KR101382804B1 - Method for producing propylene - Google Patents

Method for producing propylene Download PDF

Info

Publication number
KR101382804B1
KR101382804B1 KR1020087023582A KR20087023582A KR101382804B1 KR 101382804 B1 KR101382804 B1 KR 101382804B1 KR 1020087023582 A KR1020087023582 A KR 1020087023582A KR 20087023582 A KR20087023582 A KR 20087023582A KR 101382804 B1 KR101382804 B1 KR 101382804B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
propylene
ethylene
catalyst
reaction
reactor
Prior art date
Application number
KR1020087023582A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080114763A (en
Inventor
마사시 야마구치
유미코 요시카와
다카히코 다케와키
도루 세토야마
Original Assignee
미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Publication of KR20080114763A publication Critical patent/KR20080114763A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101382804B1 publication Critical patent/KR101382804B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7015CHA-type, e.g. Chabazite, LZ-218
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • C07C1/24Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms by elimination of water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02Alkenes
    • C07C11/06Propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 얻는 방법을 제공한다. 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나를 반응기 중에서 촉매와 접촉시켜 프로필렌을 제조하는 방법에 있어서, 0.5㎚ 미만의 세공 직경을 갖는 알루미노실리케이트를 촉매로서 사용한다. 이 촉매로는 8 원자 고리 또는 9 원자 고리를 갖는 알루미노실리케이트, 특히 구조가 CHA 인 것이 바람직하다. 범용 수지인 폴리프로필렌을 식물 유래 원료인 바이오에탄올을 사용하여 제조한 프로필렌으로부터 제조함으로써, 환경 부하의 저감을 도모할 수 있다.Provided is a process for obtaining propylene in high yield from at least one of ethanol and ethylene. In a process for producing propylene by contacting at least one of ethanol and ethylene with a catalyst in a reactor, aluminosilicates having a pore diameter of less than 0.5 nm are used as catalyst. The catalyst is preferably an aluminosilicate having an 8-membered ring or a 9-membered ring, particularly CHA structure. By manufacturing polypropylene which is a general-purpose resin from propylene manufactured using bioethanol which is a plant-derived raw material, environmental load can be reduced.

Description

프로필렌의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING PROPYLENE}Process for the production of propylene {METHOD FOR PRODUCING PROPYLENE}

본 발명은 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나를, 촉매의 존재하, 반응기 중에서 접촉시켜 프로필렌을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing propylene by contacting at least one of ethanol and ethylene in the presence of a catalyst in a reactor.

본 발명은 또한 제조된 프로필렌을 사용하여 폴리프로필렌을 제조하는 방법에 관한 것이다.The invention also relates to a process for producing polypropylene using the produced propylene.

프로필렌을 제조하는 방법으로는, 종래부터 나프타의 스팀 크랙킹이나 감압 경유의 유동 접촉 분해가 일반적으로 실시되고 있고, 최근에는, 에틸렌과 2-부텐을 원료로 한 메타세시스 반응이나, 메탄올 및/또는 디메틸에테르를 원료로 한 MTO 프로세스도 주목을 받고 있다 (특허 문헌 1).As a method for producing propylene, conventionally, naphtha steam cracking and fluid catalytic cracking of reduced pressure diesel gas have been generally performed. Recently, a metathesis reaction based on ethylene and 2-butene, methanol and / or MTO processes using dimethyl ether as a raw material have also attracted attention (Patent Document 1).

한편, 환경 부하가 작은 폴리머로서 식물 유래의 원료를 사용한 것이 최근 주목을 받아, 몇 가지 폴리머는 시장에도 출시되어 있는데, 범용 수지인 폴리프로필렌은 주로 원유를 원료로 한 프로필렌으로부터 제조되고 있다. 프로필렌을 식물 유래의 원료 (바이오에탄올) 를 사용하여 제조할 수 있으면 환경 부하 저감 효과는 매우 클 것으로 예상된다.On the other hand, the use of a plant-derived raw material as a polymer with a low environmental load has recently attracted attention, and several polymers have been introduced to the market. Polypropylene, a general-purpose resin, is mainly produced from propylene based on crude oil. If propylene can be produced using a plant-derived raw material (bioethanol), the effect of reducing the environmental load is expected to be very large.

특허 문헌 1 : 미국 특허 제4148835호Patent Document 1: U.S. Pat.No.

발명의 개시DISCLOSURE OF INVENTION

발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be solved by the invention

특허 문헌 1 의 청구항에는, 원료로서 탄소수 1∼4 의 알코올을 사용한다는 기재가 있고, 원료는 메탄올에 한정되어 있지 않지만, 그 실시예에서 구체적으로 개시되어 있는 알코올은 메탄올뿐으로, 에탄올을 원료로 한 실시예는 기재되어 있지 않다.Patent Literature 1 discloses that an alcohol having 1 to 4 carbon atoms is used as a raw material, and the raw material is not limited to methanol. However, the alcohol specifically disclosed in the examples is only methanol, and ethanol is used as the raw material. One embodiment is not described.

본 발명자들이 MTO 용의 촉매로서 일반적으로 알려져 있는 알루미노실리케이트인 ZSM-5 나 실리코알루미노포스페이트인 SAPO-34 를 촉매로서 사용하고, 에탄올을 원료로 한 전화 반응을 실시한 결과, 원료인 에탄올이 즉시 탈수되어 에틸렌을 생성하는 것이 판명되었다. 그리고, 일단 에틸렌이 생성되면, 그 후의 반응은 매우 느려, 프로필렌의 수율이 매우 낮은 것을 알 수 있었다. 이에 반하여 메탄올을 원료로 한 경우에는, 메탄올로부터 에틸렌 등의 올레핀이 생성되고, 생성된 에틸렌과 원료인 메탄올이 반응하여 프로필렌을 효율적으로 생성하는 것이 가능하며, 이것은 상기 특허 문헌 1 에서 검증되어 있다.When the present inventors used ZSM-5, an aluminosilicate generally known as a catalyst for MTO, and SAPO-34, a silica aluminophosphate, as a catalyst, the reaction was carried out using ethanol as a raw material. It has been found to be dehydrated to produce ethylene. And once ethylene was produced, subsequent reaction was very slow and it turned out that the yield of propylene is very low. On the other hand, when methanol is used as a raw material, olefins such as ethylene are generated from methanol, and the produced ethylene and methanol as the raw material can be reacted to efficiently produce propylene, which is verified in Patent Document 1 described above.

전술한 바와 같이, 프로필렌을 식물 유래의 원료 (바이오에탄올) 를 사용하여 제조할 수 있으면 환경 부하 저감의 효과는 매우 클 것으로 예상되는데, 종래, 에탄올을 원료로 하여 프로필렌을 제조하는 방법은 충분히 검토되어 있지 않아, 에탄올을 원료로 하여 고수율로 프로필렌을 제조하는 방법의 확립이 요망되고 있었다.As described above, if the propylene can be produced using a plant-derived raw material (bioethanol), the effect of reducing the environmental load is expected to be very large. Conventionally, a method for producing propylene using ethanol as a raw material has been thoroughly studied. There was no desire to establish a method for producing propylene with high yield using ethanol as a raw material.

본 발명은 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 얻는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은 또한 이 방법으로 제조된 프로필렌으로부터 폴리프로필렌을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for obtaining propylene in high yield from at least one of ethanol and ethylene. The present invention also provides a process for producing polypropylene from propylene produced by this process.

과제를 해결하기 위한 수단Means for solving the problem

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 특정한 물성을 갖는 촉매를 사용함으로써 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 매우 높은 수율로 프로필렌을 제조할 수 있음을 알아내어, 본 발명에 도달하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining in order to solve the said subject, the present inventors discovered that propylene can be manufactured in very high yield from at least one of ethanol and ethylene by using the catalyst which has a specific physical property, and came to this invention. .

