or less based on the total amount of the support.

本実施形態に係る製造方法によれば、特定の担体に特定の金属元素を担持させた脱水素触媒を用いることで、触媒劣化を抑制しつつ、高い転化率でアルカンを反応させて、効率良く不飽和炭化水素を得ることができる。   According to the production method according to the present embodiment, by using a dehydrogenation catalyst in which a specific metal element is supported on a specific support, alkane can be reacted at a high conversion rate while suppressing catalyst deterioration, and efficiently. Unsaturated hydrocarbons can be obtained.

本実施形態で用いる脱水素触媒は、アルカンの脱水素反応を触媒する固体触媒であり、第一の金属酸化物及び第二の金属酸化物を含む担体に、スズ及び白金を含む担持金属が担持された触媒である。   The dehydrogenation catalyst used in the present embodiment is a solid catalyst that catalyzes a dehydrogenation reaction of alkane, and a support metal including tin and platinum is supported on a support including the first metal oxide and the second metal oxide. Catalyst.

第一の金属酸化物は、第4族元素を含む金属酸化物である。第一の金属酸化物としては、例えばTiO、ZrO及びHfOが挙げられる。第一の金属酸化物は、ZrO及びHfOの少なくとも一方を含むことが好ましく、ZrOを含むことがより好ましく、ZrO及びHfOの両方を含むことが更に好ましい。 The first metal oxide is a metal oxide containing a Group 4 element. Examples of the first metal oxide include TiO 2 , ZrO 2 and HfO 2 . The first metal oxide preferably comprises at least one ZrO 2 and HfO 2, more preferably containing ZrO 2, it is further preferred to include both an ZrO 2 and HfO 2.

第一の金属酸化物の含有量は、担体の全量基準で80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。また、第一の金属酸化物の含有量は、担体の全量基準で98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。第一の金属酸化物の含有量が上記範囲であると、触媒劣化がより顕著に抑制され、高い活性がより長時間にわたり維持される傾向がある。   The content of the first metal oxide is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more based on the total amount of the carrier. In addition, the content of the first metal oxide is preferably 98% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, based on the total amount of the carrier. When the content of the first metal oxide is in the above range, catalyst deterioration is more significantly suppressed, and high activity tends to be maintained for a longer time.

第二の金属酸化物は、第2族元素及びランタノイドからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む金属酸化物である。第二の金属酸化物としては、例えば、MgO、CaO、SrO、BaO、La等が挙げられる。第二の金属酸化物のうち、第2族元素を含む金属酸化物としては、CaOが好ましい。また、第二の金属酸化物のうち、ランタノイドを含む金属酸化物としては、Laが好ましい。 The second metal oxide is a metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of Group 2 elements and lanthanoids. Examples of the second metal oxide include MgO, CaO, SrO, BaO, La 2 O 3 and the like. Of the second metal oxides, CaO is preferred as the metal oxide containing a Group 2 element. Of the second metal oxides, La 2 O 3 is preferable as the metal oxide containing a lanthanoid.

第二の金属酸化物の含有量は、担体の全量基準で2.0質量%以上であり、好ましくは5.0質量%以上である。また、第二の金属酸化物の含有量は、担体の全量基準で20質量%以下であり、好ましくは10質量%以下である。第二の金属酸化物の含有量が上記範囲であると、触媒劣化がより顕著に抑制され、高い活性がより長時間にわたり維持される傾向がある。   The content of the second metal oxide is 2.0% by mass or more, preferably 5.0% by mass or more, based on the total amount of the carrier. Further, the content of the second metal oxide is 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, based on the total amount of the carrier. When the content of the second metal oxide is within the above range, catalyst deterioration is more significantly suppressed, and high activity tends to be maintained for a longer time.

担体の比表面積は、例えば30m/g以上であってよく、50m/g以上であることが好ましい。これにより、アルカンの転化率が一層向上する傾向がある。また、担体の比表面積は、例えば1000m/g以下であってよく、500m/g以下であることが好ましい。これにより、工業的に好適に利用可能な十分な強度を有する担体とすることができる。なお、本明細書中、担体の比表面積は、窒素吸着法を用いたBET比表面積計で測定される。 The specific surface area of the carrier may be, for example, 30 m 2 / g or more, and preferably 50 m 2 / g or more. Thereby, there exists a tendency for the conversion rate of alkane to improve further. The specific surface area of the carrier may be, for example, 1000 m 2 / g or less, and preferably 500 m 2 / g or less. Thereby, it can be set as the support | carrier which has sufficient intensity | strength which can be utilized industrially suitably. In the present specification, the specific surface area of the carrier is measured by a BET specific surface area meter using a nitrogen adsorption method.

脱水素触媒における白金(Pt)の担持量は、脱水素触媒の全量基準で、例えば0.8質量%以上であってよく、好ましくは0.9質量%以上である。また、Ptの担持量は、脱水素触媒の全量基準で、例えば5.0質量%以下であってよく、好ましくは3.0質量%以下である。このような担持量であると、触媒上で形成されるPt粒子が脱水素反応により好適なサイズとなり、単位白金重量あたりの白金表面積が大きくなるため、より効率的な反応系が実現できる。   The supported amount of platinum (Pt) in the dehydrogenation catalyst may be, for example, 0.8% by mass or more, preferably 0.9% by mass or more, based on the total amount of the dehydrogenation catalyst. Further, the supported amount of Pt may be, for example, 5.0% by mass or less, preferably 3.0% by mass or less, based on the total amount of the dehydrogenation catalyst. With such a loading amount, the Pt particles formed on the catalyst have a suitable size due to the dehydrogenation reaction, and the platinum surface area per unit platinum weight increases, so a more efficient reaction system can be realized.

