JP2022181492A - Oxidative dehydrogenation catalyst - Google Patents

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Abstract

To provide an oxidative dehydrogenation catalyst that has a higher activity and a longer life compared to the conventional catalysts, and is for producing propylene through an oxidative dehydrogenation reaction of propane.SOLUTION: An oxidative dehydrogenation catalyst is for producing propylene through an oxidative dehydrogenation reaction of propane. The oxidative dehydrogenation reaction is conducted by reacting propane with carbon dioxide. The oxidative dehydrogenation catalyst has active ingredients being supported on a ceria carrier. The active ingredients include a platinum element, an indium element, and a 3d-transition metal element.SELECTED DRAWING: None

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 〔1〕 発行日(公開日) 令和2年9月9日 刊行物 第126回触媒討論会 予稿集 一般社団法人触媒学会 発行 参加者専用予稿集ダウンロードアドレスから公開 〔2〕開催日(公開日) 令和2年9月16日(会期:令和2年9月16日~18日) 集会名、開催場所 第126回触媒討論会 ビデオ会議システム(Zoom)を用いたオンライン開催 一般社団法人触媒学会 主催 <資料> 第126回触媒討論会 開催概要 <資料> 第126回触媒討論会 予稿集 研究要旨 <資料> 第126回触媒討論会 プログラム <資料> 第126回触媒討論会 発表資料Patent Law Article 30, Paragraph 2 application filed [1] Publication date (publication date) September 9, 2020 Publications 126th Catalysis Symposium Proceedings Published by The Catalysis Society of Japan Participant-only proceedings download [2] Date (release date) September 16, 2020 (session: September 16-18, 2020) Meeting name, venue The 126th Catalysis Symposium Video conference system ( Hosted by the Catalysis Society of Japan <Document> Overview of the 126th Catalysis Symposium <Document> 126th Catalysis Symposium Proceedings Research Summary <Document> 126th Catalysis Symposium Program <Document> 126th Catalysis Symposium presentation materials

本発明は、酸化脱水素用触媒に関する。 The present invention relates to an oxidative dehydrogenation catalyst.

プロピレンは、樹脂、界面活性剤、染料、医薬品など、様々な化学物質を製造するための基幹化学品である。近年、スチームクラッカーの原料が原油由来のナフサからシェールガス由来のエタンにシフトしているため、プロピレンの供給が減少している。 Propylene is a key chemical for manufacturing various chemicals such as resins, surfactants, dyes, and pharmaceuticals. In recent years, the feedstock for steam crackers has shifted from naphtha derived from crude oil to ethane derived from shale gas, which has reduced the supply of propylene.

このような背景もあり、プロパンの単純脱水素反応によるプロピレンの製造が注目されている。プロパンの単純脱水素反応は下式1で表される反応式により進行する。プロパンの単純脱水素反応は吸熱反応であるため、反応の進行には600℃以上の高温が必要である。
→C+H 式1
Against this background, the production of propylene by a simple dehydrogenation reaction of propane has attracted attention. A simple dehydrogenation reaction of propane proceeds according to the reaction formula represented by Formula 1 below. Since the simple dehydrogenation reaction of propane is an endothermic reaction, a high temperature of 600° C. or higher is required for the progress of the reaction.
C3H8 C3H6 + H2 Formula 1

プロパンの脱水素反応の平衡転化率を向上させる試みとして、二酸化炭素を酸化剤として用いるプロパンの酸化脱水素反応が検討されている。プロパンの酸化脱水素反応は下式2で表される反応式により進行する。
+CO→C+HO+CO 式2
An oxidative dehydrogenation reaction of propane using carbon dioxide as an oxidizing agent has been studied as an attempt to improve the equilibrium conversion rate of the dehydrogenation reaction of propane. The oxidative dehydrogenation reaction of propane proceeds according to the reaction formula represented by Formula 2 below.
C3H8 + CO2C3H6 + H2O +CO Formula 2

プロパンの酸化脱水素反応では、プロパンの脱水素反応で生成した水素を二酸化炭素で酸化して水とすることで平衡を生成物側にずらすことができ、図1に示すように、プロパンの単純脱水素反応よりも平衡転化率が向上する。 In the oxidative dehydrogenation reaction of propane, the equilibrium can be shifted to the product side by oxidizing the hydrogen generated in the dehydrogenation reaction of propane with carbon dioxide to produce water. Equilibrium conversion is improved over dehydrogenation.

プロパンの酸化脱水素用触媒としては、従来広範な研究が行われており、酸化クロム系触媒、酸化バナジウム系触媒、酸化ガリウム系触媒、酸化インジウム系触媒、パラジウム金属系触媒、鉄-ニッケル合金系触媒が知られている。 Extensive research has been conducted on propane oxidative dehydrogenation catalysts, including chromium oxide-based catalysts, vanadium oxide-based catalysts, gallium oxide-based catalysts, indium oxide-based catalysts, palladium metal-based catalysts, and iron-nickel alloy-based catalysts. Catalysts are known.

非特許文献1及び2には、メソポーラスシリカ担体に酸化クロムが担持された酸化クロム系のプロパンの酸化脱水素用触媒が開示されている。また、酸化クロム系のプロパンの酸化脱水素用触媒を用いることで、良好なプロピレン選択率(約80%)を示したことが開示されている。 Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a chromium oxide-based propane oxidative dehydrogenation catalyst in which chromium oxide is supported on a mesoporous silica carrier. Further, it is disclosed that a good propylene selectivity (about 80%) was exhibited by using a chromium oxide-based catalyst for oxidative dehydrogenation of propane.

Baek, J., Yun, H. J., Yun, D., Choi, Y. & Yi, J. ACS Catal. 2, 1893-1903 (2012).Baek, J., Yun, H. J., Yun, D., Choi, Y. & Yi, J. ACS Catal. 2, 1893-1903 (2012). Wang, H. M., Chen, Y., Yan, X., Lang, W. Z. & Guo, Y. J. Microporous Mesoporous Mater. 284, 69-77 (2019).Wang, H. M., Chen, Y., Yan, X., Lang, W. Z. & Guo, Y. J. Microporous Mesoporous Mater. 284, 69-77 (2019).

しかしながら、非特許文献1及び2に記載のプロパンの酸化脱水素用触媒の活性は充分ではない。また、非特許文献1及び2に記載のプロパンの酸化脱水素用触媒は、二酸化炭素の転化率が低い。さらに、数時間以内で急速に活性が低下するという問題がある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、従来の触媒に比べて高活性で、かつ長寿命な、プロパンの酸化脱水素反応によってプロピレンを製造するための酸化脱水素用触媒を提供することを課題とする。
However, the activity of the propane oxidative dehydrogenation catalysts described in Non-Patent Documents 1 and 2 is not sufficient. In addition, the propane oxidative dehydrogenation catalysts described in Non-Patent Documents 1 and 2 have a low conversion rate of carbon dioxide. Furthermore, there is a problem that the activity rapidly decreases within several hours.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an oxidative dehydrogenation catalyst for producing propylene by the oxidative dehydrogenation reaction of propane, which has higher activity and longer life than conventional catalysts. The task is to provide

前記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を有する。
[1] プロパンの酸化脱水素反応によってプロピレンを製造するための酸化脱水素用触媒であって、前記酸化脱水素反応は、プロパンに二酸化炭素を反応させることにより行い、前記酸化脱水素用触媒は、活性成分がセリア担体に担持されており、前記活性成分として、白金元素と、インジウム元素と、3d遷移金属元素と、を含む、酸化脱水素用触媒。
[2] 前記3d遷移金属元素は、コバルト元素及びニッケル元素からなる群から選択される1種以上の元素である、[1]に記載の酸化脱水素用触媒。
[3] 前記3d遷移金属元素は、コバルト元素である、[1]又は[2]に記載の酸化脱水素用触媒。
[4] 前記白金元素と、前記インジウム元素と、前記3d遷移金属元素と、が合金を形成している、[1]~[3]のいずれか一項に記載の酸化脱水素用触媒。
In order to solve the above problems, the present invention has the following aspects.
[1] An oxidative dehydrogenation catalyst for producing propylene by an oxidative dehydrogenation reaction of propane, wherein the oxidative dehydrogenation reaction is performed by reacting propane with carbon dioxide, and the oxidative dehydrogenation catalyst is A catalyst for oxidative dehydrogenation, wherein an active component is supported on a ceria carrier, and the active component comprises a platinum element, an indium element, and a 3d transition metal element.
[2] The oxidative dehydrogenation catalyst according to [1], wherein the 3d transition metal element is one or more elements selected from the group consisting of cobalt elements and nickel elements.
[3] The oxidative dehydrogenation catalyst according to [1] or [2], wherein the 3d transition metal element is a cobalt element.
[4] The oxidative dehydrogenation catalyst according to any one of [1] to [3], wherein the platinum element, the indium element, and the 3d transition metal element form an alloy.

本発明によれば、従来の触媒に比べて高活性で、かつ長寿命な、プロパンの酸化脱水素反応によってプロピレンを製造するための酸化脱水素用触媒を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oxidative dehydrogenation catalyst for producing propylene by the oxidative dehydrogenation reaction of propane, which has a higher activity and a longer life than conventional catalysts.

