JP7261888B2 - 脱水反応触媒、その製造方法及びそれを用いたアルケンの製造方法 - Google Patents

脱水反応触媒、その製造方法及びそれを用いたアルケンの製造方法 Download PDF

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Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2020年06月19日付の韓国特許出願第10-2020-0074932号及びこれに基づいて2020年11月06日付で再出願された韓国特許出願第10-2020-0147797号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、脱水反応触媒、その製造方法及びそれを用いたアルケンの製造方法に関し、より詳細には、アルコールの転化率及びアルケンの選択度を向上させながら、副産物の選択度は減少させることで触媒活性に優れると同時に、破砕強度などの機械的物性が向上した脱水反応触媒、その製造方法及びそれを用いたアルケンの製造方法に関する。
アルミニウム酸化物の形態であるアルミナ触媒は、触媒産業分野において、固有の酸点を介して酸触媒として使用されるか、または高い安定性に基づき有/無機触媒の活性成分の分散剤などとして使用されている。
一般に、前記アルミナ触媒は、アルミニウム水酸化物又は酸前駆体を出発物質として、焼成過程を通じて様々なphase(結晶相)のアルミナを得るようになり、焼成温度が高くなるにつれ、安定したアルミナ結晶相が形成されると知られている。
これによって、産業的に高い破砕強度又は耐化学性/耐食性を要する場合には、高温の焼成過程を通じて安定したアルミナ相を誘導して使用した。
しかし、このように高温の焼成により得られるアルミナ結晶相は、低温の焼成により得られるアルミナ結晶相よりも安定性は高くなるが、実際にアルミナの特徴といえる固有の酸点、分散剤としての広い比表面積などは著しく減少してしまい、触媒としての有用性は急激に減少するという問題がある。
また、従来は、イソプロピルアルコールの脱水反応用触媒として、相対的に低温で形成されるγ相アルミナのみが有効な活性を示し、相対的に高温で形成されるθ相及びα相アルミナは活性が著しく低下する問題があった。
そこで、γ相アルミナ触媒のようにイソプロピルアルコールの脱水反応用触媒として有効な活性を有しながらも、破砕強度及び耐食性/耐化学性に優れた触媒の開発が求められているのが現状である。
上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は、アルコールのような出発物質、特にイソプロピルアルコールの転化率及びプロピレンの選択度を向上させながら、C3以上の副産物の選択度は減少させることで触媒活性に優れると同時に、破砕強度などの機械的物性が向上した脱水反応触媒、その製造方法及びアルケンの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の上記目的及びその他の目的は、以下で説明する本発明によって全て達成することができる。
上記の目的を達成するために、本発明は、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナであることを特徴とする脱水反応触媒を提供する。
前記脱水反応触媒は、好ましくはアルコールの脱水反応触媒であり、より好ましくはイソプロピルアルコールの脱水反応触媒である。
また、本発明は、アルミナ前駆体を焼成するステップと;前記焼成ステップの後に水蒸気と窒素の混合気体でスチーム処理するステップと;前記スチーム処理ステップの後に焼成して、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナを収得するステップと;を含むことを特徴とする脱水反応触媒の製造方法を提供する。
前記脱水反応触媒の製造方法は、好ましくはアルコールの脱水反応触媒の製造方法であり、より好ましくはイソプロピルアルコールの脱水反応触媒の製造方法である。
また、本発明は、前記触媒の存在下でアルコールを脱水反応させることを特徴とするアルケンの製造方法を提供する。