脱水素触媒におけるスズ(Sn)の担持量は、脱水素触媒の全量基準で、例えば1.0質量%以上であり、好ましくは2.0質量%以上である。また、Snの担持量は、脱水素触媒の全量基準で、例えば5.0質量%以下であり、好ましくは3.0質量%以下である。Snの担持量が上記範囲であると、アルカンの転化率が一層向上しやすくなるだけでなく、触媒劣化がより顕著に抑制され、高い活性がより長時間にわたり維持される傾向がある。   The supported amount of tin (Sn) in the dehydrogenation catalyst is, for example, 1.0% by mass or more, preferably 2.0% by mass or more, based on the total amount of the dehydrogenation catalyst. The amount of Sn supported is, for example, 5.0% by mass or less, preferably 3.0% by mass or less, based on the total amount of the dehydrogenation catalyst. When the supported amount of Sn is in the above range, not only the alkane conversion rate is further improved, but also catalyst deterioration is more significantly suppressed, and high activity tends to be maintained for a longer time.

担持される担持金属は、酸化物として担持されていてよく、単体の金属として担持されていてもよい。   The supported metal to be supported may be supported as an oxide or may be supported as a single metal.

担持金属の担持方法は特に限定されず、例えば、含浸法、沈着法、共沈法、混練法、イオン交換法、ポアフィリング法が挙げられる。   The supporting method of the supporting metal is not particularly limited, and examples thereof include an impregnation method, a deposition method, a coprecipitation method, a kneading method, an ion exchange method, and a pore filling method.

担持方法の一態様を以下に示す。まず、担持金属の前駆体(白金源及びスズ源)を含む溶液に担体を加え、溶液を含んだ担体を混練する。その後、乾燥により溶媒を除去し、得られた固体を焼成することで、担持金属を担体上に担持させることができる。   One aspect of the loading method is shown below. First, a carrier is added to a solution containing a precursor of a supported metal (platinum source and tin source), and the carrier containing the solution is kneaded. Thereafter, the solvent is removed by drying, and the obtained solid is fired, whereby the supported metal can be supported on the support.

上記担持方法において、担持金属の前駆体は、例えば、金属塩又は錯体であってよい。担持金属の金属塩は、例えば、無機塩、有機酸塩又はこれらの水和物であってよい。無機塩は、例えば、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、リン酸塩、炭酸塩等であってよい。有機酸塩は、例えば、酢酸塩、しゅう酸塩等であってよい。担持金属の錯体は、例えば、アルコキシド錯体、アンミン錯体等であってよい。   In the above supporting method, the supporting metal precursor may be, for example, a metal salt or a complex. The metal salt of the supported metal may be, for example, an inorganic salt, an organic acid salt, or a hydrate thereof. Inorganic salts may be, for example, sulfates, nitrates, chlorides, phosphates, carbonates and the like. The organic acid salt may be, for example, acetate, oxalate and the like. The supported metal complex may be, for example, an alkoxide complex or an ammine complex.

担持金属の前駆体は、塩素原子を含まない金属源であることが好ましい。塩素原子を含まない金属源を前駆体に用いることで、触媒調整時の装置の腐食を防止できる。   The precursor of the supported metal is preferably a metal source containing no chlorine atom. By using a metal source that does not contain chlorine atoms as a precursor, corrosion of the apparatus during catalyst preparation can be prevented.

焼成は、例えば、空気雰囲気下又は酸素雰囲気下で行うことができる。焼成は一段階で行ってもよく、二段階以上の多段階で行ってもよい。焼成温度は、担持金属の前駆体を分解可能な温度であればよく、例えば200〜1000℃であってよく、400〜800℃であってもよい。なお、多段階の焼成を行う場合、少なくともその一段階が上記焼成温度であればよい。他の段階での焼成温度は、例えば上記と同じ範囲であってよく、100〜200℃であってもよい。   Firing can be performed, for example, in an air atmosphere or an oxygen atmosphere. Firing may be performed in one stage, or may be performed in two or more stages. The firing temperature may be any temperature as long as the precursor of the supported metal can be decomposed, and may be, for example, 200 to 1000 ° C or 400 to 800 ° C. In addition, when performing multi-stage baking, at least one step should just be the said baking temperature. The firing temperature at the other stage may be in the same range as described above, for example, and may be 100 to 200 ° C.

脱水素触媒は、成形性を向上させる観点から、成形助剤を更に含有していてもよい。成形助剤は、例えば、増粘剤、界面活性剤、保水材、可塑剤、バインダー原料等であってよい。   The dehydrogenation catalyst may further contain a molding aid from the viewpoint of improving moldability. The molding aid may be, for example, a thickener, a surfactant, a water retention material, a plasticizer, a binder material, or the like.

