KR0169117B1 - 탄화수소를 탈수화시키거나 탈수소 고리화시키는 방법 및 촉매 - Google Patents

탄화수소를 탈수화시키거나 탈수소 고리화시키는 방법 및 촉매 Download PDF

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Description

탄화수소를 탈수소화시키거나 탈수소 고리화시키는 방법 및 촉매
본 발명은 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속 화합물 군으로부터 선택된 1종 이상의 활성화제 및 1종 이상의 추가 활성화제와 함께 산화 크롬 및 산화 알루미늄을 포함하는 재생가능한 촉매에 의한 탄화수소를 탈수소화시키거나 탈수소 고리화시키는 방법 및 촉매에 관한 것이다.
탄화수소가 적합한 촉매의 존재하에 승온에서 탈수소화될 수 있음은 일반적으로 공지되어 있다. 사용되는 탄화수소의 종류에 따라, 그리고 파라핀의 경우에는 특히 사슬 길이에 따라. 모노올레핀 또는 디올레핀으로의 탈수소화 반응, 또는 주로 수소의 동시 분리가 수반되는 방향족 화합물로의 고리화 반응(고리 형성), 즉 이른바 탈수소 고리화 반응, 또는 어떤 경우에는 두 반응이 동시에 일어날 수 있다.
하기에서, 탈수소화란 용어는 탈수소화 생성물이 직쇄 또는 분지쇄를 형성하거나, 고리 구조를 가지거나, 단일 불포화 또는 다중 불포화되거나에 상관없이, 수소가 임의의 유형의 탄화수소로부터 분리되는 모든 반응에 적용될 것이다.
미합중국 특허 제3,719,721호에 공지된 바와 같이, 그러한 탈수소화 방법에는 산화 알루미늄-산화 크롬 촉매가 사용된다.
그러나, 담체 물질로서 산화 알루미늄을 사용하는 촉매는 바람직하지 않은 이성질체화 또는 분해 반응을 유도하는 산성 성질을 갖기 때문에, 이들 공지된 촉매는 염기성 효과를 제공하는 소량의 알칼리 금속 및/또는 알칼리토금속 산화물을 추가로 함유하여, 촉매의 선택성을 개선시킨다.
공지된 촉매는 추가 활성화제로서, 촉매 활성에 도움을 주는 산화 니오브 또는 산화 탄탈, 또는 비교예로서 산화 세륨을 함유한다.
산화 크롬 촉매의 개선된 선택성 및 활성에도 불구하고, 상기 미합중국 특허에 기재된 방법에 의한 탈수소화 반응에 의하면, 촉매를 계속적으로 불활성화시키는 침착물을 형성하는 카아본 또는 코크스가 생성되며, 이는 수익성 및 설비비의 측면에서 상당한 단점이다.
공지된 방법의 또 다른 단점은 촉매의 선택성 및/또는 활성이 적합한 장입물로부터 순수한 모노올레핀 탈수소화 생성물을 수득하기 위해 필요한 최적의 낮은 수준으로 부생성물의 생성을 유지시키는데, 특히 다중 탈수소화를 방지하는데 불충분하다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 코크스 생성을 최소화함과 동시에 설비비 및 운전비를 최적화하는 방식으로 상기 유형의 방법 및 촉매를 설계하는데에 있다.
상기 목적은 본 발명에서 1종 이상의 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속 활성화제 이외에 주기율표에 3 부족 및/또는 4 부족 원소(단, 원자 번호 58 내지 71의 원소는 제외)의 금속성 화합물로 구성된 1종 이상의 추가 활성화제를 사용하는 촉매에 의해 탈수소고리화를 수행함으로써 달성된다.
본 발명에 기술된 촉매의 특징은 그것의 증가된 활성에도 불구하고, 코크스 생성 및 다중 탈수소화와 같은 이차 반응(예를 들어, 프로판 탈수소화의 경우에 바람직하지 않은 프로파디엔의 생성)이 최소화된다는 것이다.
본 발명의 방법에 적합한 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 군으로부터 선택된 활성화제의 예로는 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 바륨 화합물이 있다. 본 발명에서, 활성화제로서 세슘 화합물을 사용하여 수득하는 결과는 매우 뛰어나다. Cs2O로 계산하여, 세슘 화합물을 0.1 내지 10중량%, 바람직하게는 1 내지 5중량% 함유하는 촉매가 특히 효과적인 것으로 발견되었다.