前記アルコールとアルケンは、好ましくは、それぞれイソプロピルアルコールとプロピレンである。
本発明によれば、アルコールのような出発物質、特にイソプロピルアルコールの転化率及びアルケンのような生成物質、特にプロピレンの選択度を向上させながら、副産物の選択度は減少させることで触媒活性に優れると同時に、破砕強度などの機械的物性が向上した脱水反応触媒及びその製造方法を提供する効果がある。
具体的には、イソプロピルアルコールの転化率及びプロピレンの選択度が向上することによって工程効率が増加し、C3以上の副産物の選択度が減少することによって後段分離工程の分離効率が増加するイソプロピルアルコールの脱水反応触媒及びその製造方法を提供する効果がある。
また、アルケン又はプロピレンの選択度が向上することで工程上の効率に優れたアルケン又はプロピレンの製造方法を提供する効果がある。
本発明の実施例1を通じて製造したイソプロピルアルコールの脱水反応触媒のXRD(X-ray Diffraction)分析グラフである。 本発明の実施例2を通じて製造したイソプロピルアルコールの脱水反応触媒のXRD(X-ray Diffraction)分析グラフである。 本発明の比較例1を通じて製造したイソプロピルアルコールの脱水反応触媒のXRD(X-ray Diffraction)分析グラフである。 本発明の比較例2を通じて製造したイソプロピルアルコールの脱水反応触媒のXRD(X-ray Diffraction)分析グラフである。
以下、本記載の脱水反応触媒、その製造方法及びそれを用いたアルケンの製造方法を詳細に説明する。
本発明者らは、アルミナの様々な結晶相を特定の重量に調節してイソプロピルアルコールの脱水反応に使用する場合、イソプロピルアルコールの転化率及びプロピレンの選択度を向上させながら、副産物の選択度は減少させることで触媒活性に優れると同時に、破砕強度に優れることを確認し、これに基づいてさらに研究に邁進して、本発明を完成するようになった。
本発明の脱水反応触媒は、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナであることを特徴とし、この場合に、高い破砕強度により安定性に優れながらも、触媒活性が向上するという利点がある。
前記脱水反応触媒は、好ましくはアルコールの脱水反応触媒であり、より好ましくはイソプロピルアルコールの脱水反応触媒である。
前記混合相アルミナは、好ましくは、αアルミナ3~15重量%、θアルミナ70~85重量%及びδアルミナ10~27重量%を含むことができ、この場合に、安定性と活性が同時に改善され、破砕強度などの機械的物性が向上するという利点がある。
前記混合相アルミナにおいてαアルミナは、一例として、混合相アルミナ100重量%に対して、3~15重量%、好ましくは5~15重量%、より好ましくは5~10重量%であってもよく、この範囲内で、触媒の活性が向上するという利点がある。
前記混合相アルミナにおいてθアルミナは、一例として、混合相アルミナ100重量%に対して、70~85重量%、好ましくは70~80重量%、より好ましくは70~75重量%であってもよく、この範囲内で、触媒の機械的強度が優れるので、再生や触媒循環にも破砕が少ないという利点がある。
前記混合相アルミナにおいてδアルミナは、一例として、混合相アルミナ100重量%に対して、10~27重量%、好ましくは10~25重量%、より好ましくは20~25重量%であってもよく、この範囲内で、破砕強度などの機械的強度が優れるので、外的衝撃に強いという利点がある。
前記混合相アルミナは、一例として、γアルミナを含まなくてもよく、この場合に、本発明が目的とする効果である高い破砕強度及び優れた触媒活性が同時に発現されるという利点がある。
本記載において、γアルミナを含まないという意味は、0.5重量%未満、好ましくは0.1重量%以下、より好ましくは0.01重量%以下であることをいい、具体的には、本記載のXRD分析データに感知されないことを意味することができる。
また、前記混合相アルミナは、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%、δアルミナ4~34重量%及びγアルミナ0重量%を含んでなるものであってもよく、この場合に、反比例の関係にあると知られている触媒の活性と強度が同時に優れるという利点がある。