즉, 본 발명의 제 1 요지는, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나를 반응기 중에서 촉매와 접촉시켜 프로필렌을 제조하는 방법에 있어서, 상기 촉매가 0.5㎚ 미만의 세공 직경을 갖는 알루미노실리케이트를 촉매 활성 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.That is, the first aspect of the present invention is a method for producing propylene by contacting at least one of ethanol and ethylene with a catalyst in a reactor, wherein the catalyst comprises aluminosilicate having a pore diameter of less than 0.5 nm as a catalytically active component. It contains in the manufacturing method of propylene characterized by the above-mentioned.

본 발명의 제 2 요지는, 상기 방법에 있어서, 촉매 활성 성분이 8 원자 고리 또는 9 원자 고리를 갖는 알루미노실리케이트인 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.A second aspect of the present invention is a method for producing propylene, in the above method, wherein the catalytically active component is an aluminosilicate having an 8-membered ring or a 9-membered ring.

본 발명의 제 3 요지는, 상기 방법에 있어서, 알루미노실리케이트의 구조가 CHA 인 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing propylene, in which the aluminosilicate structure is CHA in the above method.

본 발명의 제 4 요지는, 상기 방법에 있어서, 알루미노실리케이트의 SiO2/Al2O3 몰비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing propylene, in which the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 in the aluminosilicate is 5 or more.

본 발명의 제 5 요지는, 상기 방법에 있어서, 유동상 반응기와 재생기를 구비한 설비로, 촉매를 연속적으로 재생하면서 프로필렌의 제조를 실시하는 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.A fifth aspect of the present invention is a method for producing propylene, in which the propylene is produced while continuously regenerating the catalyst in a facility equipped with a fluidized bed reactor and a regenerator.

본 발명의 제 6 요지는, 상기 방법에 있어서, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 전화율 (에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터, 에탄올과 에틸렌 이외의 화합물로의 전화율) 이 20% 이상 80% 이하가 되는 조건에서 반응을 실시하는 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.In a sixth aspect of the present invention, in the above method, at least one conversion ratio of ethanol and ethylene (conversion ratio from at least one of ethanol and ethylene to a compound other than ethanol and ethylene) is 20% or more and 80% or less. It is in the manufacturing method of propylene characterized by performing reaction at.

본 발명의 제 7 요지는, 상기 방법에 있어서, 반응기 출구 가스 중에 함유되는 에틸렌의 적어도 일부를 반응기로 리사이클하는 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법에 있다.A seventh aspect of the present invention is a method for producing propylene, wherein in the above method, at least part of ethylene contained in the reactor outlet gas is recycled to the reactor.

본 발명의 제 8 요지는, 상기한 프로필렌의 제조 방법으로 제조된 프로필렌을 원료로 하여 폴리프로필렌을 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리프로필렌의 제조 방법에 있다.An eighth aspect of the present invention is a method for producing polypropylene, wherein polypropylene is produced using propylene produced by the method for producing propylene as a raw material.

발명의 효과Effects of the Invention

본 발명에 의하면, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 제조할 수 있다.According to the present invention, propylene can be produced in high yield from at least one of ethanol and ethylene.

따라서, 본 발명에 의하면, 범용 수지인 폴리프로필렌을 식물 유래의 원료인 바이오에탄올을 사용하여 제조한 프로필렌으로부터 제조함으로써, 환경 부하의 저감을 도모할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the environmental load can be reduced by producing polypropylene, which is a general-purpose resin, from propylene produced using bioethanol, which is a plant-derived raw material.

발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 최선의 형태 Best form for

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 대표적인 양태를 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 한, 이하의 양태에 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Although the typical aspect for implementing this invention is demonstrated concretely below, this invention is not limited to the following aspect, unless the summary is exceeded.

[촉매] [catalyst]

<촉매 활성 성분> <Catalyst active ingredient>

우선, 본 발명에서 사용하는 촉매에 관해서 설명한다.First, the catalyst used by this invention is demonstrated.

본 발명에서 사용하는 촉매는 세공 직경이 0.5㎚ 미만인 알루미노실리케이트를 촉매 활성 성분으로 하는 것이다. 여기서 말하는 세공 직경이란, International Zeolite Association (IZA) 이 정하는 결정학적인 채널 직경 (Crystallographic free diameter of the channels) 을 나타내고, ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORKTYPES FIFTH RIVISED EDITION 2001 (ELSEVIER) 에 기재되어 있다. 그리고, 세공 직경이 0.5㎚ 미만이란, 세공 (채널) 의 형상이 진원형인 경우에는 그 직경이 0.5㎚ 미만인 것을 가리키지만, 세공의 형상이 타원형인 경우에는 단경이 0.5㎚ 미만인 것을 의미한다.The catalyst used in the present invention is an aluminosilicate having a pore diameter of less than 0.5 nm as the catalytically active component. The pore diameter here refers to a crystallographic free diameter of the channels defined by the International Zeolite Association (IZA) and is described in ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORKTYPES FIFTH RIVISED EDITION 2001 (ELSEVIER). And when the pore diameter is less than 0.5 nm, when the shape of a pore (channel) is a round shape, it means that the diameter is less than 0.5 nm, but when a pore shape is elliptical, it means that a short diameter is less than 0.5 nm.

알루미노실리케이트의 세공 직경이 0.5㎚ 이상이면, 프로필렌 이외의 부생성물 (부텐, 펜텐 등) 이 많아진다는 문제가 생겨, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 제조하는 것은 불가능하다. 세공 직경이 0.5㎚ 미만인 알루미노실리케이트를 사용함으로써 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 제조할 수 있는 것의 작용 기구에 대한 상세한 내용은 분명하지 않지만, 강한 산점 (酸点) 의 발현에 의해 에탄올이나 에틸렌을 활성화할 수 있고, 또한, 작은 세공 직경에 의해 프로필렌을 선택적으로 생성시킬 수 있는 것에 따른 것으로 생각된다. 즉, 직경 0.5㎚ 미만과 같이 작은 세공이면, 목적물인 프로필렌은 이 세공으로부터 나올 수 있지만, 부생성물인 부텐이나 펜텐 등은 분자가 지나치게 크기 때문에 세공 내에 머물러 있는 채로 되어 있음을 추정할 수 있다. 이러한 메카니즘에 의해 프로필렌의 선택률이 개선되는 것으로 생각된다.If the pore diameter of the aluminosilicate is 0.5 nm or more, there arises a problem that the by-products (butene, pentene, etc.) other than propylene will increase, and it is impossible to produce propylene in high yield from at least one of ethanol and ethylene. The details of the mechanism of the production of propylene in high yield from at least one of ethanol and ethylene by using aluminosilicates with pore diameters of less than 0.5 nm are not clear, but due to the expression of strong scattering points It is considered that ethanol and ethylene can be activated and that propylene can be selectively produced by a small pore diameter. In other words, as long as the pores are smaller than 0.5 nm in diameter, propylene as the target product can come out of the pores, but it is estimated that butene and pentene as by-products remain in the pores because the molecules are too large. It is thought that such a mechanism improves the selectivity of propylene.

또, 알루미노실리케이트의 세공 직경의 하한에 관해서는 특별히 제한은 없다.Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the minimum of the pore diameter of an aluminosilicate.

이러한 알루미노실리케이트의 구조로는 통상, 8 원자 고리 또는 9 원자 고리를 함유하는 것이 바람직하고, 8 원자 고리만으로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.As a structure of such aluminosilicate, it is preferable to contain an 8-membered ring or a 9-membered ring normally, and it is more preferable that it consists only of an 8-membered ring.