プロパンの単純脱水素反応とプロパンの酸化脱水素反応の常圧における平衡転化率を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the equilibrium conversion rate at normal pressure of a simple dehydrogenation reaction of propane and an oxidative dehydrogenation reaction of propane. 白金-インジウム-コバルト合金の結晶構造(単位格子)を示す図である。1 is a diagram showing the crystal structure (unit cell) of a platinum-indium-cobalt alloy; FIG. 実施例1及び比較例1~4の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応におけるプロパンの転化率及びプロピレンの選択率の経時変化を示す図である。FIG. 2 is a graph showing temporal changes in propane conversion and propylene selectivity in the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4. FIG. 実施例1及び比較例1~4の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応における二酸化炭素の転化率の経時変化を示す図である。FIG. 2 is a graph showing changes over time in the conversion rate of carbon dioxide in the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4. FIG. 実施例2の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応におけるプロパン及び二酸化炭素の転化率の経時変化を示す図、及びプロピレンと副生成物の選択率の経時変化を示す図である。FIG. 2 is a graph showing temporal changes in the conversion rate of propane and carbon dioxide in the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalyst of Example 2, and a graph showing temporal changes in selectivity for propylene and by-products. . 実施例3の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応におけるプロパン及び二酸化炭素の転化率の経時変化を示す図、及びプロピレンと副生成物の選択率の経時変化を示す図である。FIG. 3 is a graph showing temporal changes in the conversion rate of propane and carbon dioxide in the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalyst of Example 3, and a graph showing temporal changes in selectivity for propylene and by-products. . 実施例1及び比較例5~7の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応におけるプロパンの転化率及び二酸化炭素の転化率の経時変化を示す図である。FIG. 2 is a graph showing temporal changes in the conversion rate of propane and the conversion rate of carbon dioxide in the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalysts of Example 1 and Comparative Examples 5 to 7. FIG. 実施例1の酸化脱水素用触媒を用いたプロパンの酸化脱水素反応の寿命試験(再生処理含む)におけるプロパンの転化率の経時変化を示す図及び二酸化炭素の転化率の経時変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in the conversion rate of propane in a life test (including regeneration treatment) of the oxidative dehydrogenation reaction of propane using the oxidative dehydrogenation catalyst of Example 1, and a diagram showing temporal changes in the conversion rate of carbon dioxide. be.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の記載は本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されず、その要旨の範囲内で変形して実施することができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the following description is an example of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these contents, and can be modified within the scope of the gist thereof. can do.

≪酸化脱水素用触媒≫
本実施形態の酸化脱水素用触媒は、プロパンの酸化脱水素反応によってプロピレンを製造するための酸化脱水素用触媒である。酸化脱水素反応は、プロパンに二酸化炭素を反応させることにより行うことができる。酸化脱水素用触媒は、活性成分がセリア担体に担持されている。酸化脱水素用触媒は、前記活性成分として、白金元素と、インジウム元素と、3d遷移金属元素と、を含む。
≪Catalyst for oxidative dehydrogenation≫
The oxidative dehydrogenation catalyst of the present embodiment is an oxidative dehydrogenation catalyst for producing propylene by an oxidative dehydrogenation reaction of propane. The oxidative dehydrogenation reaction can be carried out by reacting propane with carbon dioxide. The oxidative dehydrogenation catalyst has an active component supported on a ceria carrier. The oxidative dehydrogenation catalyst contains a platinum element, an indium element, and a 3d transition metal element as the active components.

<活性成分>
酸化脱水素用触媒は、活性成分として、白金元素と、インジウム元素と、3d遷移金属元素と、を含む。
<Active ingredient>
The oxidative dehydrogenation catalyst contains a platinum element, an indium element, and a 3d transition metal element as active components.

活性成分として、白金元素が含まれると、プロパンを活性化することができ、プロパンの転化率が向上する。活性成分として、3d遷移金属元素が含まれると、二酸化炭素を活性化することができ、二酸化炭素の転化率が向上する。活性成分として、インジウム元素が含まれると、コーク生成等の副反応を抑制することができ、プロピレンの収率が向上する。また、コーク生成が抑制されることにより、経時の触媒活性の低下が抑制される。 When the platinum element is included as an active component, propane can be activated and the propane conversion rate is improved. When a 3d transition metal element is included as an active component, carbon dioxide can be activated, and the conversion rate of carbon dioxide is improved. When the indium element is included as an active component, side reactions such as coke formation can be suppressed, and the yield of propylene is improved. In addition, by suppressing coke formation, deterioration in catalytic activity over time is suppressed.

3d遷移金属元素としては、スカンジウム元素、チタン元素、バナジウム元素、クロム元素、マンガン元素、鉄元素、コバルト元素、ニッケル元素、銅元素が挙げられる。この中でも、二酸化炭素の活性化能が高い観点から、コバルト元素、ニッケル元素が好ましく、コバルト元素がより好ましい。 The 3d transition metal elements include scandium elements, titanium elements, vanadium elements, chromium elements, manganese elements, iron elements, cobalt elements, nickel elements, and copper elements. Among these, the cobalt element and the nickel element are preferable, and the cobalt element is more preferable, from the viewpoint of high activating ability of carbon dioxide.

3d遷移金属元素が二酸化炭素を活性化するメカニズムとしては、3d遷移金属が二酸化炭素を強く吸着することによると考えられる。 The mechanism by which the 3d transition metal element activates carbon dioxide is thought to be due to the strong adsorption of carbon dioxide by the 3d transition metal.

酸化脱水素用触媒における、インジウム元素に対する白金元素のモル比(Pt/In)は、0.3~0.7であることが好ましく、0.4~0.6であることがより好ましく、0.5であることがさらに好ましい。Pt/Inが前記範囲の下限値以上であると、プロピレン選択率及び触媒寿命が向上する。Pt/Inが前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率が低下しにくい。 The molar ratio of the platinum element to the indium element (Pt/In) in the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 0.3 to 0.7, more preferably 0.4 to 0.6, and 0 0.5 is more preferred. When Pt/In is at least the lower limit of the above range, propylene selectivity and catalyst life are improved. When the Pt/In is equal to or less than the upper limit of the above range, the propane conversion is less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒における、3d遷移金属元素に対する白金元素のモル比(Pt/3d金属)は、0.8~1.2であることが好ましく、0.9~1.1であることがより好ましく、1.0であることがさらに好ましい。Pt/3d金属が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率が増加する。Pt/3d金属が前記範囲の上限値以下であると、二酸化炭素の転化率が低下しない。 In the oxidative dehydrogenation catalyst, the molar ratio of the platinum element to the 3d transition metal element (Pt/3d metal) is preferably 0.8 to 1.2, more preferably 0.9 to 1.1. Preferably, it is more preferably 1.0. When the Pt/3d metal is at or above the lower end of the range, propane conversion increases. When the Pt/3d metal content is equal to or less than the upper limit of the above range, the conversion of carbon dioxide does not decrease.