脱水素触媒の形状は特に限定されず、例えば、ペレット状、顆粒状、ハニカム状、スポンジ状等の形状であってよい。   The shape of the dehydrogenation catalyst is not particularly limited, and may be, for example, a pellet shape, a granule shape, a honeycomb shape, a sponge shape, or the like.

脱水素触媒は、前処理として還元処理が行われたものを用いてもよい。還元処理は、例えば、還元性ガスの雰囲気下、40〜600℃で脱水素触媒を保持することで行うことができる。保持時間は、例えば0.05〜24時間であってよい。還元性ガスは、例えば、水素、一酸化炭素等を含むものであってよい。還元処理を行った脱水素触媒を用いることで、脱水素反応の初期の誘導期を短くすることができる。なお、初期の誘導期とは、脱水素触媒中の担持金属のうち、還元されて活性状態にあるものが非常に少なく、触媒の活性が低い状態をいう。   A dehydrogenation catalyst that has been subjected to a reduction treatment as a pretreatment may be used. The reduction treatment can be performed, for example, by holding the dehydrogenation catalyst at 40 to 600 ° C. in a reducing gas atmosphere. The holding time may be, for example, 0.05 to 24 hours. The reducing gas may contain hydrogen, carbon monoxide, etc., for example. By using the dehydrogenation catalyst subjected to the reduction treatment, the initial induction period of the dehydrogenation reaction can be shortened. The initial induction period means a state in which the supported metal in the dehydrogenation catalyst is reduced and is in an active state, and the activity of the catalyst is low.

次いで、本実施形態における脱水素工程について詳述する。   Next, the dehydrogenation process in this embodiment will be described in detail.

脱水素工程は、原料ガスを脱水素触媒に接触させてアルカンの脱水素反応を行い、不飽和炭化水素を含む生成ガスを得る工程である。   The dehydrogenation step is a step in which a raw material gas is brought into contact with a dehydrogenation catalyst to perform an alkane dehydrogenation reaction to obtain a product gas containing unsaturated hydrocarbons.

原料ガスは、アルカンを含んでいる。アルカンの炭素数は、目的とする不飽和炭化水素の炭素数と同じであってよい。アルカンの炭素数は、例えば4〜10であってよく、4〜6であってよい。   The source gas contains alkane. The carbon number of the alkane may be the same as the carbon number of the target unsaturated hydrocarbon. The carbon number of the alkane may be, for example, 4 to 10 or 4 to 6.

アルカンは、例えば、鎖状であってよく、環状であってもよい。鎖状アルカンとしては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等が挙げられる。より具体的には、直鎖状アルカンとしては、n−ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン等が挙げられる。また、分岐状アルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2、3−ジメチルペンタン、イソヘプタン、イソオクタン、イソデカン等が挙げられる。環状アルカンとしては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン等が挙げられる。原料ガスは、アルカンを一種含むものであってよく、二種以上含むものであってもよい。   For example, the alkane may be a chain or a ring. Examples of the chain alkane include butane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, and the like. More specifically, examples of the linear alkane include n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, and n-decane. Examples of the branched alkane include isobutane, isopentane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,3-dimethylpentane, isoheptane, isooctane, and isodecane. Examples of the cyclic alkane include cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, and methylcyclohexane. The source gas may contain one kind of alkane or two or more kinds.

原料ガスにおいて、アルカンの分圧は1.0MPa以下としてよく、0.1MPa以下としてもよく、0.01MPa以下としてもよい。原料ガスのアルカン分圧を小さくすることでアルカンの転化率が一層向上しやすくなる。   In the source gas, the partial pressure of alkane may be 1.0 MPa or less, 0.1 MPa or less, or 0.01 MPa or less. By reducing the alkane partial pressure of the source gas, the alkane conversion rate can be further improved.

また、原料ガスにおけるアルカンの分圧は、原料流量に対する反応器サイズを小さくする観点から、0.001MPa以上とすることが好ましく、0.005MPa以上とすることがより好ましい。   The partial pressure of alkane in the raw material gas is preferably 0.001 MPa or more, and more preferably 0.005 MPa or more, from the viewpoint of reducing the reactor size with respect to the raw material flow rate.

原料ガスは、窒素、アルゴン等の不活性ガスを更に含有していてもよく、スチームを更に含有していてもよい。スチームを原料ガスに含有させることで、触媒の活性低下が顕著に抑制される傾向がある。   The source gas may further contain an inert gas such as nitrogen or argon, and may further contain steam. By containing steam in the raw material gas, the catalyst activity tends to be remarkably suppressed.

原料ガスがスチームを含有するとき、スチームの含有量は、アルカンに対して0.5倍モル以上とすることが好ましく、1.0倍モル以上とすることがより好ましく、1.5倍モル以上とすることが更に好ましい。また、スチームの含有量は、例えば、アルカンに対して50倍モル以下であってよく、好ましくは10倍モル以下であり、より好ましくは4倍モル以下である。   When the raw material gas contains steam, the steam content is preferably 0.5 times mole or more, more preferably 1.0 times mole or more, more preferably 1.5 times mole or more with respect to the alkane. More preferably. Further, the steam content may be, for example, 50 times mol or less, preferably 10 times mol or less, more preferably 4 times mol or less with respect to alkane.