그러나, 본 발명에서 추가 활성제로서 스칸듐, 이트륨 또는 란탄 화합물 또는 티탄, 지르코늄 또는 하프늄 화합물을 단독으로 또는 배합하여 사용하는 촉매가 특히 적합한 것으로 발견되었다. 지르코늄 화합물이, 특히 ZrO2로 계산하여 지르코늄 화합물의 촉매의 0.1 내지 15중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5중량% 또는 0.5 내지 1.5중량%를 구성하는 경우에 가장 효과적인 것으로 입증되었다.
본 발명의 또 다른 개선은 촉매의 총 양을 기준으로 Cr2O3로서 계산하여 10내지 50중량%, 바람직하게는 20 내지 30중량%의 산화 크롬과 함께 Al2O3담체를 사용하는 촉매이다.
본 발명에서, 최적 농도의 적합한 활성화제의 선택 및 사용과 결합된 이러한 유형의 촉매는 높은 촉매 활성과 함께 최소 코크스 생성을 달성한다.
특히, 주기율표의 4 부족 원소의 금속성 산화물, 바람직하게는 ZrO2가 열 안정화제로서 작용하고 촉매의 활성을 증가시킨다.
본 발명에 규정된 촉매는 탈수소화를 위해 희석되거나 희석되지 않을 수 있다. 후자의 경우는 반응기 용량을 감소시킬 수 있어, 결과적으로 설비비를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
탈수소화 반응의 큰 흡열성 때문에, 400 내지 700℃의 낮은 반응 온도에서 가능한 한 등온에 가까운 조건으로 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 천장 가열기에 의한 직접 가열을 이용하는 증기 재형성기타입의 반응기가 특히 적합하다.
본 발명의 탈수소화 방법을 주기적으로 사용하고, 사용된 촉매를 적절한 간격으로 재생시키는 것이 특히 유리하다는 것이 입증되었다. 본 발명의 방법에서는, 반응기 길이 전체에 걸쳐 거의 일정한 온도를 유지하면서, 즉 등온 조건을 유지하면서, 주기 중 발생하는 촉매 활성의 감소를 상쇄하기 위해 주기 동안 온도를 서서히 상승시키는 것이 유리하다는 것이 발견되었다.
1 내지 5bar의 압력이 탈수소화 반응에 적합한 작업 압력인 것으로 입증되었다.
또한, 코크스 생성과 장입량 사이에 상관관계가 존재하며, 탈수소화반응은 시간당 촉매 1리터에 대해 탄화수소 100 내지 2000표준 리터의 시간당 체적 속도(GHSV)로 수행하는 것이 바람직함이 입증되었다.
본 발명에서, 사용되는 원료는 목적하는 생성물에 의존한다. 따라서, C3, C4또는 C5탄화수소 또는 그들의 혼합물은 모노올레핀의 제조에 사용되는 반면에, C6내지 C10탄화수소는 BTX 방향족 화합물(BTX=벤젠, 톨루엔, 크실렌)의 제조에 사용된다.
본 발명의 방법에 의하면, 특히 상기한 등온 작업 과정을 본 발명에 규정된 촉매와 함께 사용하는 경우에, 예를 들어 모노올레핀의 제조에서 공지된 방법에 의해 중합 반응을 시키기 전에 필요한 것으로 고려되는 중간 단계의 선택적 수소화 과정 없이 중합 공정에 제공될 수 있을 정도의 순도의 생성물이 달성된다.
본 발명에 규정된 촉매는 적당한 간격으로 매우 경제적으로 재생된 후, 활성이 완전히 회복된 상태로 순환될 수 있다. 본 발명에서, 재생은 대기 공기에 비해 산소가 감손된 공기를 통해 유도시킴으로써 달성된다. 2 내지 20부피%의 산소 함량이 적합한 것으로 입증되었다. 본 발명에 규정된 촉매를 재생시키기 위한 시간 간격은 탈수소화 공정 및 원하는 최종 생성물의 유형에 좌우되지만, 통상적으로 1 내지 50시간, 바람직하게는 3 내지 7시간의 간격이 실시가능한 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 규정된 촉매는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
통상적으로, 본 발명에 규정된 촉매는 산화 크롬과 활성화제를 개별적으로제조된 담체 물질에 부착시켜 수득한다. 그러나, 산화 크롬 장입된 산화 알루미늄을 단일 단계로, 즉 활성화제의 침전과 동시에 또는 그 전에 제조하는 것도 동등하게 수행할 수 있다.