酸化脱水素用触媒における、3d遷移金属元素に対するインジウム元素のモル比(In/3d金属)は、1.8~2.2であることが好ましく、1.9~2.1であることがより好ましく、2.0であることがさらに好ましい。In/3d金属が前記範囲の下限値以上であると、プロピレン選択率及び触媒寿命が向上する。In/3d金属が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率が低下しにくい。 In the oxidative dehydrogenation catalyst, the molar ratio of the indium element to the 3d transition metal element (In/3d metal) is preferably 1.8 to 2.2, more preferably 1.9 to 2.1. Preferably, it is more preferably 2.0. When the In/3d metal is at least the lower limit of the above range, propylene selectivity and catalyst life are improved. When the In/3d metal is equal to or less than the upper limit of the above range, the propane conversion is less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒における、インジウム元素と3d遷移金属元素の合計に対する白金元素のモル比(Pt/(In+3d金属))は、0.3~0.4であることが好ましく、0.31~0.35であることがより好ましく、0.33であることがさらに好ましい。(Pt/(In+3d金属))が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率が増加する。(Pt/(In+3d金属))が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率が低下しにくい。 In the oxidative dehydrogenation catalyst, the molar ratio of the platinum element to the sum of the indium element and the 3d transition metal element (Pt/(In+3d metal)) is preferably 0.3 to 0.4, and 0.31 to 0. 0.35 is more preferred, and 0.33 is even more preferred. When (Pt/(In+3d metal)) is equal to or higher than the lower limit of the range, the propane conversion increases. When (Pt/(In+3d metal)) is equal to or less than the upper limit value of the above range, the propane conversion is less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒における、白金元素と3d遷移金属元素の合計に対するインジウム元素のモル比(In/(Pt+3d金属))は、0.8~1.2であることが好ましく、0.9~1.1であることがより好ましく、1.0であることがさらに好ましい。(In/(Pt+3d金属))が前記範囲の下限値以上であると、プロピレン選択率及び触媒寿命が向上する。(In/(Pt+3d金属))が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率が低下しにくい。 In the oxidative dehydrogenation catalyst, the molar ratio of the indium element to the sum of the platinum element and the 3d transition metal element (In/(Pt+3d metal)) is preferably 0.8 to 1.2, more preferably 0.9 to 1 .1 is more preferred, and 1.0 is even more preferred. When (In/(Pt+3d metal)) is at least the lower limit of the above range, propylene selectivity and catalyst life are improved. When (In/(Pt+3d metal)) is equal to or less than the upper limit value of the above range, the propane conversion is less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒における、白金元素とインジウム元素の合計に対する3d遷移金属元素のモル比(3d遷移金属元素/(Pt+In))は、0.3~0.4であることが好ましく、0.31~0.35であることがより好ましく、0.33であることがさらに好ましい。(3d遷移金属元素/(Pt+In))が前記範囲の下限値以上であると、二酸化炭素の転化率が増加する。(3d遷移金属元素/(Pt+In))が前記範囲の上限値以下であると、プロピレン選択率及び触媒寿命が低下しにくい。 In the oxidative dehydrogenation catalyst, the molar ratio of the 3d transition metal element to the total of the platinum element and the indium element (3d transition metal element/(Pt+In)) is preferably 0.3 to 0.4, and 0.31. ~0.35 is more preferred, and 0.33 is even more preferred. When (3d transition metal element/(Pt+In)) is equal to or higher than the lower limit of the range, the conversion rate of carbon dioxide increases. When (3d transition metal element/(Pt+In)) is equal to or less than the upper limit of the above range, propylene selectivity and catalyst life are less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒の活性成分において、白金元素、インジウム元素、3d遷移金属元素の形態は、特に限定されず、金属、酸化物、合金が例として挙げられる。なかでも、白金元素及びインジウム元素、及び3d遷移金属元素の2種以上が合金を形成していることが好ましく、白金元素と、インジウム元素と、3d遷移金属元素とが合金を形成していることがより好ましい。すなわち、前記活性成分は、白金-インジウム-3d金属合金(以下、「3元素合金」ともいう。)を含むことが好ましい。活性成分の総質量に対する3元素合金の含有割合は、50~100質量%であることが好ましく、75~100質量%であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。 In the active component of the oxidative dehydrogenation catalyst, the form of the platinum element, indium element, and 3d transition metal element is not particularly limited, and metals, oxides, and alloys can be cited as examples. Among them, it is preferable that two or more of the platinum element, the indium element, and the 3d transition metal element form an alloy, and the platinum element, the indium element, and the 3d transition metal element form an alloy. is more preferred. That is, the active component preferably contains a platinum-indium-3d metal alloy (hereinafter also referred to as "three-element alloy"). The content of the three-element alloy with respect to the total mass of the active ingredients is preferably 50-100% by mass, more preferably 75-100% by mass, and even more preferably 100% by mass.

本実施形態の3元素合金は、PtIn合金の白金の一部が3d金属で置換された構造であることが好ましい。図2に3d金属がコバルトである場合の白金-インジウム-コバルト合金の結晶構造(単位格子)を示す。 The three-element alloy of this embodiment preferably has a structure in which part of platinum in the Pt 2 In 3 alloy is replaced with a 3d metal. FIG. 2 shows the crystal structure (unit cell) of a platinum-indium-cobalt alloy in which the 3d metal is cobalt.

図2に示される結晶構造を有する場合、X線回折パターンにおいて、2θ=39.5~40.5°の位置に、PtIn合金の白金の一部が3d金属で置換された構造由来のピークが確認される。
酸化脱水素用触媒のXRDパターンは、CuKαを線源とする、粉末X線回折測定により得ることができる。例えば、粉末状の酸化脱水素用触媒について、X線回折装置(例えば、株式会社リガク製、MiniFlex II/AP)を用いて、XRDパターンを得ることができる。
In the case of having the crystal structure shown in FIG. 2, in the X-ray diffraction pattern, part of the platinum of the Pt 2 In 3 alloy is replaced with a 3d metal at the position of 2θ = 39.5 to 40.5 °. peak is confirmed.
The XRD pattern of the oxidative dehydrogenation catalyst can be obtained by powder X-ray diffraction measurement using CuKα as a radiation source. For example, an XRD pattern of a powdery oxidative dehydrogenation catalyst can be obtained using an X-ray diffractometer (eg, MiniFlex II/AP manufactured by Rigaku Corporation).

3元素合金の平均粒子径は、15nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましく、3nm以下であることがさらに好ましい。3元素合金の平均粒子径が前記範囲の上限値以下であると、プロパン及び二酸化炭素の転化率が増加する。平均粒子径の下限は特に限定されないが、1nm以上でもよく、1.5nm以上でもよく、2nm以上でもよい。平均粒子径は、1~15nmであることが好ましく、1~5nmであることがより好ましく、1~3nmであることがさらに好ましい。3元素合金の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定することができる。具体的な3元素合金の平均粒子径の測定方法は、後述の実施例において説明する。 The average particle size of the three-element alloy is preferably 15 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. When the average particle size of the three-element alloy is equal to or less than the upper limit of the above range, the conversion rate of propane and carbon dioxide increases. Although the lower limit of the average particle size is not particularly limited, it may be 1 nm or more, 1.5 nm or more, or 2 nm or more. The average particle size is preferably 1 to 15 nm, more preferably 1 to 5 nm, even more preferably 1 to 3 nm. The average particle size of the three-element alloy can be measured with a transmission electron microscope (TEM). A specific method for measuring the average particle size of the three-element alloy will be described in Examples below.

<セリア担体>
プロパンの酸化脱水素反応においては、副反応によりコークが生成する。酸化脱水素用触媒上に生成したコークが堆積すると、触媒活性が低下する。本実施形態の酸化脱水素用触媒では、セリア担体の格子炭素がコークを燃焼することにより、触媒活性の低下が抑制される。
<Ceria carrier>
In the oxidative dehydrogenation reaction of propane, coke is produced as a side reaction. When the coke produced on the oxidative dehydrogenation catalyst accumulates, the catalytic activity is lowered. In the oxidative dehydrogenation catalyst of the present embodiment, the lattice carbon of the ceria carrier burns the coke, thereby suppressing a decrease in catalytic activity.

本明細書において「セリア担体」とは、担体の総質量に対するセリアの含有割合が50質量%以上である担体を意味する。セリア担体中のセリアの含有割合は、50~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。 As used herein, the term "ceria carrier" means a carrier containing 50% by mass or more of ceria relative to the total mass of the carrier. The content of ceria in the ceria carrier is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, even more preferably 100% by mass.

セリア担体は、セリア以外の酸化物を含んでいてもよい。セリア以外の酸化物としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア等が例として挙げられる。セリア担体の総質量に対する。セリア以外の酸化物の含有割合は、0~50質量%であることが好ましく、0~20質量%であることが好ましく、含まれないことがさらに好ましい。 The ceria support may contain oxides other than ceria. Examples of oxides other than ceria include alumina, silica, zirconia, titania, magnesia, and the like. relative to the total weight of the ceria carrier. The content of oxides other than ceria is preferably 0 to 50% by mass, preferably 0 to 20% by mass, and more preferably not contained.

セリア担体の窒素吸着によるBET比表面積は、20m/g以上であることが好ましく、50m/g以上であることがより好ましく、100m/g以上であることがさらに好ましい。セリア担体の比表面積が前記下限値以上であると、後述の酸化脱水素用触媒の物性値となりやすい。BET比表面積の上限は特に限定されないが、200m/g以下でもよい。BET比表面積は、20~200m/gであることが好ましく、50~200m/gであることがより好ましく、100~200m/gであることがさらに好ましい。
本明細書において、「BET比表面積」は、窒素吸着測定により測定することができる。
The BET specific surface area of the ceria carrier due to nitrogen adsorption is preferably 20 m 2 /g or more, more preferably 50 m 2 /g or more, and even more preferably 100 m 2 /g or more. When the specific surface area of the ceria carrier is at least the above lower limit, the physical properties of the catalyst for oxidative dehydrogenation, which will be described later, are likely to be obtained. Although the upper limit of the BET specific surface area is not particularly limited, it may be 200 m 2 /g or less. The BET specific surface area is preferably 20 to 200 m 2 /g, more preferably 50 to 200 m 2 /g, even more preferably 100 to 200 m 2 /g.
As used herein, the "BET specific surface area" can be measured by nitrogen adsorption measurement.

(活性成分の担持量)
酸化脱水素用触媒の総質量に対する、前記活性成分の含有割合は、1.2~23質量%であることが好ましく、2.3~12質量%であることがより好ましく、3.3~6質量%であることがさらに好ましい。活性成分の含有割合が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が増加する。活性成分の含有割合が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が低下しにくい。
(Supported amount of active ingredient)
The content ratio of the active component with respect to the total mass of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 1.2 to 23% by mass, more preferably 2.3 to 12% by mass, and 3.3 to 6.0%. % by mass is more preferred. When the content of the active ingredient is at least the lower limit of the above range, the conversion of propane and the conversion of carbon dioxide increase. When the content of the active ingredient is equal to or less than the upper limit of the above range, the propane conversion rate and the carbon dioxide conversion rate are less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒の総質量に対する、白金元素の含有割合は、0.5~10質量%であることが好ましく、1~5質量%であることがより好ましく、2~3質量%であることがさらに好ましい。白金元素の含有割合が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が増加する。白金元素の含有割合が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が低下しにくい。 The content ratio of the platinum element with respect to the total mass of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, and 2 to 3% by mass. is more preferred. When the platinum element content is at least the lower limit of the above range, the propane conversion rate and the carbon dioxide conversion rate increase. When the platinum element content is equal to or less than the upper limit of the above range, the propane conversion rate and the carbon dioxide conversion rate are less likely to decrease.