原料ガスは、上記以外に水素、酸素、一酸化炭素、炭酸ガス、オレフィン類、ジエン類等の他の成分を更に含有していてもよい。   The source gas may further contain other components such as hydrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide gas, olefins and dienes in addition to the above.

本実施形態において、生成ガスは、オレフィン及び共役ジエンからなる群より選択される少なくとも一種の不飽和炭化水素を含む。オレフィン及び共役ジエンの炭素数は、いずれもアルカンの炭素数と同じであってよく、例えば4〜10であってよく、4〜6であってよい。   In the present embodiment, the product gas contains at least one unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of olefins and conjugated dienes. The number of carbon atoms of the olefin and conjugated diene may be the same as the carbon number of the alkane, for example, 4 to 10 or 4 to 6.

生成ガスは、不飽和炭化水素を一種含むものであってよく、二種以上の不飽和炭化水素を含むものであってよい。例えば、生成ガスは、オレフィン及び共役ジエンを含むものであってよい。オレフィンとしては、例えば、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン等が挙げられ、これらはいずれの異性体であってもよい。共役ジエンとしては、例えば、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、1,3−ヘプタジエン、1,3−オクタジエン、1,3−ノナジエン、1,3−デカジエン等が挙げられる。   The product gas may contain one kind of unsaturated hydrocarbon, and may contain two or more kinds of unsaturated hydrocarbons. For example, the product gas may include olefins and conjugated dienes. Examples of olefins include butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene, decene and the like, and these may be any isomer. Examples of the conjugated diene include 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 1,3-heptadiene, 1,3-octadiene, 1,3-nonadiene, and 1,3-decadiene. Etc.

脱水素工程は、例えば、脱水素触媒を充填した反応器を用い、当該反応器に原料ガスを流通させることにより実施してよい。反応器としては、固体触媒による気相反応に用いられる種々の反応器を用いることができる。反応器としては、例えば、固定床型反応器、ラジアルフロー型反応器、管型反応器等が挙げられる。   The dehydrogenation step may be performed, for example, by using a reactor filled with a dehydrogenation catalyst and circulating a raw material gas through the reactor. As the reactor, various reactors used for a gas phase reaction with a solid catalyst can be used. Examples of the reactor include a fixed bed reactor, a radial flow reactor, and a tubular reactor.

脱水素反応の反応形式は、例えば、固定床式、移動床式又は流動床式であってよい。これらのうち、設備コストの観点からは固定床式が好ましい。   The reaction type of the dehydrogenation reaction may be, for example, a fixed bed type, a moving bed type, or a fluidized bed type. Among these, the fixed bed type is preferable from the viewpoint of equipment cost.

脱水素反応の反応温度、すなわち反応器内の温度は、反応効率の観点から300〜800℃であってよく、500〜700℃であってよい。反応温度が500℃以上であれば、アルカンが一層転化しやすくなる傾向がある。反応温度が700℃以下であれば、触媒劣化が抑制され、高い活性がより長期にわたって維持される傾向がある。   The reaction temperature of the dehydrogenation reaction, that is, the temperature in the reactor, may be 300 to 800 ° C. or 500 to 700 ° C. from the viewpoint of reaction efficiency. If the reaction temperature is 500 ° C. or higher, the alkane tends to be more easily converted. When the reaction temperature is 700 ° C. or lower, catalyst deterioration is suppressed and high activity tends to be maintained over a longer period.

反応圧力、すなわち反応器内の気圧は0.01〜1MPaであってよく、0.05〜0.8MPaであってよく、0.1〜0.5MPaであってよい。反応圧力が上記範囲にあると、脱水素反応がより進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。   The reaction pressure, that is, the atmospheric pressure in the reactor may be 0.01 to 1 MPa, may be 0.05 to 0.8 MPa, and may be 0.1 to 0.5 MPa. When the reaction pressure is in the above range, the dehydrogenation reaction is more likely to proceed, and a further excellent reaction efficiency tends to be obtained.

脱水素工程を、原料ガスを連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、重量空間速度(以下、「WHSV」という。)は、0.1h−1以上であってよく、1.0h−1以上であってもよく、100h−1以下であってよく、30h−1以下であってもよい。ここで、WHSVとは、連続式の反応装置における、触媒質量に対する原料ガスの供給速度(供給量/時間)の比(供給速度/触媒質量)である。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、WHSVは上記範囲に限定されるものではない。 When the dehydrogenation step is performed in a continuous reaction mode in which the raw material gas is continuously supplied, the weight space velocity (hereinafter referred to as “WHSV”) may be 0.1 h −1 or more, and 1.0 h. it may also be -1 or more, may be at 100h -1 or less, may be 30h -1 or less. Here, WHSV is the ratio (supply rate / catalyst mass) of the feed rate (supply rate / time) of the raw material gas to the catalyst mass in a continuous reaction apparatus. In addition, the usage amount of the raw material gas and the catalyst may be appropriately selected in a more preferable range according to the reaction conditions, the activity of the catalyst, etc., and WHSV is not limited to the above range.

脱水素工程では、反応器に上記脱水素触媒(以下、第一の脱水素触媒ともいう。)以外の触媒を更に充填してもよい。   In the dehydrogenation step, the reactor may be further charged with a catalyst other than the dehydrogenation catalyst (hereinafter also referred to as the first dehydrogenation catalyst).