8 원자 고리만으로 구성되어 있는 알루미노실리케이트로는, International Zeolite Association (IZA) 이 규정하는 코드로 나타내면, 예를 들어, AFX, CAS, CHA, DDR, ERI, ESV, GIS, GOO, ITE, JBW, KFI, LEV, LTA, MER, MON, MTF, PAU, PHI, RHO, RTE, RTH 등을 들 수 있다. 이들 구조를 갖는 알루미노실리케이트는 공지된 정보에 기초하여 합성하는 것이 가능하며, 예를 들어 US4544538A 에는 CHA 구조 (IZA 가 정하는 결정학적인 채널 직경이 0.38㎚) 를 갖는 알루미노실리케이트의 합성법이 개시되어 있다.Aluminosilicates composed of only 8-membered rings are represented by codes prescribed by the International Zeolite Association (IZA), for example, AFX, CAS, CHA, DDR, ERI, ESV, GIS, GOO, ITE, JBW, KFI, LEV, LTA, MER, MON, MTF, PAU, PHI, RHO, RTE, RTH and the like. Aluminosilicates having these structures can be synthesized based on known information. For example, US4544538A discloses a method for synthesizing aluminosilicates having a CHA structure (the crystallographic channel diameter determined by IZA is 0.38 nm). .

그 중에서도, 프레임 워크 밀도가 18.0T/㎚3 이하인 알루미노실리케이트가 바람직하고, 더욱 바람직하게는, AFX, CHA, DDR, ERI, LEV, RHO 를 예시할 수 있다. 가장 바람직하게는 CHA 이다.Especially, the aluminosilicate whose framework density is 18.0T / nm <3> or less is preferable, More preferably, AFX, CHA, DDR, ERI, LEV, RHO can be illustrated. Most preferably CHA.

여기서 프레임 워크 밀도 (단위: T/㎚3) 란, 제올라이트의 단위 체적 (1㎚3) 당 존재하는 T 원자 (제올라이트의 골격을 구성하는 원자 중, 산소 이외의 원자) 의 개수를 의미하고, 이 값은 제올라이트의 구조에 의해 결정되는 것이다.The framework density (unit: T / nm 3 ) herein means the number of T atoms (atoms other than oxygen among the atoms constituting the skeleton of the zeolite) per unit volume (1 nm 3 ) of the zeolite, and this The value is determined by the structure of the zeolite.

촉매 활성 성분으로서의 알루미노실리케이트의 SiO2/Al2O3 몰비는 5 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 이상이다. SiO2/Al2O3 몰비가 지나치게 낮으면 촉매의 내구성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. SiO2/Al2O3 의 몰비의 상한은 통상 1000 이하이다. SiO2/Al2O3 의 몰비가 이보다 지나치게 높으면 촉매 활성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 상기 몰비는, 형광 X 선이나 화학 분석법 등의 통상적인 방법에 의해 구할 수 있다.The molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 of the aluminosilicate as the catalytically active component is preferably 5 or more, more preferably 10 or more. If the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is too low, it is not preferable because the durability of the catalyst is lowered. The upper limit of the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is usually 1000 or less. If the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 is too high, it is not preferable because the catalytic activity is lowered. The molar ratio can be obtained by conventional methods such as fluorescence X-rays and chemical analysis.

상기 촉매 활성 성분은, 그대로 촉매로서 반응에 사용하여도 되고, 반응에 불활성인 물질이나 바인더를 사용하여 조립 (造粒)·성형하거나, 또는 이들을 혼합하여 반응에 사용하여도 된다. 그 반응에 불활성인 물질이나 바인더로는, 알루미나 또는 알루미나 졸, 실리카, 실리카 겔, 석영, 및 그들의 혼합물 등을 들 수 있다.The said catalytically active component may be used for reaction as it is as a catalyst, may be granulated and shape | molded using the substance and binder which are inert to reaction, or may be mixed and used for reaction. Examples of the substance or binder inert to the reaction include alumina or alumina sol, silica, silica gel, quartz, and mixtures thereof.

또, 상기한 촉매 활성 성분의 조성은, 이러한 반응에 불활성인 물질이나 바인더 등을 함유하지 않은 촉매 활성 성분만의 조성이다. 그리고, 본 발명에 관련된 촉매란, 이러한 반응에 불활성인 물질이나 바인더 등을 함유하는 경우에는, 전술한 촉매 활성 성분과 이러한 반응에 불활성인 물질이나 바인더 등을 합하여 촉매라고 칭하고, 이러한 반응에 불활성인 물질이나 바인더 등을 함유하지 않는 경우에는, 촉매 활성 성분만으로 촉매라고 칭한다.In addition, the composition of the above-mentioned catalytically active component is a composition only of the catalytically active component which does not contain a substance, a binder, etc. which are inert to this reaction. In addition, when the catalyst which concerns on this invention contains a substance, binder, etc. which are inert to this reaction, the catalyst active component mentioned above and the substance, binder, etc. which are inert to this reaction are called a catalyst, and are inert to this reaction. When it does not contain a substance, a binder, etc., it is called a catalyst only by a catalytically active component.

촉매의 입경은 합성시의 조건에 따라 다르지만, 통상, 평균 입경으로서 0.01㎛∼500㎛ 이다. 촉매의 입경이 지나치게 크면 촉매 활성을 나타내는 표면적이 작아지고, 지나치게 작으면 취급성이 떨어지는 것으로 되어, 어느 쪽 경우도 바람직하지 못하다. 이 평균 입경은, SEM 관찰 등에 의해 구할 수 있다.Although the particle diameter of a catalyst changes with the conditions at the time of synthesis, it is 0.01 micrometer-500 micrometers normally as an average particle diameter. If the particle size of the catalyst is too large, the surface area showing the catalytic activity is small, and if the particle size is too small, the handleability is poor, which is not preferable in either case. This average particle diameter can be calculated | required by SEM observation etc.

<촉매의 조제 방법> <Method for Preparing Catalyst>

본 발명에서 사용하는 촉매의 조제 방법은 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 수열 합성이라고 불리는 공지 방법에 의해 조제하는 것이 가능하다. 또한, 수열 합성 후에 이온 교환, 탈알루미늄 처리, 함침이나 담지 등의 수식에 의해 조성을 바꾸는 것도 가능하다.The preparation method of the catalyst used by this invention is not specifically limited, It is possible to prepare by the well-known method generally called hydrothermal synthesis. In addition, after hydrothermal synthesis, the composition can be changed by modification such as ion exchange, dealumination treatment, impregnation, or supporting.

본 발명에서 사용하는 촉매는, 반응에 제공될 때에 상기 물성, 나아가서는 조성을 갖고 있는 것이면 되고, 어느 방법에 의해서 조제된 것이어도 된다.The catalyst used in the present invention may be one having the above-described physical properties and, furthermore, a composition when provided to the reaction, or may be prepared by any method.

[반응 원료] [Feedstock]

다음으로, 본 발명에서 반응 원료로 하는 에탄올, 에틸렌 등에 관해서 설명한다.Next, ethanol, ethylene, etc. which are used as reaction raw materials in this invention are demonstrated.

<에탄올> Ethanol

반응의 원료에 사용하는 에탄올로는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 에틸렌의 수화 반응에 의해 제조되는 것, 합성 가스로부터 제조되는 것, 식물 유래의 다당류를 원료로 하여 발효에 의해 제조되는 것 등의, 공지된 각종 방법에 의해 얻어지는 것을 임의로 사용할 수 있고, 이 때 각 제조 방법에서 기인하는 화합물 (특히 물) 이 임의로 혼합된 상태의 것을 그대로 사용하여도 되고, 정제된 에탄올을 사용하여도 된다.It does not specifically limit as ethanol used for the raw material of reaction. For example, those obtained by various known methods, such as those produced by hydration of ethylene, those produced from synthesis gas, and those produced by fermentation using polysaccharides derived from plants as raw materials, may be arbitrarily used. At this time, the compound (especially water) resulting from each manufacturing method may be used as it is, and the refined ethanol may be used as it is.