本記載において、α、θ、δ、γアルミナの重量は、ブルカー(Bruker)社製のCu radiation(30kV、10mA)を有するX線回折分析装置(X-ray diffraction Analyzer)を用いて、10~80°(step:0.05°、step別の測定時間:1s)でXRDグラフを求めた後、前記XRD分析データを用いてリートベルトリファインメント(Rietveld refinement)を介して構造を分析して含量比率(重量%)を得ることができる。
本記載の触媒は、θ相が過量である混合相アルミナであって、破砕強度などの機械的強度及び触媒活性がいずれも優れるという利点があり、特に、高温で駆動される触媒として適するという利点がある。
参考に、γアルミナ、δアルミナ、θアルミナ、αアルミナの順に活性が減少するが、触媒の強度は高くなる反比例の関係にあると知られているが、本発明のアルミナ触媒は、期せずしてθアルミナの高い強度とγアルミナの高い活性を同時に有する利点がある。
前記触媒は、一例として、出発物質又はアルコールの転化率が95%以上、好ましくは95~100%、より好ましくは98.5~99.9%、さらに好ましくは99.4~99.9%であってもよく、この範囲内で、工程効率が向上するという利点がある。
前記触媒は、具体例として、イソプロピルアルコール(IPA)の転化率が95%以上、好ましくは95~100%、より好ましくは98.5~99.9%、さらに好ましくは99.4~99.9%であってもよく、この範囲内で、工程効率が向上するという利点がある。
前記触媒は、一例として、生成物質又はアルケンの選択度が95%以上、好ましくは98.8~100%、より好ましくは99.1~99.9%であってもよく、この範囲内で、工程効率が増加するという利点がある。
前記触媒は、具体例として、プロピレンの選択度が95%以上、好ましくは98.8~100%、より好ましくは99.1~99.9%であってもよく、この範囲内で、工程効率が増加するという利点がある。
前記触媒は、一例として、下記数式3で計算される副産物の選択度が5%以下、好ましくは0超~3%、より好ましくは0.1~1%であってもよく、この範囲内で、後段分離工程の効率が向上するという利点がある。
Figure 0007261888000001
前記副産物の選択度は、好ましくは、C3以上の副産物の選択度であり、ここで、C3以上の副産物とは、炭素数3以上の化合物であってもよく、一例としてジイソプロピルエーテル(diisopropyl ether;DIPE)であってもよい。
また、前記転化率、選択度及び副産物の選択度は、一例として、気体クロマトグラフィーを用いて組成物(生成物質)内の成分の含量を分析して求めることができる。
前記触媒は、一例として、破砕強度が63N以上、好ましくは70N以上、より好ましくは70~100Nであってもよく、この範囲内で、機械的物性に優れるという利点がある。
本記載において、破砕強度は、テクスチャーアナライザー(Texture Analyzer)(モデル名:TA-XT2 Plus、Stable Micro System社製)を用いて、単一の粒子を0.01mm/sで定速加圧して耐える最大の力を破砕強度として測定し、各試料に対して10個、または2以上の粒子を測定して平均値を用いた。
前記触媒は、一例として、比表面積が30m2/g以上、好ましくは35m2/g以上、より好ましくは35~85m2/gであってもよく、この範囲内で、触媒活性、触媒強度及び触媒安定性に優れるという利点がある。
本記載において、比表面積は、一例として、BELSORP-mini II(Mictrotrac-BEL社製)を用いて、分圧(0.10<p/p0<0.25)による窒素の吸/脱着量を測定して求めることができる。
前記触媒は、一例として、気孔体積が0.60cm3/g以下、好ましくは0.45~0.55cm3/gであってもよく、この範囲内で、触媒活性、触媒強度及び触媒安定性に優れるという利点がある。
本記載において、気孔体積は、一例として、BELSORP-mini II(Mictrotrac-BEL社製)を用いて、分圧0.99(p/p0)での吸着量により気孔体積を計算することができる。