酸化脱水素用触媒の総質量に対する、インジウム元素の含有割合は、0.5~10質量%であることが好ましく、1~5質量%であることがより好ましく、1~2質量%であることがさらに好ましい。インジウム元素の含有割合が前記範囲の下限値以上であると、プロピレン選択率が増加する。インジウム元素の含有割合が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が低下しない。 The content of the indium element with respect to the total mass of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, and 1 to 2% by mass. is more preferred. When the content of the indium element is equal to or higher than the lower limit of the above range, the propylene selectivity increases. When the content of indium element is equal to or less than the upper limit of the above range, the conversion of propane and the conversion of carbon dioxide do not decrease.

酸化脱水素用触媒の総質量に対する、3d遷移金属元素の含有割合は、0.2~3質量%であることが好ましく、0.3~2質量%であることがより好ましく、0.3~1質量%であることがさらに好ましい。3d遷移金属元素の含有割合が前記範囲の下限値以上であると、二酸化炭素の転化率及び触媒寿命が向上する。3d遷移金属元素の含有割合が前記範囲の上限値以下であると、プロピレン選択率が低下しにくい。 The content of the 3d transition metal element with respect to the total mass of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 0.2 to 3% by mass, more preferably 0.3 to 2% by mass, and 0.3 to More preferably, it is 1% by mass. When the content of the 3d transition metal element is at least the lower limit of the above range, the carbon dioxide conversion rate and catalyst life are improved. When the content of the 3d transition metal element is equal to or less than the upper limit of the above range, the propylene selectivity is less likely to decrease.

本明細書において、「白金元素、インジウム元素、3d遷移金属元素」の含有割合は、誘導結合プラズマ発光分析法(ICP)により測定することができる。例えば、酸化脱水素用触媒を王水に溶解させた後に、誘導結合プラズマ発光分析装置を用いて各金属量の測定を行うことができる。 In this specification, the content ratio of "platinum element, indium element, 3d transition metal element" can be measured by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP). For example, after dissolving the oxidative dehydrogenation catalyst in aqua regia, the amount of each metal can be measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer.

酸化脱水素用触媒のCO吸着により測定される白金元素及び3d遷移金属元素の分散度は、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、20%以上であることがさらに好ましい。分散度が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が増加する。分散度の上限は特に限定されないが、50%以下でもよく、40%以下でもよく、30%以下でもよい。分散度は、5~50%であることが好ましく、10~40%であることがより好ましく、20~30%であることがさらに好ましい。白金元素及び3d遷移金属元素の分散度とは、酸化脱水素用触媒に含まれる白金とコバルトの総量(100%)に対する、表面に露出している白金とコバルトの割合である。
分散度は、具体的には、後述の実施例に記載の方法により算出することができる。
The degree of dispersion of the platinum element and the 3d transition metal element measured by CO adsorption of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and preferably 20% or more. More preferred. When the degree of dispersion is at least the lower limit of the above range, the conversion of propane and carbon dioxide increases. Although the upper limit of the dispersity is not particularly limited, it may be 50% or less, 40% or less, or 30% or less. The dispersity is preferably 5 to 50%, more preferably 10 to 40%, even more preferably 20 to 30%. The degree of dispersion of the platinum element and the 3d transition metal element is the ratio of platinum and cobalt exposed on the surface to the total amount (100%) of platinum and cobalt contained in the oxidative dehydrogenation catalyst.
Specifically, the degree of dispersion can be calculated by the method described in Examples below.

(酸化脱水素用触媒の物性)
酸化脱水素用触媒の窒素吸着によるBET比表面積は、20m/g以上であることが好ましく、50m/g以上であることがより好ましく、100m/g以上であることがさらに好ましい。酸化脱水素用触媒の比表面積が前記範囲の下限値以上であると、プロパン転化率及び二酸化炭素の転化率が増加する。BET比表面積の上限は特に限定されないが、200m/g以下でもよい。BET比表面積は、20~200m/gであることが好ましく、50~200m/gであることがより好ましく、100~200m/gであることがさらに好ましい。
(Physical properties of oxidative dehydrogenation catalyst)
The BET specific surface area by nitrogen adsorption of the oxidative dehydrogenation catalyst is preferably 20 m 2 /g or more, more preferably 50 m 2 /g or more, and even more preferably 100 m 2 /g or more. When the specific surface area of the oxidative dehydrogenation catalyst is at least the lower limit of the above range, the propane conversion rate and the carbon dioxide conversion rate increase. Although the upper limit of the BET specific surface area is not particularly limited, it may be 200 m 2 /g or less. The BET specific surface area is preferably 20 to 200 m 2 /g, more preferably 50 to 200 m 2 /g, even more preferably 100 to 200 m 2 /g.

≪酸化脱水素用触媒の製造方法≫
本実施形態の酸化脱水素用触媒の製造方法は、セリア担体に、前記活性成分の原料化合物を含む含浸液を含浸して含浸体を得る含浸工程と、前記含浸体を還元ガス雰囲気で還元焼成する還元焼成工程と、を含む。
<<Method for producing oxidative dehydrogenation catalyst>>
The method for producing an oxidative dehydrogenation catalyst according to the present embodiment includes an impregnation step of impregnating a ceria carrier with an impregnation solution containing a raw material compound of the active ingredient to obtain an impregnated body, and reduction firing of the impregnated body in a reducing gas atmosphere. and a reduction firing step.

<含浸工程>
含浸工程において使用される白金元素を含む原料化合物、インジウム元素を含む原料化合物、3d遷移金属元素を含む原料化合物(以下、全ての原料化合物を総称して「活性成分の原料化合物」ともいう。)としては、特に制限はないが、例えば、塩化物、硫化物、硝酸塩、炭酸塩等の無機塩;シュウ酸塩、アセチルアセトナート塩、ジメチルグリオキシム塩、エチレンジアミン酢酸塩等の有機塩;キレート化合物;カルボニル化合物;シクロペンタジエニル化合物;アンミン錯体;アルコキシド化合物;アルキル化合物等が挙げられる。
<Impregnation process>
A raw material compound containing a platinum element, a raw material compound containing an indium element, and a raw material compound containing a 3d transition metal element used in the impregnation step (hereinafter, all raw material compounds are also collectively referred to as "active ingredient raw material compounds"). As is not particularly limited, for example, inorganic salts such as chlorides, sulfides, nitrates, carbonates; organic salts such as oxalates, acetylacetonate salts, dimethylglyoxime salts, ethylenediamine acetate; chelate compounds carbonyl compounds; cyclopentadienyl compounds; ammine complexes; alkoxide compounds;

含浸方法としては、セリア担体を、前記セリア担体の全細孔容積に対して過剰の含浸液に浸した後に後述の乾燥工程において溶媒を全て乾燥させることにより、活性成分の原料化合物を担持する蒸発乾固法、セリア担体を、セリア担体の全細孔容積に対して過剰の含浸液に浸した後に濾過等の固液分離し、その後溶媒を乾燥させることにより活性成分の原料化合物が担持された触媒を得る平衡吸着法、セリア担体に、セリア担体の全細孔容積とほぼ等量の含浸液を含浸し、後述の乾燥工程において、溶媒を全て乾燥させることにより、活性成分の原料化合物を担持する細孔充填法が例として挙げられる。なお、セリア担体に、2種類以上の活性成分の原料化合物を含浸させる方法としては、これら各成分を同時に含浸させる一括含浸法でもよく、個別に含浸させる逐次含浸法でもよい。 As the impregnation method, the ceria carrier is immersed in an excess impregnation solution with respect to the total pore volume of the ceria carrier, and then all the solvent is dried in the drying step described later, thereby carrying the raw material compound of the active ingredient. In the drying method, the ceria carrier is immersed in an impregnating solution that is excessive with respect to the total pore volume of the ceria carrier, followed by solid-liquid separation such as filtration, and then drying the solvent to support the raw material compound of the active ingredient. Equilibrium adsorption method for obtaining a catalyst, the ceria carrier is impregnated with an impregnating solution of approximately the same amount as the total pore volume of the ceria carrier, and in the drying step described later, the solvent is completely dried to support the raw material compound of the active ingredient. An example is a pore-filling method that As a method for impregnating the ceria carrier with raw material compounds of two or more active components, a batch impregnation method in which these components are impregnated simultaneously or a sequential impregnation method in which these components are impregnated individually may be used.