<에틸렌> <Ethylene>

반응의 원료에 사용하는 에틸렌으로는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 석유 공급 원료로부터 접촉 분해법 또는 증기 분해법 등에 의해 제조되는 것, 석탄의 가스화에 의해 얻어지는 수소/CO 혼합 가스를 원료로 하여 FT (피셔 트롭쉬) 합성을 실시함으로써 얻어지는 것, 에탄의 탈수소법 또는 산화 탈수소법에 의해 얻어지는 것, 프로필렌의 메타세시스 반응 및 호몰로게이션 반응에 의해 얻어지는 것, MTO 반응에 의해 얻어지는 것, 에탄올의 탈수 반응에 의해 얻어지는 것 등의 공지된 각종 방법에 의해 얻어지는 것을 임의로 사용할 수 있고, 이 때 각 제조 방법에서 기인하는 에틸렌 이외의 화합물이 임의로 혼합된 상태의 것을 그대로 사용하여도 되고, 정제된 에틸렌을 사용하여도 된다.It does not specifically limit as ethylene used for the raw material of reaction. For example, those produced by catalytic cracking or steam cracking from petroleum feedstocks, obtained by performing FT (Fischer Tropsch) synthesis using a hydrogen / CO mixed gas obtained by gasification of coal as a raw material, dehydrogenation of ethane. Obtained by a variety of known methods, such as those obtained by the method or by the oxidative dehydrogenation method, those obtained by the metathesis reaction and homologation reaction of propylene, those obtained by the MTO reaction, and those obtained by the dehydration reaction of ethanol. Can be used arbitrarily, and the thing of the state in which the compound other than ethylene which originates in each manufacturing method was arbitrarily mixed may be used as it is, and purified ethylene may be used.

또한, 본 발명의 방법에 의해 프로필렌을 제조할 때, 반응기 출구 가스 중에 함유되는 에틸렌을 리사이클하여 사용하여도 된다.In addition, when producing propylene by the method of this invention, you may recycle and use the ethylene contained in reactor outlet gas.

<그 밖의 원료> <Other raw materials>

본 발명에 있어서, 반응 원료 중에는, 상기 에탄올이나 에틸렌 외에, 탄소수 4 이상의 올레핀이 존재하고 있어도 된다. 탄소수 4 이상의 올레핀으로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 본 발명의 방법에 의해 프로필렌을 제조할 때, 반응기 출구 가스 중에 함유되는 올레핀을 리사이클하여 사용하여도 된다. 탄소수 4 이상의 올레핀의 일부는 프로필렌으로 변환되기 때문에, 이와 같이 반응기 출구 가스 중의 올레핀을 리사이클함으로써 프로필렌의 일관 수율을 향상시킬 수 있다.In the present invention, in addition to the ethanol and ethylene, an olefin having 4 or more carbon atoms may be present in the reaction raw material. Although it does not specifically limit as C4 or more olefin, For example, when manufacturing propylene by the method of this invention, you may recycle and use the olefin contained in reactor outlet gas. Since some of the olefins having 4 or more carbon atoms are converted to propylene, the olefin in the reactor outlet gas can be recycled in this way to improve the consistent yield of propylene.

또한, 에탄올 이외의 함산소 화합물이 존재하여도 된다. 에탄올 이외의 함산소 화합물로는, 예를 들어 메탄올이나 디메틸에테르를 들 수 있다.In addition, oxygen compounds other than ethanol may be present. As oxygen compound other than ethanol, methanol and dimethyl ether are mentioned, for example.

[반응 조작·조건] [Reaction Operation Conditions]

이하에, 전술한 촉매 및 반응 원료를 사용하는 본 발명의 프로필렌 제조 반응의 조작·조건에 관해서 설명한다.The operation and conditions of the propylene production reaction of the present invention using the catalyst and the reaction raw material described above will be described below.

(1) 반응 방법 (1) reaction method

(반응기) (Reactor)

본 발명에 있어서, 사용하는 반응기의 형태에 특별히 제한은 없지만, 통상 연속식의 고정상 반응기나 유동상 반응기가 선택된다. 바람직하게는 유동상 반응기이다.Although there is no restriction | limiting in particular in the form of the reactor used, Usually, a continuous fixed bed reactor or a fluidized bed reactor is selected. Preferably it is a fluidized bed reactor.

또, 유동상 반응기에 전술한 촉매를 충전할 때, 촉매층의 온도 분포를 작게 억제하기 위해서, 석영사, 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나 등의 반응에 불활성인 입상물을 촉매와 혼합하여 충전하여도 된다. 이 경우, 석영사 등의 반응에 불활성인 입상물의 사용량은 특별히 제한은 없다. 또한, 이 입상물은 촉매와의 균일 혼합성 면에서 촉매와 같은 정도의 입경인 것이 바람직하다.In addition, when filling the above-mentioned catalyst in the fluidized bed reactor, in order to suppress the temperature distribution of the catalyst layer small, granular materials inert to the reaction of quartz sand, alumina, silica, silica-alumina, and the like may be mixed with the catalyst and filled. . In this case, the amount of the granular material inert to the reaction of quartz sand or the like is not particularly limited. Moreover, it is preferable that this granular material is the particle size of the grade similar to a catalyst from a uniform mixing property with a catalyst.

반응기에는, 반응에 수반되는 발열을 분산시키는 것을 목적으로, 반응 기질 (반응 원료) 을 분할하여 공급하여도 된다.The reaction substrate (reaction raw material) may be dividedly supplied to the reactor in order to disperse the exothermic heat accompanying the reaction.

유동상 반응기를 선택하는 경우, 반응기에 대하여 촉매의 재생기를 부설해서, 반응기로부터 발출한 촉매를 연속적으로 재생기로 보내고, 재생기에 있어서 재생된 촉매를 연속적으로 반응기로 되돌리면서 반응을 실시하는 것이 바람직하다.When selecting a fluidized bed reactor, it is preferable to install a regenerator of the catalyst to the reactor, to continuously send the catalyst extracted from the reactor to the regenerator, and to carry out the reaction while continuously returning the regenerated catalyst to the reactor. .

여기서, 촉매의 재생기로는, 반응기로부터 도입된 촉매를, 산소를 함유한 질소 가스나 수증기 등으로 처리함으로써 재생하는 것을 들 수 있다.Here, as a regenerator of a catalyst, what is regenerated by treating the catalyst introduce | transduced from a reactor by nitrogen gas, water vapor, etc. containing oxygen is mentioned.

(기질 농도) (Substrate concentration)

반응기에 공급하는 전체 공급 성분 중의 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 농도 (즉, 기질 농도) 에 관해서 특별히 제한은 없지만, 에탄올과 에틸렌의 합계는 전체 공급 성분 중, 90몰% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5몰% 이상 70몰% 이하이다. 이 기질 농도가 지나치게 높으면 방향족 화합물이나 파라핀류의 생성이 현저해져, 프로필렌의 수율이 저하되는 경향이 있다. 기질 농도가 지나치게 낮으면, 반응 속도가 지연되기 때문에 다량의 촉매가 필요하게 되어, 반응기가 지나치게 커지는 경향이 있다.Although there is no restriction | limiting in particular about the density | concentration (namely, substrate concentration) of at least 1 of ethanol and ethylene in the total feed component supplied to a reactor, 90 mol% or less is preferable in the total feed component of the sum total of ethanol and ethylene. More preferably, they are 5 mol% or more and 70 mol% or less. When the substrate concentration is too high, the production of aromatic compounds and paraffins becomes remarkable, and the yield of propylene tends to decrease. If the substrate concentration is too low, a large amount of catalyst is required because the reaction rate is delayed, and the reactor tends to be too large.