前記アルミナ触媒は、一例として、ハロゲン成分を0.5重量%以下、または0.1~0.4重量%含むことができ、この場合に、触媒の活性が向上するという利点がある。
前記ハロゲン成分、好ましくは塩素は、アルミナ触媒のアルミニウム元素と結合されて、アルミナ自体が有しているルイス酸の特性を弱化させることで、生成物の脱着を容易にし、それによる副産物の生成を抑制する効果を有する。
本記載において、ハロゲン成分は、誘導結合プラズマ(Inductively coupled plasma;ICP)方法により測定することができる。
以下では、本発明の脱水反応触媒の製造方法について説明し、以下の製造方法を説明するにおいて、上述した本記載の脱水反応触媒の内容を全て含む。
本記載の脱水反応触媒の製造方法は、一例として、アルミナ前駆体を焼成するステップと;前記焼成ステップの後に水蒸気と窒素の混合気体でスチーム処理するステップと;前記スチーム処理ステップの後に焼成して、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナを収得するステップと;を含むことができ、この場合に、安定性と触媒の活性が同時に改善され、高い機械的強度及び耐食性/耐化学性を有するアルミナ触媒の製造が可能であるという利点がある。
他の一例として、前記脱水反応触媒の製造方法は、アルミナ前駆体を1次焼成して第1アルミナを収得するステップと;前記焼成ステップの後に、水蒸気で前記焼成温度よりも低い温度でスチーム処理するステップと;前記スチーム処理ステップの後に、前記スチーム処理温度よりは高く、前記1次焼成温度よりは低い温度で2次焼成して、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナを収得するステップと;を含むことができ、この場合に、触媒の安定性及び触媒の活性を同時に改善しながら、破砕強度を向上させるという利点がある。
前記脱水反応触媒の製造方法は、好ましくはアルコールの脱水反応触媒の製造方法であり、より好ましくはイソプロピルアルコールの脱水反応触媒の製造方法である。
前記1次焼成ステップは、一例として、アルミナ前駆体を1次焼成温度で焼成するステップであってもよく、この場合に、高い破砕強度を有する触媒の製造が容易であるという利点がある。
前記アルミナ前駆体は、焼成してアルミナ結晶相を提供できる物質であれば限定されないが、一例として、ギブサイト(Gibbsite)、バイヤライト(Bayerite)、ベーマイト(Boehmite)及びダイアスポア(Diaspore)から選択された1種以上であってもよく、この場合に、製造される触媒の破砕強度が向上するという利点がある。
前記1次焼成温度は、一例として800~1100℃、好ましくは850~1100℃、より好ましくは950~1000℃であってもよく、この範囲内で、様々な結晶相のうちθ相が過量である混合相アルミナが製造され、触媒の機械的強度が向上するという利点がある。
前記1次焼成ステップは、一例として8~12時間、好ましくは9~11時間、より好ましくは9~10時間焼成するものであってもよく、この範囲内で、熱による構造的変化がなく、機械的強度に優れるので外的衝撃に強いという利点がある。
前記スチーム処理ステップは、一例として、前記1次焼成ステップの後に、水蒸気で前記1次焼成温度よりも低い温度でスチーム処理して活性化させるステップであってもよい。
本記載において、スチーム処理とは、反応器の内部を特定の温度に調節した後、窒素を移動気体として水蒸気(スチーム)を反応器内に供給することを意味する。
前記スチーム処理は、一例として、反応器内の前記混合相アルミナの存在下で、水蒸気と窒素を同時に反応器内に供給するものであってもよい。
前記水蒸気と窒素の混合比は、一例としてN2:H2Oの体積比で、好ましくは1500:1~10000:1、より好ましくは2000:1~3000:1であってもよく、この範囲内で、優れた機械的強度及び耐化学性などを維持しながら、触媒の活性が向上するという利点がある。
また、前記第1アルミナと水蒸気の混合比は、一例として、第1アルミナと水蒸気の重量比で、好ましくは1:0.01~1:100であってもよく、他の一例として、第1アルミナ75gを基準として水蒸気(H2O)0.026~0.1g/minであってもよく、この範囲内で、高い機械的強度及び耐食性/耐化学性を有することで、安定性に優れながらも高い触媒活性を有するアルミナ触媒の製造が可能であるという利点がある。