含浸液は、活性成分の原料化合物を溶媒に溶解することにより調製することができる。溶媒としては、活性成分の原料化合物を溶解可能であり、かつ、後述の乾燥工程により揮発除去される溶媒であれば特に限定されないが、例えば、水、エタノール、アセトン等が挙げられる。 The impregnating liquid can be prepared by dissolving the raw material compound of the active ingredient in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it is capable of dissolving the raw material compound of the active ingredient and is removed by volatilization in the drying step described below. Examples thereof include water, ethanol, and acetone.

含浸液中の溶媒の乾燥は、本分野で公知の方法により行うことができ、乾燥温度、乾燥時間、乾燥雰囲気は、除去する溶媒により適宜調整することができる。 The drying of the solvent in the impregnating liquid can be performed by a method known in the art, and the drying temperature, drying time, and drying atmosphere can be appropriately adjusted depending on the solvent to be removed.

還元焼成工程における還元ガスとしては水素、一酸化炭素等が挙げられ、不活性ガスで希釈したガスを用いてもよい。還元焼成の温度は、400~700℃であることが好ましく、500~700℃であることがより好ましく、600℃であることが好ましい。
還元焼成の時間は、1~2時間でもよく、1~3時間でもよく、1~5時間でもよい。
Hydrogen, carbon monoxide, and the like can be used as the reducing gas in the reduction firing step, and a gas diluted with an inert gas may be used. The temperature of reduction firing is preferably 400 to 700.degree. C., more preferably 500 to 700.degree. C., and preferably 600.degree.
The reduction firing time may be 1 to 2 hours, 1 to 3 hours, or 1 to 5 hours.

含浸工程と還元焼成工程の間に、含浸体を酸化ガス雰囲気で酸化焼成する酸化焼成工程を有していてもよい。
酸化焼成工程における酸化ガスとしては酸素等が挙げられ、不活性ガスで希釈したガスを用いてもよい。また、空気を酸化ガスとして使用してもよい。
酸化焼成の温度は、400~600℃であることが好ましく、450~550℃であることがより好ましく、500℃であることが好ましい。
酸化焼成の時間は、1~3時間でもよく、1~2時間でもよい。
Between the impregnation step and the reduction firing step, an oxidation firing step of oxidizing and firing the impregnated body in an oxidizing gas atmosphere may be provided.
As an oxidizing gas in the oxidizing and baking step, oxygen or the like can be used, and a gas diluted with an inert gas may be used. Also, air may be used as the oxidizing gas.
The temperature of oxidative firing is preferably 400 to 600°C, more preferably 450 to 550°C, and preferably 500°C.
The oxidizing firing time may be 1 to 3 hours, or may be 1 to 2 hours.

≪プロピレンの製造方法≫
本実施形態のプロピレンの製造方法は、本発明の酸化脱水素用触媒と、プロパン及び二酸化炭素を含む原料ガスと、を接触処理させ、プロパンの酸化脱水素反応によりプロピレンを製造する方法である。
<<Method for Producing Propylene>>
The method for producing propylene of the present embodiment is a method for producing propylene by subjecting the oxidative dehydrogenation catalyst of the present invention to contact treatment with a raw material gas containing propane and carbon dioxide, and subjecting propane to an oxidative dehydrogenation reaction.

プロピレン製造方法は、例えば、上述の酸化脱水素用触媒を反応器に充填し、プロパン及び二酸化炭素を含む原料ガスを流通させることにより実施することができる。反応方式は、本発明の効果が得られる限り特に限定されないが、例えば、固定床式、流動床式、移動床式が挙げられ、固定床式が好ましい。 The propylene production method can be carried out, for example, by filling a reactor with the above-mentioned oxidative dehydrogenation catalyst and circulating a raw material gas containing propane and carbon dioxide. The reaction system is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained.

プロピレンの製造方法は、上述の酸化脱水素用触媒を、単独の反応装置に充填して行う一段のプロピレンの製造方法でもよく、複数の反応装置に充填して行う多段連続方式のプロピレンの製造方法でもよい。多段連続方式の場合、一部の反応装置においてプロピレンの製造を行い、残りの反応措置において後述の酸化脱水素用触媒の再生を行ってもよい。 The propylene production method may be a one-stage propylene production method in which the above-mentioned oxidative dehydrogenation catalyst is charged in a single reactor, or a multistage continuous propylene production method in which a plurality of reactors are charged. It's okay. In the case of a multi-stage continuous system, propylene may be produced in a part of the reactors, and the oxidative dehydrogenation catalyst described later may be regenerated in the remaining reactors.

原料ガス100体積%に対するプロパンの含有割合は、5~50体積%であることが好ましく、20~30体積%であることがより好ましい。 The content of propane with respect to 100% by volume of the source gas is preferably 5 to 50% by volume, more preferably 20 to 30% by volume.

原料ガス100体積%に対する二酸化炭素の含有割合は、5~50体積%であることが好ましく、20~30体積%であることがより好ましい。 The carbon dioxide content is preferably 5 to 50% by volume, more preferably 20 to 30% by volume, with respect to 100% by volume of the source gas.

原料ガスは、プロパン及び二酸化炭素以外のガスを含んでもよく、プロパン及び二酸化炭素以外のガスとしては、例えば、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが挙げられる。 The raw material gas may contain gases other than propane and carbon dioxide, and examples of gases other than propane and carbon dioxide include inert gases such as helium and nitrogen.

原料ガス中のプロパンに対する二酸化炭素のモル比(CO/C)は、0.5~2であることが好ましく、0.75~1.25であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。上述の従来の酸化脱水素用触媒を用いた場合、二酸化炭素の転化率が低いため、CO/Cを高く設定しないとプロピレンを効率的に製造することができなかった。一方、本実施形態の酸化脱水素用触媒は二酸化炭素の活性化能が高く、二酸化炭素の転化率が高いため、上述のような低いCO/CHにおいても効率的にプロピレンを製造することが可能である。 The molar ratio of carbon dioxide to propane in the source gas (CO 2 /C 3 H 8 ) is preferably 0.5 to 2, more preferably 0.75 to 1.25, and 1 is more preferred. When the above-described conventional oxidative dehydrogenation catalyst is used, the carbon dioxide conversion rate is low, and propylene cannot be efficiently produced unless the CO 2 /C 3 H 8 ratio is set high. On the other hand, since the oxidative dehydrogenation catalyst of the present embodiment has a high carbon dioxide activation ability and a high carbon dioxide conversion rate, propylene is efficiently produced even at a low CO 2 /CH 3 H 8 as described above. It is possible to

反応温度は、500~600℃であることが好ましく、550~600℃であることがより好ましい。反応温度が前記範囲の下限値以上であると、平衡転化率が上がる。反応温度が前記範囲の上限値以下であると、活性成分のシンタリングが抑制され、活性の低下が抑制される。 The reaction temperature is preferably 500-600°C, more preferably 550-600°C. When the reaction temperature is at least the lower limit of the above range, the equilibrium conversion rate increases. When the reaction temperature is equal to or lower than the upper limit of the above range, sintering of the active ingredient is suppressed, and a decrease in activity is suppressed.

反応圧力は、0.05~0.1MPaであることが好ましく、0.08~0.1MPaであることがより好ましく、0.09~0.1MPaであることがさらに好ましい。反応圧力が前記範囲の下限値以上であると、二酸化炭素の転化率が増加する。反応圧力が前記範囲の上限値以下であると、プロパン転化率が低下しない。 The reaction pressure is preferably 0.05 to 0.1 MPa, more preferably 0.08 to 0.1 MPa, even more preferably 0.09 to 0.1 MPa. When the reaction pressure is equal to or higher than the lower limit of the above range, the conversion rate of carbon dioxide increases. When the reaction pressure is equal to or lower than the upper limit of the above range, the propane conversion rate does not decrease.

酸化脱水素用触媒に対する、原料ガス中のプロパンの重量空間速度(Weight Hourly Space Velocity)は、3000~5000hr-1であることがより好ましく、3500~4000hr-1であることがさらに好ましい。 The Weight Hourly Space Velocity of propane in the raw material gas relative to the oxidative dehydrogenation catalyst is more preferably 3000 to 5000 hr -1 , still more preferably 3500 to 4000 hr -1 .

本実施形態のプロピレンの製造方法に供される原料ガス中のプロパンとしては、シェールガス由来のプロパン、ナフサ由来のプロパン、バイオマス由来のプロパン等が例として挙げられる。 Examples of propane in the raw material gas supplied to the propylene production method of the present embodiment include shale gas-derived propane, naphtha-derived propane, biomass-derived propane, and the like.

本実施形態のプロピレンの製造方法では、酸化脱水素用触媒上にコークが堆積して、触媒活性が低下することがある。活性が低下した触媒は酸化性ガスを含む再生ガスを接触処理することにより再生することができる。 In the method for producing propylene of the present embodiment, coke may accumulate on the oxidative dehydrogenation catalyst, resulting in a decrease in catalytic activity. A catalyst whose activity has decreased can be regenerated by contacting a regeneration gas containing an oxidizing gas.