따라서, 이러한 기질 농도가 되도록, 필요에 따라서 이하에 기재하는 희석제로 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나를 희석하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to dilute at least one of ethanol and ethylene with the diluents described below as needed in such a substrate concentration.

(희석제) (diluent)

반응기 내에는, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나 외에, 헬륨, 아르곤, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 수소, 물, 파라핀류, 메탄 등의 탄화수소류, 방향족 화합물류, 및 그들의 혼합물 등, 반응에 불활성인 기체를 존재시킬 수 있는데, 이 중에서도 물 (수증기) 이 공존하고 있는 것이 바람직하다.In the reactor, in addition to at least one of ethanol and ethylene, gases inert to the reaction, such as helium, argon, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrocarbons such as hydrogen, water, paraffins, methane, aromatic compounds, and mixtures thereof, Although it can exist, it is preferable that water (water vapor) coexists among these.

이러한 희석제로는, 반응 원료에 함유되어 있는 불순물을 그대로 사용하여도 되고, 별도로 조제한 희석제를 반응 원료와 혼합하여 사용하여도 된다.As such a diluent, the impurity contained in the reaction raw material may be used as it is, or the diluent prepared separately may be mixed with the reaction raw material and used.

또한, 희석제는 반응기에 넣기 전에 반응 원료와 혼합하여도 되고, 반응 원료와는 별도로 반응기에 공급하여도 된다.The diluent may be mixed with the reaction raw material before being put into the reactor, or may be supplied to the reactor separately from the reaction raw material.

(2) 반응 조건 (2) reaction conditions

(공간 속도) (Space speed)

여기서 말하는 공간 속도란, 촉매 (촉매 활성 성분) 의 중량당 반응 원료인 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 유량으로, 여기서 촉매의 중량이란 촉매의 조립·성형에 사용하는 불활성 성분이나 바인더를 함유하지 않은 촉매 활성 성분의 중량이다. 또한, 유량은 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 합계 (즉, 에탄올과 에틸렌을 사용하는 경우에는 그 합계) 의 유량 (중량/시간) 이다.The space velocity herein refers to a flow rate of at least one of ethanol and ethylene which are reaction raw materials per weight of the catalyst (catalyst active component), where the weight of the catalyst is a catalyst that does not contain an inert component or binder used for assembling and forming the catalyst. The weight of the active ingredient. The flow rate is a flow rate (weight / hour) of at least one sum of ethanol and ethylene (that is, the sum when using ethanol and ethylene).

공간 속도는, 0.01hr-1 내지 500hr-1 의 사이가 바람직하고, 0.1hr-1 내지 100hr-1 의 사이가 더욱 바람직하다. 공간 속도가 지나치게 높으면 반응기 출구 가스 중의 에틸렌이 많아지고, 프로필렌 수율이 낮아지기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 공간 속도가 지나치게 낮으면, 파라핀류 등의 바람직하지 못한 부생성물이 생성되어, 프로필렌 수율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.The space velocity is preferably between 0.01hr -1 to 500hr -1, and is even more preferably between 0.1hr -1 to 100hr -1. If the space velocity is too high, it is not preferable because the ethylene in the reactor outlet gas increases and the propylene yield decreases. In addition, when the space velocity is too low, undesirable by-products such as paraffins are generated, which is not preferable because the propylene yield is lowered.

(반응 온도) (Reaction temperature)

반응 온도의 하한으로는, 통상 약 200℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상이고, 반응 온도의 상한으로는, 통상 700℃ 이하, 바람직하게는 600℃ 이하이다. 반응 온도가 지나치게 낮으면, 반응 속도가 낮아, 미반응 원료가 많이 남는 경향이 있고, 또한 프로필렌의 수율도 저하된다. 한편으로는 반응 온도가 지나치게 높으면 프로필렌의 수율이 현저히 저하된다.As a minimum of reaction temperature, it is about 200 degreeC or more normally, Preferably it is 300 degreeC or more, and as an upper limit of reaction temperature, it is 700 degrees C or less normally, Preferably it is 600 degrees C or less. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is low, there is a tendency for many unreacted raw materials to remain, and the yield of propylene also decreases. On the other hand, when reaction temperature is too high, the yield of propylene will fall remarkably.

(반응 압력) (Reaction pressure)

반응 압력의 상한은 통상 2MPa (절대압, 이하 동일) 이하, 바람직하게는 1MPa 이하이고, 보다 바람직하게는 0.7MPa 이하이다. 또한, 반응 압력의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 1kPa 이상, 바람직하게는 50kPa 이상이다. 반응 압력이 지나치게 높으면 파라핀류 등의 바람직하지 못한 부생성물의 생성량이 늘어나, 프로필렌의 수율이 저하되는 경향이 있다. 반응 압력이 지나치게 낮으면 반응 속도가 지연되는 경향이 있다.The upper limit of the reaction pressure is usually 2 MPa (absolute pressure, the same below), preferably 1 MPa or less, and more preferably 0.7 MPa or less. In addition, the minimum of reaction pressure is although it does not restrict | limit especially, Usually, it is 1 kPa or more, Preferably it is 50 kPa or more. When the reaction pressure is too high, the amount of undesirable by-products such as paraffins increases, and the yield of propylene tends to decrease. If the reaction pressure is too low, the reaction rate tends to be delayed.

(전화율) (Telephone rate)

본 발명에 있어서는, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 전화율 (에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터, 에탄올과 에틸렌 이외의 화합물로의 전화율) 이 20% 이상 80% 이하가 되는 조건에서 반응을 실시하는 것이 바람직하다.In the present invention, the reaction is preferably carried out under the condition that the conversion ratio of at least one of ethanol and ethylene (the conversion of at least one of ethanol and ethylene to a compound other than ethanol and ethylene) is 20% or more and 80% or less. .

이 전화율이 20% 미만에서는, 미반응 에탄올 또는 에틸렌이 많아, 프로필렌 수율이 낮기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 80% 를 초과하면, 파라핀류 등의 바람직하지 않은 부생성물이 늘어나, 프로필렌 수율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 전화율은 보다 바람직하게는 20% 이상 70% 이하이다.When this conversion rate is less than 20%, since unreacted ethanol or ethylene is large and propylene yield is low, it is unpreferable. On the other hand, when it exceeds 80%, undesirable by-products, such as paraffins, increase, and since propylene yield falls, it is unpreferable. The conversion rate is more preferably 20% or more and 70% or less.

유동상 반응기에서 반응을 하는 경우에는, 촉매의 반응기 내의 체류 시간과 재생기 내에서의 체류 시간을 조정함으로써 바람직한 전화율로 운전할 수 있다.When reacting in a fluidized bed reactor, it is possible to operate at a desirable conversion rate by adjusting the residence time of the catalyst in the reactor and the residence time in the regenerator.

(3) 반응 생성물 (3) reaction products

반응기 출구 가스 (반응기 유출물) 로는, 반응 생성물인 프로필렌, 에틸렌, 부생성물 및 희석제를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다. 그 혼합 가스 중의 프로필렌 농도는 통상 1∼95중량%, 바람직하게는 2∼80중량% 이다.As the reactor outlet gas (reactor effluent), a mixed gas containing propylene, ethylene, by-products and diluents as reaction products is obtained. The propylene concentration in the mixed gas is usually 1 to 95% by weight, preferably 2 to 80% by weight.