촉매의 기초성분은 산화 크롬이 부착된 Al2O3담체이다. 담체 물질은 촉매 기술에 의해 어떠한 형태든지 가질 수 있으며, 예를 들어 분말, 또는 성형된 고리, 정제 등, 또는 압출물로서 존재할 수 있다. 산화 크롬은 공지된 방법에 의해, 예를 들어 알루미늄 및 크롬 이온을 함유하는 수용액으로부터 산화 알루미늄과 산화 크롬을 동시에 침전시킴으로써 담체 물질에 부착된다. 대안적으로, 촉매 전구물질은 또한 함침 또는 침전 기술을 사용하여 크롬 화합물이 부착된 Al2O3로부터 제조될 수 있다.
공지된 침전 기술이 활성화제를 촉매 전구물질에 도포하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 화합물(들)이 침전에 의해 부착되는 활성화제 전구물질의 성분을 함유하는 용액 중에 담체 물질을 현탁시키는 것이 가능하다. 상기 기술을 사용하는 방법의 설명이 미합중국 특허 제 4,113,658 호에 기재되어 있다.
제안된 기술에서, 활성화제를 형성하는 금속 이온은 산화 크롬을 미리 함유하고 있는 담체에 도포되어, 담체를 1종 또는 모든 활성화제의 용액 및 가능하게는 크롬산염으로 함침시킨다. 이에 의해, 용액은 금속 이온을 착물 형태로 함유하게 되고, 후속 열처리는 물을 용액으로부터 제거하고, 필요한 경우 금속 화합물을 그것의 필요한 활성 형태로 전환시키는 역할을 한다. 담체 물질을 함침시키기 위해 첨가되는 용액의 양은 담체 물질의 공극 부피를 포화시키기에 충분한 것이 바람직하다. 그러나, 불필요한 유체는 없어야 한다.(초기 습식 방법).
또 다른 제안된 기술에서, 본 발명에 규정된 촉매는 수 단계로 제조된다. 여기서, Al2O3함유 담체 물질은 먼저 초기 습식방법에 의해 제 1 활성화제의 염과 크롬산염의 수용액으로 함침된다. 그런 다음, 함침된 물질을 열처리하여, 건조시키고 하소시킨다. 최종적으로, 하소된 물질을 다른 활성화제(들)의 수용액으로 함침시킨다. 그런 다음, 상기 2회 함침된 물질을 바람직하게는 건조시키지만 추가로 하소시키지 않는다. 그것은, 놀랍게도 단지 1회 하소된 촉매의 활성 및 선택성이 2회 하소된 촉매의 활성 및 선택성 보다 더 우수한 것으로 발견되었기 때문이다.
본 발명과 관련하여 유용한 다양한 촉매의 제조 방법이 하기에 간단하게 기술되어 있다.
모든 실시예에서, 촉매에 사용되는 각각의 성분은(수)산화물 형태로 나타내었다. 그러나, 이것은 모든 금속 이온이 반드시 일정한 (수)산화물 형태에 상응하여 화합물로서 존재한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 예를들어, 촉매에서 크롬은 Cr2O3,CrO3둘 모두로 존재할 수 있다.
모든 경우에서, 촉매 담체는 산화 알루미늄이었다. 이러한 유형의 담체는 하우쇼우(Harshaw) Al 3982 T1/8로서 시판된다.
상기 담체를 사용하여, 촉매(Ⅰ)을 532.8g의 Cr2O3와 28.0g의 지르코늄 옥시아세테이트(52중량%의 ZrO2에 해당)를 함유하는 용액을 사용하여 초기습식방법에 의해 1200g의 정제 형태를 제조하였다. 포화시킨 후, 생성물을 140℃에서 3시간 동안 진공 건조시키고, 110℃에서 16시간 동안 공기 건조시키고, 740℃에서 2시간 동안 공기중에서 하소시켰다. 그런 다음, 촉매를 아세트산 칼륨으로 함침시키고, 2단계 건조 방법으로 140℃에서 3시간 동안 진공 건조시킨 후, 110℃에서 16시간 동안 공기 건조시켰다. 최종적으로, 생성물을 740℃에서 2시간 동안 공기중에서 하소시켰다.