例えば、本実施形態では、反応器の第一の脱水素触媒より後段に、オレフィンから共役ジエンへの脱水素反応を触媒する第二の脱水素触媒が更に充填されていてもよい。第一の脱水素触媒は、アルカンからオレフィンへの脱水素反応の反応活性に優れるため、第一の脱水素触媒の後段に第二の脱水素触媒を充填することで、得られる生成ガス中の共役ジエンの割合を高めることができる。   For example, in the present embodiment, a second dehydrogenation catalyst that catalyzes a dehydrogenation reaction from an olefin to a conjugated diene may be further charged after the first dehydrogenation catalyst of the reactor. Since the first dehydrogenation catalyst is excellent in the reaction activity of the dehydrogenation reaction from the alkane to the olefin, the second dehydrogenation catalyst is filled in the subsequent stage of the first dehydrogenation catalyst. The proportion of conjugated dienes can be increased.

また、本実施形態に係る脱水素方法は、脱水素工程で得られたオレフィンを含む生成ガス(以下、第一の生成ガスともいう。)を、第二の脱水素触媒に接触させてオレフィンの脱水素反応を行い、共役ジエンを含む第二の生成ガスを得る工程(以下、第二の脱水素工程ともいう。)を更に備えていてもよい。このような脱水素方法によれば、共役ジエンをより多く含む生成ガスを得ることができる。   In addition, the dehydrogenation method according to the present embodiment brings the product gas containing the olefin obtained in the dehydrogenation step (hereinafter, also referred to as the first product gas) into contact with the second dehydrogenation catalyst. A step of performing a dehydrogenation reaction to obtain a second product gas containing a conjugated diene (hereinafter also referred to as a second dehydrogenation step) may be further provided. According to such a dehydrogenation method, a product gas containing more conjugated dienes can be obtained.

第二の脱水素触媒としては、オレフィンの脱水素反応の触媒であれば、特に制限無く用いることができる。例えば、第二の脱水素触媒としては、貴金属触媒、Fe及びKを含有する触媒、Mo等を含有する触媒等を用いることができる。   As the second dehydrogenation catalyst, any olefin dehydrogenation catalyst can be used without particular limitation. For example, as the second dehydrogenation catalyst, a noble metal catalyst, a catalyst containing Fe and K, a catalyst containing Mo, or the like can be used.

第二の脱水素工程における脱水素反応の条件は、第一の脱水素工程における脱水素反応の条件と同様であってよい。   The dehydrogenation reaction conditions in the second dehydrogenation step may be the same as the dehydrogenation reaction conditions in the first dehydrogenation step.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to an Example.

[触媒合成例1]
<触媒A−1の調製>
Pt濃度100g/Lのジニトロジアミン白金硝酸溶液0.101mLを0.995mLの水で希釈した溶液Aを用意し、この溶液Aに1.0gのZrO−CaO担体(Z−2986、第一稀元素化学工業株式会社、第一の金属酸化物:90.1質量%(ZrOが約88質量%、HfOが約2質量%)、第二の金属酸化物:9.9質量%(CaOが9.9質量%))を加え、混練した。その後、130℃のオーブン中で一晩乾燥させ、乾燥後の固体を、空気流通下、550℃で3時間焼成した。次いで、スズ酸ナトリウム三水和物66.6mgを1.083mLの水に溶解させた溶液Bを用意し、この溶液Bに焼成後の固体1.0gを加え、混練した。その後、130℃のオーブン中で一晩乾燥させ、乾燥後の固体を、空気流通下、550℃で3時間焼成した。次いで、得られた固体中に含まれるナトリウム化合物をイオン交換水で除去した。最後に、550℃で2時間の水素還元を行い、Pt及びSnが担持された触媒A−1を得た。なお、触媒A−1において、Ptの担持量は1.0質量%、Snの担持量は2.6質量%であった。
[Catalyst Synthesis Example 1]
<Preparation of catalyst A-1>
A solution A obtained by diluting 0.101 mL of a dinitrodiamine platinum nitric acid solution having a Pt concentration of 100 g / L with 0.995 mL of water was prepared, and 1.0 g of ZrO 2 —CaO support (Z-2986, first Elemental Chemical Co., Ltd., first metal oxide: 90.1% by mass (ZrO 2 is about 88% by mass, HfO 2 is about 2% by mass), second metal oxide: 9.9% by mass (CaO 9.9 mass%)) was added and kneaded. Then, it dried in 130 degreeC oven overnight, and the solid after drying was baked at 550 degreeC for 3 hours by air circulation. Next, a solution B in which 66.6 mg of sodium stannate trihydrate was dissolved in 1.083 mL of water was prepared, and 1.0 g of the baked solid was added to this solution B and kneaded. Then, it dried in 130 degreeC oven overnight, and the solid after drying was baked at 550 degreeC for 3 hours by air circulation. Subsequently, the sodium compound contained in the obtained solid was removed with ion-exchanged water. Finally, hydrogen reduction was performed at 550 ° C. for 2 hours to obtain a catalyst A-1 carrying Pt and Sn. In catalyst A-1, the supported amount of Pt was 1.0% by mass, and the supported amount of Sn was 2.6% by mass.