前記スチーム処理温度は、一例として、前記1次焼成温度よりも低い温度であってもよく、好ましくは、後述する2次焼成温度よりも低い温度範囲内であってもよい。
前記スチーム処理温度は、一例として反応器内の温度であってもよく、具体的な一例として200~500℃、好ましくは300~450℃の範囲内であってもよく、この範囲内で、後述する2次焼成ステップで焼成化するのに最適の活性化を提供できるという利点がある。
前記活性化ステップは、一例として1~10時間、好ましくは3~6時間スチーム処理するものであってもよく、この範囲内で、高い破砕強度及び耐食性/耐化学性を有することで、触媒の安定性に優れながらも高い触媒活性を有するアルミナ触媒の製造が可能であるという利点がある。
前記2次焼成ステップは、一例として、前記活性化ステップの後に、前記スチーム処理温度よりも高く、前記1次焼成温度よりは低い温度範囲内で焼成させるステップであってもよい。
前記2次焼成温度は、一例として500℃超~600℃以下、好ましくは500℃超~580℃以下、より好ましくは520~580℃の範囲内であってもよく、この範囲では、スチーム処理ステップで活性化された混合相アルミナの触媒活性能及び安定性を向上させるという利点がある。
前記2次焼成ステップは、一例として3~7時間、好ましくは3~6時間、より好ましくは4~6時間焼成するものであってもよく、この範囲内で、イソプロピルアルコールの転化率及びプロピレンの選択度をさらに向上させながら、C3以上の副産物の選択度は減少させたアルミナ触媒を提供するという利点がある。
本記載のアルケンの製造方法は、一例として、上述したアルコールの脱水反応触媒の存在下で、アルコールを脱水反応させるものであってもよい。
好ましい例として、本記載のアルケンの製造方法は、一例として、上述したイソプロピルアルコールの脱水反応触媒の存在下で、イソプロピルアルコールを脱水反応させるものであってもよい。このような場合、アルケンの製造方法は、プロピレンの製造方法と称することができる。
前記脱水反応は、一例として、本記載の脱水反応アルミナ触媒が充填された反応器に、アルコールのような出発物質を通過させながら反応を行うものであってもよい。
前記脱水反応は、好ましい例として、本記載のイソプロピルアルコールの脱水反応アルミナ触媒が充填された反応器にイソプロピルアルコールを通過させながら反応を行うものであってもよい。
具体的な一例として、前記脱水反応は、本記載の触媒を反応器に充填させるステップと;前記触媒が充填された反応器にアルコール、好ましくはイソプロピルアルコールを連続的に通過させながら脱水反応を行うステップと;を含むことができる。
前記反応器は、当業界で使用される反応器であれば、特に制限されないが、一例として、金属管型反応器、多管式反応器、またはプレート式反応器であってもよい。
前記触媒は、一例として、反応器の内部体積の10~50体積%、または10~25体積%充填されてもよい。
前記脱水反応は、一例として、200~400℃、10~30気圧下で行われてもよく、この範囲内で、エネルギー費用は大きく増加しないと共に、反応効率に優れるので、プロピレンのような生成物質の生産性に優れるという利点がある。
具体的な一例として、前記脱水反応は200~400℃、好ましくは250~320℃で行われてもよい。
また、前記脱水反応は、10~30気圧、好ましくは15~25気圧で行われてもよい。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示するが、以下の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で様々な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明らかであり、このような変更及び修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然である。
(実施例1)