酸化性ガスとしては、酸素、二酸化炭素等が挙げられる。酸化性ガスが酸素の場合、再生ガスとして空気を用いることができる。
再生ガス100体積%に対する酸化性ガスの含有割合は、20~100体積%であることが好ましく、50~100体積%であることがより好ましい。
The oxidizing gas includes oxygen, carbon dioxide, and the like. When the oxidizing gas is oxygen, air can be used as the regeneration gas.
The content of the oxidizing gas with respect to 100% by volume of the regeneration gas is preferably 20 to 100% by volume, more preferably 50 to 100% by volume.

酸化脱水素用触媒に対する、再生ガス中の酸化性ガスのガス空間速度(Gas Hourly Space Velocoty:GHSV)は、6000~10000hr-1であることがより好ましく、7000~8000hr-1であることがさらに好ましい。 The gas hourly space velocity (GHSV) of the oxidizing gas in the regeneration gas with respect to the oxidative dehydrogenation catalyst is more preferably 6000 to 10000 hr -1 , more preferably 7000 to 8000 hr -1 . preferable.

再生温度は、400~600℃であることが好ましく、450~550℃であることがより好ましい。再生温度が前記範囲の下限値以上であると、コークの燃焼が促進される。反応温度が前記範囲の上限値以下であると、活性成分のシンタリングが抑制され、活性の低下が抑制される。 The regeneration temperature is preferably 400 to 600°C, more preferably 450 to 550°C. When the regeneration temperature is equal to or higher than the lower limit of the above range, combustion of coke is promoted. When the reaction temperature is equal to or lower than the upper limit of the above range, sintering of the active ingredient is suppressed, and a decrease in activity is suppressed.

再生時間は、酸化性ガスの種類及びGHSV、再生温度、再生圧力に応じて、適宜調整することができる。再生時間は、1~2時間でもよく、1~3時間でもよく、1~5時間でもよい。 The regeneration time can be appropriately adjusted according to the type of oxidizing gas, GHSV, regeneration temperature, and regeneration pressure. The playback time may be 1-2 hours, 1-3 hours, or 1-5 hours.

本実施形態の酸化脱水素用触媒は、セリア担体を含むことにより、コークの燃焼能力が高い。したがって、酸化性ガスとして二酸化炭素を使用しても充分に触媒活性が回復する。すなわち、プロピレンの製造方法における原料ガスから、プロパンの供給を停止することにより、触媒の再生を行うことが可能であり、効率的にプロピレンを製造することができる。 Since the oxidative dehydrogenation catalyst of the present embodiment contains a ceria carrier, it has a high coke combustion ability. Therefore, even if carbon dioxide is used as the oxidizing gas, the catalytic activity is sufficiently recovered. That is, by stopping the supply of propane from the raw material gas in the method for producing propylene, the catalyst can be regenerated, and propylene can be produced efficiently.

本実施形態においては、再生処理後の触媒に、還元性ガスを含む還元処理ガスを接触する還元処理を行うことが好ましい。還元処理を行うことによって、再生処理により活性成分が部分的に酸化された場合、再度合金又は金属に変換することができる。 In the present embodiment, it is preferable to carry out a reduction treatment in which the regenerated catalyst is brought into contact with a reduction treatment gas containing a reducing gas. By performing the reduction treatment, if the active component is partially oxidized by the regeneration treatment, it can be converted again into an alloy or metal.

還元性ガスとしては、水素、一酸化炭素等が挙げられる。
還元処理ガス100体積%に対する還元性ガスの含有割合は、20~100体積%であることが好ましく、30~50体積%であることがより好ましい。
Hydrogen, carbon monoxide, etc. are mentioned as a reducing gas.
The content of the reducing gas with respect to 100% by volume of the reducing gas is preferably 20 to 100% by volume, more preferably 30 to 50% by volume.

酸化脱水素用触媒に対する、還元処理ガス中の還元性ガスのガス空間速度(Gas Hourly Space Velocoty:GHSV)は、6000~10000hr-1であることがより好ましく、7000~8000hr-1であることがさらに好ましい。 The gas hourly space velocity (GHSV) of the reducing gas in the reducing gas with respect to the oxidative dehydrogenation catalyst is more preferably 6000 to 10000 hr -1 , more preferably 7000 to 8000 hr -1 . More preferred.

還元処理温度は、400~600℃であることが好ましく、450~550℃であることがより好ましい。 The reduction treatment temperature is preferably 400 to 600°C, more preferably 450 to 550°C.

還元処理時間は、還元性ガスの種類及びGHSV、再生温度、再生圧力に応じて、適宜調整することができる。還元処理時間は、0.5~1時間でもよく、0.5~1.5時間でもよく、0.5~2時間でもよい。 The reduction treatment time can be appropriately adjusted according to the type of reducing gas, GHSV, regeneration temperature, and regeneration pressure. The reduction treatment time may be 0.5 to 1 hour, 0.5 to 1.5 hours, or 0.5 to 2 hours.

本発明の酸化脱水素用触媒を用いることにより、効率的に、かつより長期にわたりプロピレンを製造することが可能となる。また、二酸化炭素を有効活用することができる。 By using the oxidative dehydrogenation catalyst of the present invention, propylene can be produced efficiently over a longer period of time. Also, carbon dioxide can be effectively used.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

<酸化脱水素用触媒のキャラクタリゼーション>
酸化脱水素用触媒のキャラクタリゼーションとして、透過電子顕微鏡観察、CO吸着を行った。
<Characterization of oxidative dehydrogenation catalyst>
For the characterization of the oxidative dehydrogenation catalyst, transmission electron microscope observation and CO adsorption were performed.

(透過電子顕微鏡観察)
各例の酸化脱水素用触媒の粒子径の測定はエネルギー分散型X線(EDX)分析装置を備えた透過型電子顕微鏡(JOEL JEM-ARM200M)により、200kVの加速電圧で実施した。各例の酸化脱水素用触媒をエタノールで超音波処理した後、炭素膜で支持されたMoグリッド上に分散して観察を行った。粒度分布は、10枚の画像で無作為に選択した126個の粒子の最長径を観察し、これらの平均を平均粒子径とした。
(Transmission electron microscope observation)
The particle size of the oxidative dehydrogenation catalyst of each example was measured at an acceleration voltage of 200 kV using a transmission electron microscope (JOEL JEM-ARM200M) equipped with an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer. After the oxidative dehydrogenation catalyst of each example was subjected to ultrasonic treatment with ethanol, it was dispersed on a Mo grid supported by a carbon membrane and observed. For the particle size distribution, the longest diameters of 126 particles randomly selected from 10 images were observed, and the average of these was taken as the average particle diameter.

(CO吸着)
各例の酸化脱水素用触媒のCO吸着測定により、酸化脱水素用触媒の白金及びコバルトの分散度を測定した。分散度とは、酸化脱水素用触媒に含まれる白金とコバルトの総量に対する、表面に露出している白金とコバルトの割合である。酸化脱水素用触媒40mgに水素が5体積%、空気が95体積%の混合ガスを30NmL/minで流通させ、550℃で30分間前処理を行い、その後、ヘリウムをパージしながら、液体窒素で冷却した。次に一酸化炭素が10体積%、ヘリウムが90体積%の混合ガスをパルス法で導入し、触媒に吸着しなかった一酸化炭素をTCD検出器により定量し、一酸化炭素が触媒に吸着しなくなるまで混合ガスの導入を行った。酸化脱水素用触媒に吸着した一酸化炭素量から、白金1原子に対して一酸化炭素1分子が吸着、コバルト1原子に対して一酸化炭素1分子が吸着するという前提で白金及びコバルトの分散度を計算した。
(CO adsorption)
The degree of dispersion of platinum and cobalt in the oxidative dehydrogenation catalyst of each example was measured by CO adsorption measurement of the oxidative dehydrogenation catalyst. The degree of dispersion is the ratio of platinum and cobalt exposed on the surface to the total amount of platinum and cobalt contained in the oxidative dehydrogenation catalyst. A mixed gas containing 5% by volume of hydrogen and 95% by volume of air is passed through 40 mg of the oxidative dehydrogenation catalyst at 30 NmL/min for pretreatment at 550° C. for 30 minutes, followed by liquid nitrogen while purging helium. cooled. Next, a mixed gas containing 10% by volume of carbon monoxide and 90% by volume of helium was introduced by a pulse method. The mixed gas was introduced until it disappeared. Based on the amount of carbon monoxide adsorbed on the oxidative dehydrogenation catalyst, the distribution of platinum and cobalt is based on the premise that 1 molecule of carbon monoxide is adsorbed to 1 atom of platinum and 1 molecule of carbon monoxide is adsorbed to 1 atom of cobalt. calculated the degree.