[触媒合成例2]
<触媒A−2の調製>
ZrO−CaO担体に代えてZrO−La担体(Z−1799、第一稀元素化学工業株式会社、第一の金属酸化物:90.9質量%(ZrOが約89質量%、HfOが約2質量%)、第二の金属酸化物:9.1質量%(Laが9.1質量%))を用いたこと、溶液Aに代えて希釈水の量を1.105mLとした溶液を用いたこと、及び、溶液Bに代えてスズ酸ナトリウム三水和物の溶解に用いた水の量を1.193mLとした溶液を用いたこと以外は、触媒合成例1と同様にして触媒調製を行い、触媒A−2を得た。得られた触媒A−2において、Pt及びSnの担持量は、触媒A−1におけるPt及びSnの担持量と同様であった。
[Catalyst synthesis example 2]
<Preparation of catalyst A-2>
Instead of ZrO 2 —CaO support, ZrO 2 —La 2 O 3 support (Z-1799, Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., first metal oxide: 90.9% by mass (ZrO 2 is about 89% by mass) HfO 2 was about 2% by mass), the second metal oxide was 9.1% by mass (La 2 O 3 was 9.1% by mass)), and the amount of dilution water was changed in place of the solution A. Example of catalyst synthesis, except that 1.105 mL of solution was used, and that the solution used was 1.193 mL of water used for dissolving sodium stannate trihydrate instead of solution B. The catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain Catalyst A-2. In the obtained catalyst A-2, the supported amounts of Pt and Sn were the same as the supported amounts of Pt and Sn in the catalyst A-1.

[触媒合成例3]
<触媒B−1の調製>
ZrO−CaO担体に代えてMgAl担体を用いたこと、溶液Aに代えて希釈水の量を0.601mLとした溶液を用いたこと、及び、溶液Bに代えてスズ酸ナトリウム三水和物の溶解に用いた水の量を0.689mLとした溶液を用いたこと以外は、触媒合成例1と同様にして触媒調製を行い、触媒B−1を得た。得られた触媒B−1において、Pt及びSnの担持量は、触媒A−1におけるPt及びSnの担持量と同様であった。
[Catalyst Synthesis Example 3]
<Preparation of catalyst B-1>
The MgAl 2 O 4 support was used instead of the ZrO 2 —CaO support, the solution in which the amount of dilution water was 0.601 mL was used instead of the solution A, and the sodium stannate was used instead of the solution B. Catalyst B-1 was obtained in the same manner as in Catalyst Synthesis Example 1 except that a solution in which the amount of water used for dissolving the hydrate was 0.689 mL was used. In the obtained catalyst B-1, the supported amounts of Pt and Sn were the same as the supported amounts of Pt and Sn in the catalyst A-1.

[触媒合成例4]
<触媒B−2の調製>
ZrO−CaO担体として組成の異なる担体(Z−2920、第一稀元素化学工業株式会社、第一の金属酸化物:98.2質量%(ZrOが約96質量%、HfOが約2質量%)、第二の金属酸化物:1.8質量%(CaOが1.8質量%))を用いたこと、溶液Aに代えて希釈水の量を1.299mLとした溶液を用いたこと、及び、溶液Bに代えてスズ酸ナトリウム三水和物の溶解に用いた水の量を1.387mLとした溶液を用いたこと以外は、触媒合成例1と同様にして触媒調製を行い、触媒B−2を得た。得られた触媒B−2において、Pt及びSnの担持量は、触媒A−1におけるPt及びSnの担持量と同様であった。
[Catalyst Synthesis Example 4]
<Preparation of catalyst B-2>
A carrier having a different composition as a ZrO 2 —CaO carrier (Z-2920, first rare element chemical industry, first metal oxide: 98.2% by mass (ZrO 2 is about 96% by mass, HfO 2 is about 2%) Mass%), the second metal oxide: 1.8 mass% (CaO is 1.8 mass%)), and instead of the solution A, a solution in which the amount of dilution water was 1.299 mL was used. The catalyst was prepared in the same manner as in Catalyst Synthesis Example 1, except that a solution in which the amount of water used for dissolving sodium stannate trihydrate was 1.387 mL was used instead of Solution B. Catalyst B-2 was obtained. In the obtained catalyst B-2, the supported amounts of Pt and Sn were the same as the supported amounts of Pt and Sn in the catalyst A-1.

[触媒合成例5]
<触媒B−3の調製>
ZrO−CaO担体に代えてZrO−Y担体(Z−2987、第一稀元素化学工業株式会社、第一の金属酸化物:60.1質量%(ZrOが約58質量%、HfOが約2質量%)、第二の金属酸化物:39.9質量%(Yが39.9質量%))を用いたこと、溶液Aに代えて希釈水の量を1.357mLとした溶液を用いたこと及び溶液Bに代えてスズ酸ナトリウム三水和物の溶解に用いた水の量を1.445mLとした溶液を用いたこと以外は、触媒合成例1と同様にして触媒調製を行い、触媒B−3を得た。得られた触媒B−3において、Pt及びSnの担持量は、触媒A−1におけるPt及びSnの担持量と同様であった。
[Catalyst Synthesis Example 5]
<Preparation of catalyst B-3>
Instead of the ZrO 2 —CaO carrier, the ZrO 2 —Y 2 O 3 carrier (Z-2987, Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., first metal oxide: 60.1% by mass (ZrO 2 is about 58% by mass) HfO 2 was about 2% by mass), the second metal oxide was 39.9% by mass (Y 2 O 3 was 39.9% by mass)), and the amount of dilution water was changed in place of the solution A. Catalyst Synthesis Example 1 except that a solution of 1.357 mL was used and a solution in which the amount of water used for dissolving sodium stannate trihydrate was 1.445 mL was used instead of solution B. Catalyst preparation was performed in the same manner to obtain Catalyst B-3. In the obtained catalyst B-3, the supported amounts of Pt and Sn were the same as the supported amounts of Pt and Sn in the catalyst A-1.