ベーマイト(Boehmite)を950℃の条件で10時間、空気雰囲気下で焼成して第1アルミナを得、前記第1アルミナを管型反応器内に充填した後、温度を400℃に調節し、その後、反応器内に水蒸気と窒素を3時間供給してスチーム処理した。このとき、水蒸気は、HPLCポンプを用いて0.026~0.1g/minで供給し、窒素は、マスフローコントローラ(Mass Flow Controller;MFC)を用いて133ml/minで供給し、窒素と水蒸気の混合比は、N2:H2Oの体積比でN2:H2O=2500:1とし、水蒸気:第1アルミナの重量比は0.01~100:1とした。また、スチーム処理の後に、550℃で5時間焼成して、αアルミナ5重量%、θアルミナ70重量%、δアルミナ25重量%及びγアルミナ0重量%を含むアルミナ触媒を収得した。
(実施例2)
ベーマイト(Boehmite)を1100℃で1次焼成した以外は、前記実施例1と同様の方法で行った。その結果、αアルミナ10重量%、θアルミナ70重量%、δアルミナ20重量%及びγアルミナ0重量%を含むアルミナ触媒を収得した。
(比較例1)
ベーマイトを550℃の条件で10時間、空気雰囲気下で焼成して100%γ相アルミナを収得した。
(比較例2)
ベーマイトを550℃の条件で10時間、空気雰囲気下で焼成して100%γ相アルミナを得、前記γ相アルミナを管型反応器内に充填した後、温度を400℃に調節し、その後、反応器内に水蒸気と窒素を3時間供給してスチーム処理した。このとき、水蒸気は、HPLCポンプを用いて0.026~0.1g/minで供給し、窒素は、MFCを用いて133ml/minで供給し、窒素と水蒸気の混合比は、N2:H2Oの体積比でN2:H2O=2500:1とし、水蒸気:γ相アルミナの重量比は0.01~100:1とした。また、スチーム処理の後に550℃で5時間焼成して、γ相アルミナ100%であるアルミナ触媒を収得した。
[試験例]
前記実施例1~2及び比較例1~2で製造された触媒の特性を、下記の方法で測定し、その結果を下記の表1及び表2に示した。
(試験例1:触媒反応の評価)
前記製造された触媒は、イソプロピルアルコール(IPA)の脱水反応によりプロピレンを生成する反応を介して触媒活性を評価した。
具体的には、前記製造された触媒を1インチの固定層反応器に0.75~1.5g入れ、イソプロピルアルコール0.01~0.1g/minを反応器に通過させて反応を行った。
このとき、固定層反応器内の条件は、圧力20気圧、反応温度280℃、WHSV0.7h-1とし、IPAの脱水反応テストの後、反応器と連結された気体クロマトグラフィーを用いて組成物(生成物質)内の成分の含量を分析して、IPAの転化率(下記数式1で計算する)、プロピレンの選択度(下記数式2で計算する)及び副産物の選択度(下記数式3で計算する)を求め、その測定結果は、下記表1に示した。ここで、気体クロマトグラフィーは、Agilent社製のガスクロマトグラフィー機器(製品名:Agilent 7890B GC、カラム:HP-1(100m×250μm×0.5μm))を使用して、キャリアガス:ヘリウム(flow rate 1mL/min)、ディテクター:F.I.D、サンプリングLoopボリューム:1mL(Split ratio 50:1)、昇温モード:50℃/10min→100℃/0min(5℃/minで昇温)→200℃/0min(10℃/minで昇温)の条件で分析した。このとき、0minは、当該温度で滞留しなかったことを意味する。
Figure 0007261888000002
Figure 0007261888000003
Figure 0007261888000004
Figure 0007261888000005
前記表1に示したように、本発明の実施例1及び2によるアルミナ触媒は、γ相アルミナが100%であるアルミナ触媒(比較例1及び2)と比較して、同等以上のIPAの転化率及びプロピレンの選択度、及び同等の副産物の選択度を有することが確認できた。また、本発明の実施例1及び2によるアルミナ触媒は、優れたIPAの転化率及びプロピレンの選択度によって工程効率が向上する効果があった。
ほぼ同一に、前記実施例1及び2による触媒は、低い副産物の選択度によって、後段分離工程の分離効率が増加する効果があった。参考に、前記後段分離工程は、脱水反応で生成される水と副産物を分離する工程であって、具体的には、反応器の後段で温度を下げて水と副産物であるDIPEを液化させて分離する工程である。したがって、後段分離工程で副産物が少ないほど分離効率が増加するようになる。