반응 조건에 따라서는 이 혼합 가스 중에는 에탄올이 함유되지만, 반응기 출구 가스 중에 에탄올을 전혀 함유하지 않는 반응 조건에서 반응을 실시하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 반응 생성물과 미반응 원료의 분리가 용이하게 된다.Depending on the reaction conditions, ethanol is contained in this mixed gas, but it is preferable to carry out the reaction under reaction conditions in which no ethanol is contained in the reactor outlet gas. This facilitates separation of the reaction product and the unreacted raw material.

이 혼합 가스 중에는 통상 에틸렌이 함유되는데, 이 혼합 가스 중의 에틸렌은 그 적어도 일부를 반응기로 리사이클하여 반응 원료로서 재이용하는 것이 바람직하다.Ethylene is usually contained in this mixed gas, and it is preferable to recycle at least one part of the ethylene in this mixed gas to a reactor and reuse it as a reaction raw material.

또, 부생성물로는 탄소수가 4 이상인 올레핀류, 파라핀류, 방향족 화합물 및 물을 들 수 있다.Moreover, as a by-product, C4 or more olefins, paraffins, an aromatic compound, and water are mentioned.

(4) 생성물의 분리 (4) separation of product

반응기 출구 가스물로서의, 반응 생성물인 프로필렌, 에틸렌, 부생성물 및 희석제를 함유하는 혼합 가스는, 공지된 분리·정제 설비에 도입하여, 각각의 성분에 따라서 회수, 정제, 리사이클, 배출의 처리를 실시하면 된다.The mixed gas containing propylene, ethylene, by-products and diluents, which are reaction products, as a reactor outlet gas product, is introduced into a known separation and purification facility, and the recovery, purification, recycling and discharge treatment are performed according to the respective components. Just do it.

프로필렌 이외의 성분 (올레핀, 파라핀 등) 의 일부 또는 전부, 특히 에틸렌은, 상기 분리·정제된 후에 반응 원료와 혼합하거나, 또는 직접 반응기에 공급함으로써 리사이클하는 것이 바람직하다. 또한, 부생성물 중, 반응에 불활성인 성분은 희석제로서 재이용할 수 있다.It is preferable to recycle part or all of components other than propylene (olefin, paraffin, etc.), especially ethylene, by mixing with the reaction raw material or supplying directly to a reactor after the said separation and purification. In addition, in in-products, the component inactive to reaction can be reused as a diluent.

[폴리프로필렌의 제조] [Production of Polypropylene]

본 발명의 폴리프로필렌의 제조 방법은, 상기 서술한 본 발명의 프로필렌의 제조 방법에 의해 제조된 프로필렌을 사용하여 폴리프로필렌을 제조하는 방법이다.The manufacturing method of the polypropylene of this invention is a method of manufacturing polypropylene using the propylene manufactured by the manufacturing method of the propylene of this invention mentioned above.

이 폴리프로필렌의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따라서 프로필렌 중합용 촉매의 존재하에 프로필렌을 중합 반응시키면 된다.The manufacturing method of this polypropylene is not specifically limited, What is necessary is just to polymerize propylene in presence of the catalyst for propylene polymerization in accordance with a conventional method.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.Although an Example is given to the following and this invention is demonstrated to it further more concretely, this invention is not limited to a following example at all.

<실시예 1> &Lt; Example 1 >

CHA 구조를 갖는 프로톤형의 알루미노실리케이트로, SiO2/Al2O3 = 36 (몰비) 인 것을 촉매로서 사용하고, 에탄올을 원료로 하여 본 발명에 따라서 프로필렌을 제조하였다. 이 알루미노실리케이트는 세공 직경이 단경, 장경 모두 0.38㎚ 인 것이다.Proton type aluminosilicate having CHA structure, SiO 2 / Al 2 O 3 = 36 (molar ratio) was used as a catalyst, and propylene was produced according to the present invention using ethanol as a raw material. This aluminosilicate is 0.38 nm in both pore diameter and short diameter.

반응에는, 상압 고정상 유통 반응 장치를 사용하고, 내경 6㎜ 의 석영제 반응관에 상기 촉매 100㎎ 과 석영사 400㎎ 의 혼합물을 충전하였다. 에탄올 및 질소를, 에탄올의 공간 속도는 0.3hr- 1 이고, 에탄올 10체적% 와 질소 90체적% 가 되도록 증발기를 통해서 반응기에 공급하여, 400℃, 0.1MPa 에서 반응을 실시하였다. 반응 개시 후 3.5 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다.The reaction was filled with a mixture of 100 mg of the catalyst and 400 mg of quartz yarn in a quartz reaction tube having an inner diameter of 6 mm using a atmospheric pressure fixed bed flow reactor. Ethanol and nitrogen were supplied to the reactor through an evaporator so that the space velocity of ethanol was 0.3hr - 1 , and 10 volume% ethanol and 90 volume% nitrogen, and reaction was performed at 400 degreeC and 0.1 Mpa. 3.5 hours after the start of the reaction, the product was analyzed by gas chromatography.

표 1 에 반응 결과를 나타내었다.Table 1 shows the reaction results.

또, 에탄올은 반응기에 들어가면 즉시 탈수되어 에틸렌이 되기 때문에, 전화 율은 에탄올·에틸렌 전화율로 하여, ((공급한 에탄올의 몰수 - 반응기 출구의 에틸렌의 몰수) / 공급한 에탄올의 몰수) 로서 계산하였다. 또한, 각 생성물의 선택률은 반응기 출구 가스 중의 에틸렌을 제외한 성분의 탄소 몰% 로서 계산하고, 프로필렌 수율은 에탄올·에틸렌 전화율과 프로필렌 선택률의 곱으로서 계산하였다.In addition, since ethanol dehydrates immediately to become ethylene when it enters the reactor, the conversion rate is calculated as ((moles of ethanol supplied-moles of ethylene at the outlet of the reactor) / moles of ethanol supplied). . In addition, the selectivity of each product was calculated as carbon mol% of the component except ethylene in the reactor outlet gas, and the propylene yield was calculated as the product of ethanol-ethylene conversion and propylene selectivity.

표 1 에 나타낸 바와 같이, 전화율은 51.6%, 프로필렌 선택률은 81.3% 로, 모두 매우 높고, 프로필렌 수율로서 41.9% 라는 결과가 얻어졌다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 또한, 반응기 출구 가스 중의 에틸렌을 리사이클하면, 프로필렌의 일관 수율로는 80% 이상이 가능함을 알 수 있다.As shown in Table 1, the conversion rate was 51.6% and the propylene selectivity was 81.3%, all very high, and the result was 41.9% as the propylene yield. Therefore, in the present embodiment, it can be seen that when ethylene in the reactor outlet gas is recycled, 80% or more is possible in the consistent yield of propylene.

<실시예 2> <Example 2>

에탄올의 공간 속도를 0.6hr-1, 에탄올 농도를 30체적%, 질소를 70체적% 로 변경한 것 외에는, 실시예 1 과 동일한 촉매 및 반응 조건으로 반응을 실시하였다. 반응 개시 후 4.5 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다.The reaction was carried out under the same catalyst and reaction conditions as in Example 1 except that the space velocity of ethanol was changed to 0.6 hr −1 , the ethanol concentration was 30 vol%, and the nitrogen was 70 vol%. The product was analyzed by gas chromatography 4.5 hours after the start of the reaction.