촉매의 최종 조성(중량%)은 Al2O372.1%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 K2O 2%이었다.
[실시예 2]
촉매를 NaOH 용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅰ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅱ)를 제조하였다.
촉매(Ⅱ)의 조성(중량%):
Al2O372.1%, Cr2O325%, Zr2O30.9% 및 Na2O 2%
[실시예 3]
촉매를 NaNO3용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅰ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅲ)를 제조하였다.
촉매(Ⅲ)의 조성(중량%):
Al2O372.1%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 Na2O 2%
[실시예 4]
촉매를 Ba(NO2)2용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅰ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅳ)를 제조하였다.
촉매(Ⅳ)의 조성(중량%) :
Al2O372.1%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 BaO 2%
[실시예 5]
촉매를 Ca(NO3)2용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅰ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅴ)를 제조하였다.
촉매(Ⅴ)의 조성(중량%) :
Al2O373.1%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CaO 1%
[실시예 6]
촉매를 하소 후에 NaOH용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅰ)에서와 동일한 방법으로 촉매(Ⅵ)을 제조하였다. 계속해서, 생성물을 먼저 100℃에서 16시간 동안 공기 건조시켰다. 촉매(Ⅵ)은 건조 후에 재하소되지 않았다는 것을 주목하는 것이 중요하다.
촉매(Ⅵ)의 조성(중량%) :
Al2O372.2%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 NaOH 2%
[실시예 7]
촉매를 CaOH용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매Ⅵ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅵ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅶ)을 제조하였다.
촉매(Ⅶ)의 조성(중량%) :
Al2O372.3%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 1.8%
[실시예 8]
촉매를 CsOH용액으로 함침시킨다는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅵ)에서와 유사한 방법으로 촉매(Ⅷ)을 제조하였다.
촉매(Ⅷ)의 조성(중량%) :
Al2O371.4%, Cr2O325%, ZrO22 0.9% 및 CsOH 2.7%
[실시예 9-16]
CrO3와 지르코늄 옥시아세테이트의 용액 대신에 CrO3와 지르코늄 아세테이트 용액으로 함침시키고 CsOH함량을 달리하는 것을 제외하고는, 촉매(Ⅵ)에서와 유사하게 촉매(Ⅸ) 내지 (ⅩⅥ)을 제조하였다.
촉매들은 하기의 조성(중량%)을 가졌다.
촉매(Ⅸ) : Al2O371.7%, Cr2O325%, 0.9% 및 CsOH 2.4%
촉매(Ⅹ) : Al2O373.4%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 0.7%
촉매(ⅩⅠ) : Al2O372.9%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 0.7%
촉매(ⅩⅡ) : Al2O372.3%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 1.8%
촉매(ⅩⅢ) : Al2O371.1%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 3.0%
촉매(ⅩⅣ) : Al2O370.5%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 3.6%
촉매(ⅩⅤ) : Al2O369.7%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 4.4%
촉매(ⅩⅥ) : Al2O369.4%, Cr2O325%, ZrO20.9% 및 CsOH 4.7%
중량%로 나타낸 모든 값은 촉매의 총질량을 기준으로 한 것이다.
촉매를 탈수소화 반응 동안 표면에서의 코크스 형성에 대해 시험하였으며, 이는 장시간의 작업 동안 촉매 활성의 중요한 기준이다. 그 이외에, 실험실 실험을 탈수소화 반응을 위해 탄화수소로서 프로판을 사용하여 수행하였다. 이들 실험에서, 각각의 탈수소화 주기의 지속시간은 6시간이었다. 관 반응기를 사용하였으며, 850Nℓ/1h 시간당 체적 속도(GHSV) 및 30%의 전화율로 거의 등온인 반응 조건을 유지시켰다.
실험결과를 본 발명의 따른 상이한 활성화제와 함께 표 Ⅰ에 나타내었다.
분명히 코크스 생성의 관점에서 알칼리 금속 또는 토금속 활성화제의 효과는 촉매가 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 용액으로 함침시킨 후에 재하소되었는지의 여부에 의존한다.(촉매Ⅰ-Ⅴ와 Ⅵ-ⅩⅥ을 비교)
표 1은 또한 다른 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 화합물과 비교하여, 세슘 화합물이 코크스 생성을 방지하는데에 가장 효과적임을 보여준다. 그러나, 상기 효과는 촉매 중의 세슘 화합물의 농도에 부분적으로 의존한다.