(試験例2:破砕強度の評価)
前記製造された触媒の破砕強度を評価するためにテクスチャーアナライザー(Texture Analyzer)(モデル名:TA-XT2 Plus、Stable Micro System社製)を用いて、単一の粒子を0.01mm/sで定速加圧して耐える最大の力を破砕強度として測定し、各試料に対して10個又は2以上の粒子を測定して平均値を用い、その測定結果は下記表2に示した。
Figure 0007261888000006
前記表2に示したように、本発明の実施例1及び2によるアルミナ触媒は、γ相アルミナが100%であるアルミナ触媒(比較例1及び2)に比べて破砕強度が著しく優れることが確認できた。
前記結果を総合すると、本発明のアルミナ触媒である混合相アルミナは、γ相アルミナが100%であるアルミナ触媒と同等以上の触媒活性を有しながらも、破砕強度などの機械的強度は著しく優れることが確認できた。また、このような結果を通じて、本発明のアルミナ触媒は、従来のイソプロピルアルコールの脱水反応用触媒として使用していたγ相アルミナを代替できるようになった。

Claims (14)

  1. 脱水反応触媒であって、
    前記脱水反応触媒は、アルミナ触媒であり、
    前記アルミナ触媒は、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナであることを特徴とする、脱水反応触媒。
  2. 前記脱水反応触媒は、アルコールの脱水反応触媒であることを特徴とする、請求項1に記載の脱水反応触媒。
  3. 前記アルコールはイソプロピルアルコールであることを特徴とする、請求項2に記載の脱水反応触媒。
  4. 前記混合相アルミナはγアルミナを含まないことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の脱水反応触媒。
  5. 前記脱水反応触媒は、破砕強度が63N以上であることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の脱水反応触媒。
  6. 前記脱水反応触媒は、比表面積が30m2/g以上であることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の脱水反応触媒。
  7. 前記脱水反応触媒は、気孔体積が0.60cm3/g以下であることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載の脱水反応触媒。
  8. 脱水反応触媒の製造方法であって、
    前記脱水反応触媒は、アルミナ触媒であり、
    アルミナ前駆体を800~1100℃の温度で焼成するステップと、前記焼成ステップの後に水蒸気と窒素の混合気体で200~500℃の温度でスチーム処理するステップと、前記スチーム処理ステップの後に500℃超~600℃以下の温度で焼成して、αアルミナ1~18重量%、θアルミナ65~95重量%及びδアルミナ4~34重量%を含む混合相アルミナを得るステップとを含むことを特徴とする、脱水反応触媒の製造方法。
  9. 前記アルミナ前駆体は、ギブサイト(Gibbsite)、バイヤライト(Bayerite)、ベーマイト(Boehmite)及びダイアスポア(Diaspore)から選択された1種以上であることを特徴とする、請求項に記載の脱水反応触媒の製造方法。
  10. 請求項1~のいずれか一項に記載の脱水反応触媒の存在下で、アルコールを脱水反応させることを特徴とする、アルケンの製造方法。
  11. 前記脱水反応は、200~400℃、10~30気圧下で行われることを特徴とする、請求項10に記載のアルケンの製造方法。
  12. アルコールの転化率が95%以上である、請求項10または11に記載のアルケンの製造方法。
  13. アルケンの選択度が95%以上である、請求項10~12のいずれか一項に記載のアルケンの製造方法。
  14. 副産物の選択度が5%以下である、請求項10~13のいずれか一項に記載のアルケンの製造方法。
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