표 2 에 반응 결과를 나타내었다.Table 2 shows the reaction results.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 전화율은 65.1%, 프로필렌 선택률은 63.0% 로, 모두 매우 높고, 프로필렌 수율로서 41.1% 라는 결과가 얻어졌다.As shown in Table 2, the conversion rate was 65.1% and the propylene selectivity was 63.0%, all very high, and a result of 41.1% was obtained as the propylene yield.

<실시예 3> &Lt; Example 3 >

원료인 에탄올을 에틸렌으로 변경하고, 에틸렌 농도를 30체적%, 질소 농도를 70체적% 로 하고, 에틸렌의 공간 속도를 0.4hr-1 로 변경한 것 외에는, 실시예 1 과 동일한 촉매 및 반응 조건으로 반응을 실시하였다. 반응 개시 후 3.3 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다. 표 2 에 반응 결과를 나타내었다.The same catalyst and reaction conditions as those of Example 1 were used except that ethanol as a raw material was changed to ethylene, ethylene concentration was 30 vol%, nitrogen concentration was 70 vol%, and ethylene space velocity was changed to 0.4 hr −1 . The reaction was carried out. The product was analyzed by gas chromatography 3.3 hours after the start of the reaction. Table 2 shows the reaction results.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 전화율은 73.7%, 프로필렌 선택률은 54.6% 로, 모두 매우 높고, 프로필렌 수율로서 40.3% 라는 결과가 얻어졌다.As shown in Table 2, the conversion rate was 73.7% and the propylene selectivity was 54.6%, all very high, and a result of 40.3% was obtained as the propylene yield.

<실시예 4> <Example 4>

촉매로서, LEV 구조를 갖는 프로톤형의 알루미노실리케이트로, SiO2/Al2O3 = 30 (몰비), 세공으로서, 단경 0.36㎚, 장경 0.48㎚ 의 세공을 갖는 것을 촉매로서 사용한 것 외에는, 실시예 3 과 동일한 반응 조건으로 반응을 실시하였다. 반응 개시 후 1.0 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다.Embodiment, as a catalyst, except that as an aluminosilicate of the proton type having a LEV structure, a SiO 2 / Al 2 O 3 = 30 ( mole ratio), a pore, the minor axis as the catalyst having a pore of 0.36㎚, 0.48㎚ major axis, The reaction was carried out under the same reaction conditions as in Example 3. The product was analyzed by gas chromatography 1.0 hour after the start of the reaction.

표 2 에 반응 결과를 나타내었다.Table 2 shows the reaction results.

표 2 에 나타낸 바와 같이, 전화율은 71.2%, 프로필렌 선택률은 57.4% 로, 모두 매우 높고, 프로필렌 수율로서 40.9% 라는 결과가 얻어졌다.As shown in Table 2, the conversion ratio was 71.2% and the propylene selectivity was 57.4%, all very high, and the result was 40.9% as the propylene yield.

<비교예 1> &Lt; Comparative Example 1 &

촉매로서, MFI 구조를 갖는 프로톤형의 알루미노실리케이트 (H-ZSM5) 로, SiO2/Al2O3 = 311 (몰비), 세공으로서, 단경 0.51㎚, 장경 0.55㎚ 의 세공과, 단경 0.53㎚, 장경 0.56㎚ 의 세공을 갖는 것을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 반응 조건으로 반응을 하였다. 반응 개시 후 2.0 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다. 표 1 에 반응 결과를 나타내었다.As a catalyst, a proton type aluminosilicate (H-ZSM5) having an MFI structure, SiO 2 / Al 2 O 3 = 311 (molar ratio), pores having a short diameter of 0.51 nm and a long diameter of 0.55 nm, and a short diameter of 0.53 nm as pores The reaction was carried out under the same reaction conditions as those in Example 1 except that those having pores having a long diameter of 0.56 nm were used. The product was analyzed by gas chromatography 2.0 hours after the start of the reaction. Table 1 shows the reaction results.

표 1 로부터 알 수 있듯이, 전화율 34.4%, 프로필렌 선택률 32.2%, 프로필렌 수율 11.1% 이고, 충분한 수율이 얻어지지 않았다.As can be seen from Table 1, the conversion was 34.4%, the propylene selectivity 32.2%, the propylene yield 11.1%, and a sufficient yield was not obtained.

<비교예 2> &Lt; Comparative Example 2 &

촉매로서, 미국 특허 4440871호 명세서에 따라서 합성한 CHA 구조를 갖는 프로톤형의 실리코알루미노포스페이트 (SAPO-34) 를 사용한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 반응 조건으로 반응을 실시하였다. 반응 개시 후 3.3 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다. 표 1 에 반응 결과를 나타내었다. 또, 이 실리코알루미노포스페이트는 단경, 장경이 모두 0.38㎚ 의 세공을 갖는 것이다.As the catalyst, the reaction was carried out under the same reaction conditions as those in Example 1 except that proton type silicoaluminophosphate (SAPO-34) having a CHA structure synthesized according to US Patent 4440871 was used. The product was analyzed by gas chromatography 3.3 hours after the start of the reaction. Table 1 shows the reaction results. Moreover, this silicoaluminophosphate has a pore of 0.38 nm in both short diameter and long diameter.

표 1 로부터 알 수 있듯이, 전화율 5.7%, 프로필렌 선택률 88.5%, 프로필렌 수율 5.0% 이고, 충분한 수율이 얻어지지 않았다.As can be seen from Table 1, the conversion ratio was 5.7%, the propylene selectivity 88.5%, the propylene yield 5.0%, and a sufficient yield was not obtained.

<비교예 3> &Lt; Comparative Example 3 &

촉매로서, FAU 구조를 갖는 프로톤형의 알루미노실리케이트로, SiO2/Al2O3 = 7 (몰비), 단경, 장경 모두 0.74㎚ 의 세공 직경을 갖는 것을 사용한 것 외에는 실시예 3 과 동일한 반응 조건으로 반응을 하였다. 반응 개시 후 5.7 시간 후에 가스 크로마토그래피에 의해 생성물을 분석하였다. 표 2 에 반응 결과를 나타내었다.As a catalyst, a proton type aluminosilicate having a FAU structure, SiO 2 / Al 2 O 3 The reaction was carried out under the same reaction conditions as those in Example 3, except that those having a pore diameter of 0.74 nm were used for both = 7 (molar ratio), short diameter, and long diameter. The product was analyzed by gas chromatography 5.7 hours after the start of the reaction. Table 2 shows the reaction results.

표 2 로부터 알 수 있듯이, 전화율 14.6%, 프로필렌 선택률 10.5%, 프로필렌 수율 1.5% 이고, 충분한 수율이 얻어지지 않았다.As can be seen from Table 2, the conversion rate was 14.6%, the propylene selectivity was 10.5%, the propylene yield was 1.5%, and a sufficient yield was not obtained.

Figure 112013104735839-pct00003
Figure 112013104735839-pct00003

Figure 112008067751233-pct00002
Figure 112008067751233-pct00002

본 발명을 상세하게 또한 특정 실시형태를 참조하여 설명했는데, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일없이 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어 분명하다.Although this invention was detailed also demonstrated with reference to the specific embodiment, it is clear for those skilled in the art that various changes and correction can be added without deviating from the mind and range of this invention.

본 출원은, 2006년 3월 30일 출원의 일본국 특허출원 (특원 2006-094538) 에 기초하고 있으며, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.This application is based on the JP Patent application (Japanese Patent Application No. 2006-094538) of an application on March 30, 2006, The content is taken in here as a reference.

본 발명은 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터 고수율로 프로필렌을 얻는 방법, 및 이 방법으로 제조된 프로필렌으로부터 폴리프로필렌을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명은 범용 수지인 폴리프로필렌을 식물 유래의 원료인 바이오에탄올을 사용하여 제조한 프로필렌으로부터 제조함으로써, 환경 부하의 저감을 도모할 수 있다.The present invention provides a process for obtaining propylene in high yield from at least one of ethanol and ethylene, and a process for producing polypropylene from propylene produced by this process. The present invention can reduce the environmental load by producing polypropylene, which is a general-purpose resin, from propylene produced using bioethanol, which is a plant-derived raw material.