제1도에는, 프로판 장입량에 대한코크스 침착물의 백분위수가 촉매중의 CsOH의 농도에 대해 도시되어 있다. 제1도에서 볼 수 있듯이, 코크스 생성은 2중량% 내지 3중량%의 CsOH에서 뚜렷하게 최소치를 나타낸다. 매우 적은 코크스 생성에도 불구하고, 상기 프로판 실험은 매우 높은 선택성(선택성=원하는 탈수소화 생성물×100/탄화수소 장입량)을 입증하였다. 제조된 프로필렌은 5ppm미만의 프로파디엔을 함유하였다. 이는 또한 수득한 탈수소화 생성물을 선택적 수소화의 중간 단계 없이 폴리프로필렌 회수 플랜트로 직접 전달할 수 있도록 한다. 이에 의해, 차후의 선택적 수소화를 필요로 하는 공지된 탈수소화 방법에 비해 추가의 이점이 달성된다.
요약하면, 본 발명에 따른 방법은 탄화수소의 탈수소화 또는 탈수소고리화 반응이 최소 코크스 생성과 함께 간단하고 경제적으로 진행되도록 하여, 일정한 범위의 화학 제품의 원료를 경제적으로 제조할 수 있도록 한다.
본 발명에 규정된 촉매의 높은 활성 및 본 발명에 기술된 등온 작업 과정으로 인해, 촉매는 높은 열적 부하를 받을 필요가 없다. 이에 따른 온화한 반응 조건은 운전비 및 설비비를 감소시킬 뿐만 아니라, 2차 반응이 대부분 억제되므로 부생성물 생성에 대해 긍정적 효과를 갖는다.

Claims (30)

  1. 탄화수소를 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 화합물로부터 선택된 1종 이상의 활성화제를 사용하는 재생가능한 촉매에 의해 탈수소화시키거나 탈수소 고리화시키는 방법에 있어서, 탈수소화 및 탈수소 고리화 반응이 1종 이상의 알칼리 금속 활성화제, 알칼리 토금속 활성화제 또는 이들 둘 모두 이외에, 스칸듐,이트륨, 란탄, 티탄, 지르코늄 및 하프늄으로 구성된 군으로부터 선택된 원소의 금속 화합물을 포함하는 1종 이상의 추가 활성화제를 사용하는 촉매에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 나트륨 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 칼륨 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 세슘 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, Cs2O로서 계산한 세슘 화합물의 함량이 촉매의 0.1 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리 토금속 활성화제로서 칼슘 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알칼리 토금속 활성화제로서 바륨 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 추가 활성화제로서 지르코늄 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, ZrO2로서 계산한 지르코늄 화합물의 함량이 촉매의 0.1 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, Cr2O3로서 계산하여 10 내지 50중량%의 산화 크롬, ZrO2로서 계산하여 0.1 내지 5중량%의 지르코늄 화합물 및 Cs2O로서 계산하여 0.1 내지 10중량%의 세슘 화합물을 함유하는 Al2O3담체를 포함하는 촉매를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 또는 탈수소 고리화 반응이 회석시키지않은 촉매에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 또는 탈수소 고리화 반응이 등온 조건하에서 400 내지 700℃의 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 또는 탈수소 고리화 반응이 주기적으로, 각각의 주기동안 상승하는 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 또는 탈수소 고리화 반응이 1 내지 5bar의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탈수소화 또는 탈수소 고리화 반응이 1시간당 촉매 1ℓ에 대해 탄화수소 100내지 2000표준ℓ의 시간당 체적 속도(GHSV)로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모노올레핀을 제조하기위해 탄화수소로서 C3, C4또는 C5의 탄화수소 또는 그들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, BTX 방향족 화합물을 제조하기 위해 탄화수소로서 C6내지 C10의 탄화수소를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 모노올레핀 제조 생성물을 중간의 선택적 수소화 과정 없이 중합 공정에제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 촉매가 2 내지 20부패%의 O2에 의해 공기 재생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 촉매가 1 내지 50시간마다 재생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 1종 이상의 알칼리 금속 활성화제, 알칼리 토금속 활성제 또는 이들 둘 모두 이외에, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 티탄, 지르코늄 및 하프늄으로 구성된 군으로부터 선택된 원소를 포함하는 1종 이상의 금속 화합물을 추가 활성화제로서 함유하는, 제1항에 따르는 방법을 수행하기 위한 촉매.