<プロパンの酸化脱水素反応>
各例の酸化脱水素用触媒0.10gを海砂(宮崎化学薬品株式会社製)0.90gで希釈して、直径6mm、長さ20cmの石英製の円筒型の固定床反応管に充填して触媒層を形成した。次いで、触媒層の温度を550℃に加熱し、水素を10NmL/minで流通させ、30分間前処理を行った。その後、水素に代えてプロパン及び二酸化炭素を含む原料ガスを20NmL/minで触媒層に流通させてプロパンの酸化脱水素反応を行った。原料ガス100体積%に対するプロパン、二酸化炭素、ヘリウムの含有割合はそれぞれ、25体積%、25体積%、50体積%である。
<Oxidative dehydrogenation reaction of propane>
0.10 g of the oxidative dehydrogenation catalyst of each example was diluted with 0.90 g of sea sand (manufactured by Miyazaki Chemicals Co., Ltd.) and filled into a quartz cylindrical fixed-bed reaction tube with a diameter of 6 mm and a length of 20 cm. to form a catalyst layer. Next, the temperature of the catalyst layer was heated to 550° C., hydrogen was passed through at 10 NmL/min, and pretreatment was performed for 30 minutes. Then, instead of hydrogen, a source gas containing propane and carbon dioxide was passed through the catalyst layer at 20 NmL/min to carry out an oxidative dehydrogenation reaction of propane. The contents of propane, carbon dioxide, and helium are 25% by volume, 25% by volume, and 50% by volume, respectively, with respect to 100% by volume of the source gas.

反応器出口から流出したガスをオンライン熱伝導度検出ガスクロマトグラフ(株式会社島津製作所、製品名「GC-8A」)で分析した。反応器出口ガスには、プロピレン、プロパン、エチレン、エタン、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、水、及び水素が検出された。 The gas flowing out from the reactor outlet was analyzed by an online thermal conductivity detection gas chromatograph (Shimadzu Corporation, product name "GC-8A"). Propylene, propane, ethylene, ethane, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, water, and hydrogen were detected in the reactor outlet gas.

プロパンの転化率(XC3H8)は下式3により計算した。 The conversion rate of propane (X C3H8 ) was calculated by Equation 3 below.

Figure 2022181492000001
前記式3中、Fin C3H8は、反応器に流入したプロパンの流量(mol/min)を示し、Fout C3H8は反応器から排出されたプロパンの流量(mol/min)を示す。
Figure 2022181492000001
In Equation 3, F in C3H8 represents the flow rate (mol/min) of propane introduced into the reactor, and F out C3H8 represents the flow rate (mol/min) of propane discharged from the reactor.

二酸化炭素の転化率(XCO2)は下式4により計算した。 The conversion rate of carbon dioxide (X CO2 ) was calculated by Equation 4 below.

Figure 2022181492000002
前記式4中、Fin CO2は、反応器に流入した二酸化炭素の流量(mol/min)を示し、Fout CO2は反応器から排出された二酸化炭素の流量(mol/min)を示す。
Figure 2022181492000002
In Equation 4, F in CO2 represents the flow rate (mol/min) of carbon dioxide flowing into the reactor, and F out CO2 represents the flow rate (mol/min) of carbon dioxide discharged from the reactor.

プロピレンの選択率は下式5により計算した。 Propylene selectivity was calculated by the following equation 5.

Figure 2022181492000003
前記式5中、Fout C3H6は、反応器から排出されたプロピレンの流量(mol/min)を示し、Fout C2H6は、反応器から排出されたエタンの流量(mol/min)を示し、Fout C2H4は、反応器から排出されたエチレンの流量(mol/min)を示し、Fout CH4は、反応器から排出されたメタンの流量(mol/min)を示す。
Figure 2022181492000003
In Equation 5, F out C3H6 represents the flow rate (mol/min) of propylene discharged from the reactor, F out C2H6 represents the flow rate (mol/min) of ethane discharged from the reactor, and F Out C2H4 indicates the flow rate (mol/min) of ethylene discharged from the reactor, and F out CH4 indicates the flow rate (mol/min) of methane discharged from the reactor.

プロピレンの収率は、プロパンの転化率×プロピレンの選択率/100により計算した。 Propylene yield was calculated by propane conversion×propylene selectivity/100.

<反応後の酸化脱水素用触媒の炭素量の測定>
各例の酸化脱水素用触媒の反応後の炭素量はMicrotracBEL社製のBELCAT IIにより測定した。10時間反応後の酸化脱水素用触媒(海砂を含む)にヘリウムを30NmL/minで流通させ、150℃で30分間前処理を行い、その後室温に降温した。次に酸素が50体積%、ヘリウムが50体積%の混合ガスを40NmL/minで流通させながら、40~900℃まで昇温速度5℃/minで加熱した。出口ガスの二酸化炭素の量をオンライン質量計により定量した。
<Measurement of carbon content of oxidative dehydrogenation catalyst after reaction>
The amount of carbon after the reaction of the oxidative dehydrogenation catalyst of each example was measured by BELCAT II manufactured by MicrotracBEL. Helium was passed through the oxidative dehydrogenation catalyst (including sea sand) after reacting for 10 hours at 30 NmL/min, pretreatment was performed at 150° C. for 30 minutes, and then the temperature was lowered to room temperature. Next, while a mixed gas containing 50% by volume of oxygen and 50% by volume of helium was circulated at 40 NmL/min, it was heated to 40 to 900° C. at a temperature increase rate of 5° C./min. The amount of carbon dioxide in the outlet gas was quantified by an on-line mass meter.

[実施例1]
セリア(第一稀元素化学工業株式会社製、参照触媒「JRC-CEO」、比表面積123.1m/g)に、Pt源としてHPtCl、In源としてIn(NO・3HO、3d金属源としてCo(NO・6HOを表1に記載の触媒Aの組成になるようにイオン交換水に溶解させた含浸液を蒸発乾固法で含浸し、その後、50℃で減圧乾燥を行い、含浸体を得た。含浸体を空気流通下、500℃で1時間焼成し、その後、水素流通下、600℃で1時間還元焼成を行い、セリアにPt-In-Co合金が担持された触媒Aを得た。触媒Aの組成、平均粒子径、白金及びコバルトの分散度、及び反応後の炭素量の結果を表1に示す。
[Example 1]
Ceria (manufactured by Daiichi Kigenso Kagaku Kogyo Co., Ltd., reference catalyst “JRC-CEO”, specific surface area 123.1 m 2 /g), H 2 PtCl 6 as a Pt source, and In(NO 3 ) 3 3H as an In source An impregnation solution prepared by dissolving Co(NO 3 ) 2 6H 2 O as a 2 O, 3d metal source in ion-exchanged water so as to have the composition of catalyst A shown in Table 1 was impregnated by evaporation to dryness. , and dried under reduced pressure at 50° C. to obtain an impregnated body. The impregnated body was calcined at 500° C. for 1 hour in an air stream, and then reduced and calcined at 600° C. for 1 hour in a hydrogen stream to obtain a catalyst A in which a Pt—In—Co alloy was supported on ceria. Table 1 shows the composition of catalyst A, the average particle size, the degree of dispersion of platinum and cobalt, and the amount of carbon after the reaction.

[比較例1]
In(NO・3HOとCo(NO・6HOを添加せず、表1に記載の触媒Bの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt金属が担持された触媒Bを得た。触媒Bの組成、平均粒子径、白金の分散度、及び反応後の炭素量の結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
Except that In(NO 3 ) 3.3H 2 O and Co(NO 3 ) 2.6H 2 O were not added and the composition of the impregnation liquid was changed so that the composition of catalyst B shown in Table 1 was obtained, Catalyst B in which Pt metal was supported on ceria was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results of the composition, average particle size, degree of dispersion of platinum, and amount of carbon after the reaction of catalyst B.

[比較例2]
In(NO・3HOを添加せず、表1に記載の触媒Cの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt-Co合金が担持された触媒Cを得た。触媒Cの組成、平均粒子径、白金及びコバルトの分散度、及び反応後の炭素量の結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Ceria was added with Pt- A catalyst C supporting a Co alloy was obtained. Table 1 shows the composition of catalyst C, the average particle size, the degree of dispersion of platinum and cobalt, and the amount of carbon after the reaction.

[比較例3]
Co(NO・6HOを添加せず、表1に記載の触媒Dの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt-In合金が担持された触媒Dを得た。触媒Dの組成、平均粒子径、白金の分散度、及び反応後の炭素量の結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Ceria was added with Pt- A catalyst D supporting an In alloy was obtained. Table 1 shows the composition, average particle size, degree of dispersion of platinum, and amount of carbon after the reaction of Catalyst D.

In(NO・3HOとCo(NO・6HOを添加せず、Sn源としてSnClを添加し、表1に記載の触媒Eの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt-Sn合金が担持された触媒Eを得た。触媒Eの組成を表1に示す。 Without adding In(NO 3 ) 3.3H 2 O and Co(NO 3 ) 2.6H 2 O, SnCl 2 was added as a Sn source, and the impregnating solution was prepared so as to have the composition of catalyst E shown in Table 1. A catalyst E in which a Pt—Sn alloy was supported on ceria was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition of was changed. The composition of Catalyst E is shown in Table 1.

実施例1、比較例1~4の触媒を用いて、プロパンの酸化脱水素反応を行った。結果を図3、4に示す。 Using the catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, oxidative dehydrogenation of propane was carried out. The results are shown in FIGS.