(実施例1)
1.0gの触媒A−1を管型反応器に充填し、反応管を固定床流通式反応装置に接続した。次に、水素及びNの混合ガス(水素:N=1:1(mol比))を125mL/minで流通させながら、反応管を550℃まで昇温し、当該温度で2時間保持した。続いて、反応管を550℃に保持しながら、N及びスチーム(水)の混合ガス(N:スチーム=5.3:3.2(モル比))を54.5mL/minで20分間流通した。その後、n−ブタン、N及びスチーム(水)の混合ガス(原料ガス)を反応器に供給し、原料ガス中のn−ブタンの脱水素反応を行った。ここで、原料ガスにおけるn−ブタン、N及びスチームのモル比は、1.0:5.3:3.2に調整した。管型反応器への原料ガスの供給速度は、60.9mL/minに調整した。触媒全量に対するWHSVは1.0h−1に調整した。管型反応器の原料ガスの圧力は大気圧に調整した。
Example 1
1.0 g of catalyst A-1 was charged into a tubular reactor, and the reaction tube was connected to a fixed bed flow reactor. Next, while flowing a mixed gas of hydrogen and N 2 (hydrogen: N 2 = 1: 1 (mol ratio)) at 125 mL / min, the temperature of the reaction tube was increased to 550 ° C. and held at that temperature for 2 hours. . Subsequently, while maintaining the reaction tube at 550 ° C., a mixed gas of N 2 and steam (water) (N 2 : steam = 5.3: 3.2 (molar ratio)) at 54.5 mL / min for 20 minutes. Circulated. Thereafter, a mixed gas (raw material gas) of n-butane, N 2 and steam (water) was supplied to the reactor, and n-butane in the raw material gas was dehydrogenated. Here, the molar ratio of n-butane, N 2 and steam in the raw material gas was adjusted to 1.0: 5.3: 3.2. The feed rate of the raw material gas to the tubular reactor was adjusted to 60.9 mL / min. The WHSV with respect to the total amount of the catalyst was adjusted to 1.0 h- 1 . The pressure of the raw material gas in the tubular reactor was adjusted to atmospheric pressure.

反応開始時から60分が経過した時点で、脱水素反応の生成物(生成ガス)を管型反応器から採取した。また、反応開始時間から240分が経過した時点で、脱水素反応の生成物(生成ガス)を管型反応器から採取した。なお、反応開始時とは、原料ガスの供給が開始された時間である。各時点において採取された生成ガスを、熱伝導度検出器を備えたガスクロマトグラフ(TCD−GC)を用いて分析した。分析の結果、生成ガスがブテン及び1,3−ブタジエンを含有することが確認された。上記ガスクロマトグラフに基づき、各時点において採取された生成ガス中のブタン濃度(単位:質量%)を定量した。   When 60 minutes passed from the start of the reaction, the product (product gas) of the dehydrogenation reaction was collected from the tubular reactor. Further, when 240 minutes had elapsed from the reaction start time, the product (product gas) of the dehydrogenation reaction was collected from the tubular reactor. The reaction start time is the time when the supply of the source gas is started. The product gas collected at each time point was analyzed using a gas chromatograph (TCD-GC) equipped with a thermal conductivity detector. As a result of analysis, it was confirmed that the product gas contained butene and 1,3-butadiene. Based on the gas chromatograph, the butane concentration (unit: mass%) in the product gas collected at each time point was quantified.

生成ガス中のブタン濃度から、60分経過時点及び240分経過時点におけるブタン転化率を算出した。なお、60分経過時点及び240分経過時点のブタン転化率はそれぞれ下記式(1)及び(2)により定義される。
=(1−M/M)×100 (1)
=(1−M/M)×100 (2)
式(1)におけるRは、60分経過時点のブタン転化率であり、Mは、原料ガス中のn−ブタンのモル数であり、Mは、60分経過時点の生成ガス中のn−ブタンのモル数である。式(2)におけるRは、240分経過時点のブタン転化率であり、Mは、原料ガス中のn−ブタンのモル数であり、Mは、240分経過時点の生成ガス中のn−ブタンのモル数である。
From the butane concentration in the product gas, the butane conversion rate at the time of 60 minutes and 240 minutes was calculated. In addition, the butane conversion rate at the time of 60 minutes and 240 minutes is defined by the following formulas (1) and (2), respectively.
R 1 = (1−M 1 / M 0 ) × 100 (1)
R 2 = (1-M 2 / M 0 ) × 100 (2)
R 1 in the formula (1) is the butane conversion rate after 60 minutes, M 0 is the number of moles of n-butane in the raw material gas, and M 1 is in the product gas after 60 minutes. The number of moles of n-butane. R 2 in the formula (2) is the butane conversion rate after 240 minutes, M 0 is the number of moles of n-butane in the raw material gas, and M 2 is in the product gas after 240 minutes. The number of moles of n-butane.