  22. 제21항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 나트륨 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 칼륨 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서, 알칼리 금속 활성화제로서 세슘 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  25. 제24항에 있어서, Cs2O로서 계산한 세슘 화합물의 함량이 촉매의 0.1 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 촉매.
  26. 제21항 또는 제22항에 있어서, 알칼리 토금속 활성화제로서 칼슘 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  27. 제21항 또는 제22항에 있어서, 알칼리 토금속 활성화제로서 바륨 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  28. 제21항 또는 제22항에 있어서, 추가 활성화제로서 지르코늄 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 촉매.
  29. 제28항에 있어서, ZrO2로서 계산한 지르코늄 화합물의 함량이 촉매의 0.1 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 촉매.
  30. 제21항 또는 제22항에 있어서, Cr2O3로서 계산하여 10 내지 50중량%의 산화 크롬, ZrO2로서 계산하여 0.1 내지 5중량%의 지르코늄 화합물 및 Cs2O로서 계산하여 0.1 내지 10중량%의 세슘 화합물을 함유하는 Al2O3담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0495857B1 (en) * 1989-10-31 1995-01-04 The Dow Chemical Company Supported catalyst, method for the preparation thereof, and use thereof for the dehydrogenation of hydrocarbons
US5382733A (en) * 1992-03-27 1995-01-17 Mitsubishi Kasei Corporation Process for preparing naphthalene or derivative thereof
US5376613A (en) * 1993-05-04 1994-12-27 The Dow Chemical Company Dehydrogenation catalyst and process for preparing same
CN1042529C (zh) * 1994-08-17 1999-03-17 江苏丹化集团公司 裂解碳五芳构化工艺及其反应器
DE19654391A1 (de) * 1996-12-27 1998-07-02 Basf Ag Katalysator zur selektiven Herstellung von Propylen aus Propan
IT1293497B1 (it) * 1997-07-29 1999-03-01 Snam Progetti Procedimento per ottenere olefine leggere mediante deidrogenazione delle corrispondenti paraffine
EP0947247A1 (en) * 1998-03-27 1999-10-06 Engelhard Corporation Dehydrogenation catalyst
US6472577B1 (en) * 1998-12-17 2002-10-29 Uop Llc Process for increasing the yield and selectivity of a dehydrogenation process using side-by-side reaction zones
US6696388B2 (en) * 2000-01-24 2004-02-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Gel catalysts and process for preparing thereof
WO2001052985A2 (en) * 2000-01-24 2001-07-26 E.I. Dupont De Nemours And Company Gel catalysts and methods for their use in catalytic dehydrogenation processes
US6475950B2 (en) 2000-03-16 2002-11-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalytic dehydrogenation processes and chromium catalysts for use therein
US8063261B2 (en) * 2002-01-14 2011-11-22 Sud-Chemie Inc. Multi-layered dehydrogenation catalyst system and process of use
US8680357B1 (en) 2002-01-14 2014-03-25 Clariant Corporation Dehydrogenation catalyst
US20040092391A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-13 Andrzej Rokicki Fluid bed catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
US7776778B2 (en) 2003-01-31 2010-08-17 Sergey Dmitrievich Kusch Hydrocarbon conversion catalyst and methods for making and using it
RU2231516C1 (ru) * 2003-01-31 2004-06-27 Кущ Сергей Дмитриевич Способ дегидрирования и дегидроциклизации углеводородов
US20050075243A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-07 Sud-Chemie, Inc. Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
US20070038559A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-15 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Rating notification for virtual world environment
US20070249793A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Vanderbilt Jeffrey J Simplified process to prepare polyolefins from saturated hydrocarbons