[実施例2]
3d金属源としてCo(NO・6HOに代えてNi(NO・6HOを添加し、表1に記載の触媒Fの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt-In-Ni合金が担持された触媒Fを得た。触媒Fの組成を表1に示す。
実施例2の触媒を用いて、プロパンの酸化脱水素反応を行った。結果を図5に示す。
[Example 2]
Ni(NO 3 ) 2.6H 2 O was added instead of Co(NO 3 ) 2.6H 2 O as the 3d metal source, and the composition of the impregnation liquid was changed so that the composition of catalyst F shown in Table 1 was obtained . A catalyst F in which a Pt--In--Ni alloy was supported on ceria was obtained in the same manner as in Example 1, except for the above. The composition of Catalyst F is shown in Table 1.
Using the catalyst of Example 2, oxidative dehydrogenation of propane was carried out. The results are shown in FIG.

[実施例3]
3d金属源としてCo(NO・6HO及びNi(NO・6HOを添加し、表1に記載の触媒Gの組成になるように含浸液の組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、セリアにPt-In-Co-Ni合金が担持された触媒Gを得た。触媒Gの組成を表1に示す。
実施例3の触媒を用いて、プロパンの酸化脱水素反応を行った。結果を図6に示す。
[Example 3]
Co(NO 3 ) 2.6H 2 O and Ni(NO 3 ) 2.6H 2 O were added as 3d metal sources, and the composition of the impregnation liquid was changed so as to obtain the composition of catalyst G shown in Table 1 . obtained a catalyst G in which a Pt--In--Co--Ni alloy was supported on ceria in the same manner as in Example 1. The composition of Catalyst G is shown in Table 1.
Using the catalyst of Example 3, oxidative dehydrogenation of propane was carried out. The results are shown in FIG.

[比較例5]
担体として、セリアに代えてアルミナを使用した以外は、実施例1と同様にして、アルミナにPt-In-Co合金が担持された触媒Hを得た。触媒Hの組成を表1に示す。
[Comparative Example 5]
A catalyst H in which a Pt--In--Co alloy was supported on alumina was obtained in the same manner as in Example 1, except that alumina was used as the carrier instead of ceria. The composition of Catalyst H is shown in Table 1.

[比較例6]
担体としてセリアに代えてジルコニアを使用した以外は、実施例1と同様にして、ジルコニアにPt-In-Co合金が担持された触媒Iを得た。触媒Iの組成を表1に示す。
[Comparative Example 6]
A catalyst I in which a Pt--In--Co alloy was supported on zirconia was obtained in the same manner as in Example 1, except that zirconia was used as the support instead of ceria. The composition of Catalyst I is shown in Table 1.

[比較例7]
担体としてセリアに代えてチタニアを使用した以外は、実施例1と同様にしてチタニアにPt-In-Co合金が担持された触媒Jを得た。触媒Jの組成を表1に示す。
[Comparative Example 7]
A catalyst J in which a Pt--In--Co alloy was supported on titania was obtained in the same manner as in Example 1, except that titania was used instead of ceria as the carrier. The composition of Catalyst J is shown in Table 1.

比較例5~7の触媒を用いて、プロパンの酸化脱水素反応を行った。結果を図7に示す。なお比較のため、実施例1の触媒の反応結果も示す。 Oxidative dehydrogenation of propane was carried out using the catalysts of Comparative Examples 5-7. The results are shown in FIG. For comparison, the reaction results of the catalyst of Example 1 are also shown.

Figure 2022181492000004
Figure 2022181492000004

[実施例1-1]
実施例1の触媒Aを用いて触媒の寿命試験を行った。上述の<プロパンの酸化脱水素反応>に記載の方法で約30時間反応を行った。その後、触媒層の温度を550℃に保ったまま、原料ガスに代えて、二酸化炭素を含む再生ガスを25NmL/min(二酸化炭素:5NmL/min、ヘリウム:20NmL/minの混合ガス)で流通させ5時間再生処理を行った。再生処理後、触媒層の温度を550℃に保ったまま、再生ガスに代えて、水素を含む還元処理ガスを30NmL/min(水素:10NmL/min、ヘリウム:20Nml/minの混合ガス)で流通させ30分間還元処理を行った。還元処理後、触媒層の温度を550℃に保ったまま、還元処理ガスに代えて、原料ガスを再度流通させ、反応を再スタートした(図8の2nd cycle)。その後、約30時間反応を行った後に、上述の再生処理、還元処理を再度行い、その後、反応を再スタートした(図8の3rd cycle)。
[Example 1-1]
Using the catalyst A of Example 1, a catalyst life test was conducted. The reaction was carried out for about 30 hours by the method described in <Oxidative Dehydrogenation of Propane> above. After that, while maintaining the temperature of the catalyst layer at 550° C., instead of the source gas, a regeneration gas containing carbon dioxide is passed at 25 NmL/min (a mixed gas of carbon dioxide: 5 NmL/min and helium: 20 NmL/min). Regeneration treatment was performed for 5 hours. After the regeneration treatment, while the temperature of the catalyst layer was maintained at 550° C., instead of the regeneration gas, a reduction treatment gas containing hydrogen was passed at 30 NmL/min (a mixed gas of hydrogen: 10 NmL/min and helium: 20 NmL/min). Then, a reduction treatment was performed for 30 minutes. After the reduction treatment, while maintaining the temperature of the catalyst layer at 550° C., the raw material gas was again circulated instead of the reduction treatment gas to restart the reaction (2nd cycle in FIG. 8). Then, after the reaction was carried out for about 30 hours, the regeneration treatment and reduction treatment described above were carried out again, and then the reaction was restarted (3rd cycle in FIG. 8).

図3に示されるように、実施例1の触媒Aは、プロパン転化率及びプロピレン選択率が高く、これらの経時の低下がほとんど確認されなかった。また、図4に示されるように実施例1の触媒Aは、比較例1~4の触媒B~Eと比較して二酸化炭素の転化率の経時の低下が抑制されていた。また、図5及び図6に示されるように、3d遷移金属元素としてニッケルを用いた場合も同様の効果が奏されることがわかった。 As shown in FIG. 3, Catalyst A of Example 1 had high propane conversion and propylene selectivity, and almost no decrease in these over time was confirmed. In addition, as shown in FIG. 4, the catalyst A of Example 1 was less likely to decrease the conversion rate of carbon dioxide over time than the catalysts B to E of Comparative Examples 1 to 4. Moreover, as shown in FIGS. 5 and 6, it was found that the same effect can be obtained when nickel is used as the 3d transition metal element.

また、図7に示されるように、セリア以外の担体を用いた比較例5~7の触媒H~Jでは、初期のプロパン転化率及び二酸化炭素転化率が低く、かつ、これらの経時の低下が顕著に確認された。 In addition, as shown in FIG. 7, in the catalysts H to J of Comparative Examples 5 to 7 using a carrier other than ceria, the propane conversion rate and the carbon dioxide conversion rate were low in the initial stage, and these decreased with time. significantly confirmed.

さらに図8に示されるように、実施例1の触媒Aを使用した寿命試験では、酸化性ガスとして二酸化炭素の使用が可能であり、2回再生処理を行うことにより、約100時間、高いプロパン転化率及び二酸化炭素転化率を維持したまま、反応を継続することが可能であった。 Further, as shown in FIG. 8, in the life test using catalyst A of Example 1, it is possible to use carbon dioxide as the oxidizing gas, and by performing regeneration treatment twice, high propane It was possible to continue the reaction while maintaining the conversion rate and carbon dioxide conversion rate.

本発明に係る酸化脱水素用触媒は、長期にわたりピロピレンを効率よく製造することができるため有用である。 The oxidative dehydrogenation catalyst according to the present invention is useful because pyropyrene can be efficiently produced over a long period of time.

Claims (4)

プロパンの酸化脱水素反応によってプロピレンを製造するための酸化脱水素用触媒であって、前記酸化脱水素反応は、プロパンに二酸化炭素を反応させることにより行い、前記酸化脱水素用触媒は、活性成分がセリア担体に担持されており、前記活性成分として、白金元素と、インジウム元素と、3d遷移金属元素と、を含む、酸化脱水素用触媒。 An oxidative dehydrogenation catalyst for producing propylene by an oxidative dehydrogenation reaction of propane, wherein the oxidative dehydrogenation reaction is performed by reacting propane with carbon dioxide, and the oxidative dehydrogenation catalyst contains an active component is supported on a ceria carrier, and the oxidative dehydrogenation catalyst contains a platinum element, an indium element, and a 3d transition metal element as the active components. 前記3d遷移金属元素は、コバルト元素及びニッケル元素からなる群から選択される1種以上の元素である、請求項1に記載の酸化脱水素用触媒。 2. The oxidative dehydrogenation catalyst according to claim 1, wherein said 3d transition metal element is one or more elements selected from the group consisting of cobalt element and nickel element. 前記3d遷移金属元素は、コバルト元素である、請求項1又は2に記載の酸化脱水素用触媒。 3. The oxidative dehydrogenation catalyst according to claim 1, wherein said 3d transition metal element is a cobalt element. 前記白金元素と、前記インジウム元素と、前記3d遷移金属元素と、が合金を形成している、請求項1~3のいずれか一項に記載の酸化脱水素用触媒。 4. The oxidative dehydrogenation catalyst according to claim 1, wherein said platinum element, said indium element, and said 3d transition metal element form an alloy.
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