Claims (8)

에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나를 반응기 중에서 촉매와 접촉시켜 프로필렌을 제조하는 방법에 있어서, 상기 촉매가 0.5㎚ 미만의 세공 직경을 갖고, 또한 8 원자 고리 또는 9 원자 고리를 갖는 알루미노실리케이트를 촉매 활성 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 프로필렌의 제조 방법.A process for producing propylene by contacting at least one of ethanol and ethylene with a catalyst in a reactor, wherein the catalyst comprises aluminosilicates having a pore diameter of less than 0.5 nm and having 8 or 9 membered rings as catalytically active components. It is contained as a manufacturing method of propylene. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 알루미노실리케이트의 구조가 체바자이트 (CHA) 인 프로필렌의 제조 방법.A process for producing propylene in which the structure of the aluminosilicate is chebazite (CHA). 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 알루미노실리케이트의 SiO2/Al2O3 몰비가 5 이상 1000 이하인 프로필렌의 제조 방법.The method of the aluminosilicate of the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is less than 5 1000 polypropylene. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반응기로서 유동상 반응기를 사용하고, 또한 그 반응기에 대하여 촉매의 재생기를 부설해서, 상기 반응기로부터 발출한 촉매를 연속적으로 상기 재생기로 보내고, 상기 재생기에 있어서 재생된 촉매를 연속적으로 상기 반응기로 되돌리면서 프로필렌의 제조를 실시하는 제조 방법.A fluidized bed reactor is used as the reactor, and a catalyst regenerator is provided for the reactor, and the catalyst extracted from the reactor is continuously sent to the regenerator, and the catalyst regenerated in the regenerator is continuously returned to the reactor. The manufacturing method which manufactures a propylene while retarding. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제조 방법에 있어서, 에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나의 전화율 (에탄올 및 에틸렌 중 적어도 하나로부터, 에탄올과 에틸렌 이외의 화합물로의 전화율) 이 20% 이상 80% 이하가 되는 조건에서 반응을 실시하는 프로필렌의 제조 방법.In the above production method, propylene is reacted under the condition that the conversion ratio of at least one of ethanol and ethylene (the conversion of at least one of ethanol and ethylene to a compound other than ethanol and ethylene) is 20% or more and 80% or less. Manufacturing method. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반응기의 반응기 출구 가스 중에 함유되는 에틸렌의 적어도 일부를 그 반응기로 리사이클하는 프로필렌의 제조 방법.And at least part of ethylene contained in the reactor outlet gas of the reactor is recycled to the reactor. 삭제delete 삭제delete
KR1020087023582A 2006-03-30 2007-03-28 Method for producing propylene KR101382804B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006094538 2006-03-30
JPJP-P-2006-00094538 2006-03-30
PCT/JP2007/056732 WO2007114195A1 (en) 2006-03-30 2007-03-28 Method for producing propylene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080114763A KR20080114763A (en) 2008-12-31
KR101382804B1 true KR101382804B1 (en) 2014-04-08

Family

ID=38563464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087023582A KR101382804B1 (en) 2006-03-30 2007-03-28 Method for producing propylene

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR101382804B1 (en)
CN (1) CN101410353B (en)
TW (1) TWI418530B (en)
WO (1) WO2007114195A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024014878A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 경상국립대학교 산학협력단 Bio-based plastic composite comprising bio-based polypropylene, manufacturing method therefor, and uses thereof

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200918486A (en) 2007-09-18 2009-05-01 Asahi Kasei Chemicals Corp Process for production of propylene
JP5355910B2 (en) * 2008-03-13 2013-11-27 旭化成ケミカルズ株式会社 Silica molded body
JP5478253B2 (en) * 2007-09-18 2014-04-23 旭化成ケミカルズ株式会社 Propylene production method
MX2010008722A (en) * 2008-02-07 2010-11-30 Total Petrochemicals Res Feluy Dehydration of alcohols in the presence of an inert component.
EA020083B1 (en) 2008-02-07 2014-08-29 Тотал Петрокемикалс Рисерч Фелюй Dehydration of alcohols on crystalline silicates
JP5607024B2 (en) * 2009-03-02 2014-10-15 旭化成ケミカルズ株式会社 Propylene production method
CN102470354A (en) * 2009-08-11 2012-05-23 三菱化学株式会社 Method for producing catalyst
JP5403470B2 (en) * 2009-08-30 2014-01-29 豊田通商株式会社 Textiles with protective film for automobile interiors and automobile interior parts
US8598399B2 (en) 2010-03-08 2013-12-03 Dow Global Technologies Llc Catalyst composition for direct conversion of ethanol to propylene

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003534444A (en) * 2000-05-19 2003-11-18 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク Method for selectively producing propylene in a fluid catalytic cracking process
JP2005232123A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing propylene

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4009459A1 (en) * 1990-03-23 1991-09-26 Metallgesellschaft Ag METHOD FOR PRODUCING LOWER OLEFINS
US7148172B2 (en) * 2002-03-15 2006-12-12 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High silica chabazite, its synthesis and its use in the conversion of oxygenates to olefins
JP4604508B2 (en) * 2004-02-23 2011-01-05 三菱化学株式会社 Propylene production method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003534444A (en) * 2000-05-19 2003-11-18 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク Method for selectively producing propylene in a fluid catalytic cracking process
JP2005232123A (en) * 2004-02-23 2005-09-02 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing propylene

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024014878A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 경상국립대학교 산학협력단 Bio-based plastic composite comprising bio-based polypropylene, manufacturing method therefor, and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007114195A1 (en) 2007-10-11
CN101410353B (en) 2013-02-27
CN101410353A (en) 2009-04-15
KR20080114763A (en) 2008-12-31
TW200800853A (en) 2008-01-01
TWI418530B (en) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101382804B1 (en) Method for producing propylene
JP5135839B2 (en) Propylene production method
AU2008327863B2 (en) Process for the preparation of an olefinic product
EP2244823B1 (en) Process for the preparation of an olefinic product
RU2469792C2 (en) Method of preparing silicoaluminophosphate (sapo) molecular sieves, catalysts, containing thereof, and methods of catalytic dehydration with application of said catalysts
KR101403272B1 (en) Process for production of propylene
EA020083B1 (en) Dehydration of alcohols on crystalline silicates
JP5391537B2 (en) Propylene production method
KR101435230B1 (en) Process for production of propylene
US7154015B2 (en) Process for the production of propylene from olefinic streams
JP4774813B2 (en) Propylene production method
JP5023638B2 (en) Propylene production method
JP2009161444A (en) Method for producing propylene
JP5521264B2 (en) Propylene production method
US20200290027A1 (en) Catalyst formulation for methanol conversion catalysts
KR102583660B1 (en) Method for stable operation of microporous structures in oxygen supply conversion process
SG175966A1 (en) Oxygenate conversion catalyst, process for the preparation of an olefinic product, and process for the preparation of an oxygenate conversion catalyst
JP4774812B2 (en) Propylene production method
JP5023639B2 (en) Propylene production method
JP2019136680A (en) Zeolite catalyst, and method for producing lower olefin using the same
JP2023177331A (en) Method for converting alcohol and method for producing hydrocarbon
WO2010072725A1 (en) Process for the preparation of an olefinic product and an oxygenate conversion catalyst
JP2008081437A (en) Manufacturing method of propylene

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170302

Year of fee payment: 4