KR100931792B1 (ko) 2007-05-25 2009-12-11 주식회사 엘지화학 탄화수소 수증기 열분해용 촉매, 그의 제조방법 및 이를이용한 올레핀의 제조방법
JP2009167171A (ja) * 2008-01-11 2009-07-30 Rohm & Haas Co プロパンをプロペンに転化するための担持触媒およびその転化のためのプロセスにおけるその使用
US8101541B2 (en) * 2008-07-14 2012-01-24 Sud-Chemie Inc. Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
CN103769079B (zh) * 2012-10-24 2016-11-16 中国石油化工股份有限公司 一种低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法和应用
KR101425375B1 (ko) 2013-01-08 2014-07-31 한국과학기술연구원 탈수소고리화 반응을 이용한 탄소재료의 후처리 방법, 이를 통하여 후처리 된 탄소재료 및 이를 포함하는 고분자복합재료
US9415378B2 (en) 2013-12-02 2016-08-16 Saudi Basic Industries Corporation Dehydrogenation catalyst, its use and method of preparation
DE102014203960A1 (de) 2014-03-05 2015-09-10 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Aldehyden aus Alkanen und Synthesegas
KR101758226B1 (ko) 2015-07-10 2017-07-17 한국화학연구원 탄화수소의 탈수소화를 통해 올레핀을 제조하기 위한 촉매 및 그 제조방법
CN106563440A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种控制晶粒分布的低碳烷烃脱氢催化剂及其制备方法
JP7184781B2 (ja) * 2017-02-02 2022-12-06 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド クロム触媒材料ならびにそれを製造および使用する方法
KR102234966B1 (ko) * 2017-06-07 2021-03-31 에스케이가스 주식회사 안정성, 전환율 및 선택도가 향상된 올레핀 제조용 촉매 및 그 제조방법
JP6925961B2 (ja) * 2017-12-27 2021-08-25 株式会社クボタ オレフィン製造用熱分解管
CN115055178A (zh) * 2022-07-08 2022-09-16 润和科华催化剂(上海)有限公司 一种低碳烷烃铬系脱氢催化剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA620993A (en) * 1961-05-30 A. E. Moy John Catalytic reforming of petroleum hydrocarbons
GB483417A (en) * 1936-09-30 1938-04-20 Universal Oil Prod Co Process for conversion of aliphatic hydrocarbons
DE767855C (de) * 1938-09-15 1954-03-08 Bataafsche Petroleum Verfahren zur katalytischen UEberfuehrung aliphatischer Kohlenwasserstoffe in cyclische Verbindungen
US2249337A (en) * 1938-09-15 1941-07-15 Shell Dev Process for the treatment of hydrocarbons
US2374404A (en) * 1940-01-08 1945-04-24 Universal Oil Prod Co Catalytic conversion of hydrocarbons
US2311979A (en) * 1940-03-15 1943-02-23 Universal Oil Prod Co Process for dehydrogenation of hydrocarbons
US2371087A (en) * 1942-03-27 1945-03-06 Universal Oil Prod Co Catalytic dehydrogenation process
US2437532A (en) * 1942-12-24 1948-03-09 Union Oil Co Process for the catalytic reforming of hydrocarbons
US2380035A (en) * 1943-05-28 1945-07-10 Skelly Oil Co Process for the production of aromatic hydrocarbons
US2668142A (en) * 1952-02-06 1954-02-02 Standard Oil Co Reforming process and catalysts
BE581979A (ko) * 1958-08-27
FR2270938A1 (en) * 1974-01-25 1975-12-12 Inst Cercetare Si Proiectare T Chromium oxide/alumina hydrocarbon conversion catalysts - contg titanium dioxide for increased selectivity and activity
US4151071A (en) * 1977-07-26 1979-04-24 Phillips Petroleum Company Dehydrocyclization process
US4347123A (en) * 1980-05-05 1982-08-31 Exxon Research & Engineering Co. Reforming with multimetallic catalysts
US4788364A (en) * 1987-12-22 1988-11-29 Mobil Oil Corporation Conversion of paraffins to gasoline

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Publication number Publication date
EP0448584B1 (de) 1993-08-04
JP2794335B2 (ja) 1998-09-03
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UA18586A1 (uk) 1997-12-25
CA2005244A1 (en) 1990-06-12
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RU1836140C (ru) 1993-08-23
KR910700215A (ko) 1991-03-14
DE58905191D1 (de) 1993-09-09
ES2044545T3 (es) 1994-01-01
WO1990006907A1 (de) 1990-06-28
EP0448584A1 (de) 1991-10-02
US5378350A (en) 1995-01-03

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