算出の結果、ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で75.9%、240分経過時点で67.6%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.891であった。   As a result of the calculation, the butane conversion rate was 75.9% after 60 minutes from the start of the reaction, and 67.6% after 240 minutes. The value obtained by dividing the latter by the former was 0. .891.

(実施例2)
触媒A−1に代えて触媒A−2を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で72.4%、240分経過時点で58.9%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.814であった。
(Example 2)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst A-2 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 72.4% after 60 minutes from the start of the reaction and 58.9% after 240 minutes, and the value obtained by dividing the latter by the former was 0.814. It was.

(比較例1)
触媒A−1に代えて触媒B−1を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で58.0%、240分経過時点で46.6%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.803であった。
(Comparative Example 1)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-1 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 58.0% after 60 minutes from the start of the reaction, and 46.6% after 240 minutes. The value obtained by dividing the latter by the former was 0.803. It was.

(比較例2)
触媒A−1に代えて触媒B−2を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で72.4%、240分経過時点で45.7%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.631であった。
(Comparative Example 2)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-2 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 72.4% after 60 minutes from the start of the reaction and 45.7% after 240 minutes, and the value obtained by dividing the latter by the former was 0.631. It was.

(比較例3)
触媒A−1に代えて触媒B−3を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で72.3%、240分経過時点で50.4%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.697であった。
(Comparative Example 3)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-3 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 72.3% after 60 minutes from the start of the reaction and 50.4% after 240 minutes, and the value obtained by dividing the latter by the former was 0.697. It was.

(比較例4)
触媒A−1に代えて触媒B−4を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で46.4%、240分経過時点で42.8%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.922であった。
(Comparative Example 4)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-4 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 46.4% after 60 minutes from the start of the reaction and 42.8% after 240 minutes, and the value obtained by dividing the latter by the former was 0.922. It was.

(比較例5)
触媒A−1に代えて触媒B−5を用いたこと以外は実施例1と同様の操作により、n−ブタンの脱水素反応及び生成ガスの分析を行った。ブタン転化率は、反応開始時から60分経過時点で19.8%、240分経過時点で17.2%であり、後者を前者で割った触媒の耐久性を示す値は0.869であった。
(Comparative Example 5)
The dehydrogenation reaction of n-butane and the analysis of the product gas were performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst B-5 was used instead of the catalyst A-1. The butane conversion rate was 19.8% after 60 minutes from the start of the reaction, and 17.2% after 240 minutes, and the value obtained by dividing the latter by the former was 0.869. It was.

実施例1、実施例2及び比較例1〜5の結果を表1に示す。   The results of Example 1, Example 2, and Comparative Examples 1-5 are shown in Table 1.

Figure 2019137663
Figure 2019137663

Claims (6)

アルカン及びスチームを含む原料ガスを脱水素触媒に接触させて、オレフィン及び共役ジエンからなる群より選択される少なくとも一種の不飽和炭化水素を含む生成ガスを得る脱水素工程を備え、
前記脱水素触媒が、担体と、当該担体に担持されたスズ及び白金を含む担持金属と、を含有し、
前記担体が、第4族元素を含む第一の金属酸化物と、第2族元素及びランタノイドからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む第二の金属酸化物と、を含有し、
前記担体における前記第二の金属酸化物の含有量が、前記担体の全量基準で2.0質量%以上20質量%以下である、
不飽和炭化水素の製造方法。
A dehydrogenation step of obtaining a product gas containing at least one unsaturated hydrocarbon selected from the group consisting of olefins and conjugated dienes by contacting a raw material gas containing alkane and steam with a dehydrogenation catalyst;
The dehydrogenation catalyst contains a support and a supported metal containing tin and platinum supported on the support,
The carrier contains a first metal oxide containing a Group 4 element and a second metal oxide containing at least one element selected from the group consisting of Group 2 elements and lanthanoids;
The content of the second metal oxide in the carrier is 2.0% by mass or more and 20% by mass or less based on the total amount of the carrier.
A method for producing unsaturated hydrocarbons.
前記第一の金属酸化物が、ZrO及びHfOからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項1に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein the first metal oxide includes at least one selected from the group consisting of ZrO 2 and HfO 2 . 前記第二の金属酸化物が、CaOを含む、請求項1又は2に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the second metal oxide contains CaO. 前記第二の金属酸化物が、Laを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1, wherein the second metal oxide includes La 2 O 3 . 前記担体における前記第二の金属酸化物の含有量が、前記担体の全量基準で5.0質量%以上10質量%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。   5. The production method according to claim 1, wherein the content of the second metal oxide in the carrier is 5.0% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the carrier. 前記アルカンがブタンを含み、前記オレフィンがブテンを含み、前記共役ジエンがブタジエンを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the alkane contains butane, the olefin contains butene, and the conjugated diene contains butadiene.
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