KR101485697B1 - An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same - Google Patents

An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101485697B1
KR101485697B1 KR1020130101567A KR20130101567A KR101485697B1 KR 101485697 B1 KR101485697 B1 KR 101485697B1 KR 1020130101567 A KR1020130101567 A KR 1020130101567A KR 20130101567 A KR20130101567 A KR 20130101567A KR 101485697 B1 KR101485697 B1 KR 101485697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
butene
isobutene
butane
dehydrogenation
Prior art date
Application number
KR1020130101567A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조영진
유연식
이진석
장호식
최창현
Original Assignee
삼성토탈 주식회사
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 삼성토탈 주식회사 filed Critical 삼성토탈 주식회사
Priority to KR1020130101567A priority Critical patent/KR101485697B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101485697B1 publication Critical patent/KR101485697B1/en

Links

Images

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
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/58Platinum group metals with alkali- or alkaline earth metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/321Catalytic processes
    • C07C5/324Catalytic processes with metals
    • C07C5/325Catalytic processes with metals of the platinum group

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to a catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane modified by alkali metal addition and a method for manufacturing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene in which a production ratio of isobutene to n-butene is controlled in the dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane using the same and, more specifically, to a catalyst modified by adding alkali metal in which an addition ratio as compared with platinum is controlled to a chloridized catalyst in which alumina carriers are impregnated with platinum and tin, and to a method for manufacturing a high-yield mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene in which a production ratio of isobutene to n-butene is controlled in the dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane using the same.

Description

알칼리금속으로 개질된 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응용 촉매 및 이를 이용하여 노말-부탄으로부터 노말-부텐 대 이소부텐 생성비가 조절된 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 제조하는 방법{An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same}A catalyst for the dehydrogenation and dehydrogenation reaction of n-butane modified with an alkali metal and a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene having controlled n-butene to isobutene production ratio from n-butane, And a method of producing an alkaline-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same }

본 발명은 알칼리금속 첨가에 의해 개질된 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응용 촉매 및 이를 이용한 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서 노말-부텐 대 이소부텐의 생성비가 조절된 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감마 알루미나 담체에 백금과 주석 성분이 담지되고 염화처리된 촉매에 백금 대비 첨가비가 조절된 알칼리금속을 첨가하여 개질시킨 촉매 및 이를 이용한 노말부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서 노말-부텐 대 이소부텐 생성비가 조절된 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 고수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst for dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane modified by addition of alkali metal, and to a process for dehydrogenating and dehydrogenating isomerization of n-butane using the same, wherein n-butene to isobutene- , 1,3-butadiene and isobutene, and more particularly, to a process for preparing a mixture of 1,3-butadiene and isobutene, and more particularly, to a process for preparing a mixture of platinum and tin in a gamma- Butenes, isobutene, isobutene, 1,3-butadiene and isobutene with controlled yield ratio of n-butene to isobutene in dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane using the same.

최근 석유화학 시장에서 올레핀 가격이 급등하면서 특히 각종 석유화학 제품 의 원료가 되는 경질 올레핀에 대한 공급이 시장의 관심사가 되고 있다. 각종 합성 고무 및 공중합체 제품의 원료가 되는 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐 역시 최근 중국을 중심으로 그 수요와 가치가 증가하고 있는 경질 올레핀들로서, 이를 얻기 위한 방법에는 크게 나프타 크래킹, 노말-부탄 혹은 노말-부텐의 탈수소화 반응, 이소부탄의 탈수소화 반응 등이 있다. 이 중에서 시장에 공급되는 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 약 90%이상이 나프타 크래킹 공정에 의해서 공급되고 있으며, 이러한 상황에서 나프타 크래킹 공정의 운영이 시장에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 그러나 나프타 크래킹 공정의 경우, 에틸렌, 프로필렌 등의 기초 유분을 목적으로 생산하는 공정의 특성상 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐을 생산하기 위한 단독 공정이 아니며, 이에 따라 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 생산 확대를 위해 나프타 크래커를 무작정 신ㆍ증설할 수도 없고, 납사 크래커가 증설되더라도 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐 이외에 다른 기초유분이 잉여로 생산된다는 문제점을 지니고 있다. 또한 나프타 크래킹 공정의 신설 및 운영에 있어서의 최근 동향은 에틸렌, 프로필렌에 대한 수요가 크게 증가함에 따라 이에 대한 수율이 높은 방향으로 이루어지고 있어, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 유분에 대한 수율이 낮은 대신 에틸렌, 프로필렌 등의 다른 기초 유분에 대한 수율이 높은 에탄, 프로판 등의 경질 탄화수소를 원료로 이용하는 공정으로 변화하고 있다. 거기에 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 유분을 얻을 수 있는 나프타 원료의 가격이 지속적으로 상승하면서, 이에 따라 상대적으로 나프타 크래킹 공정 비율이 감소하고 있기 때문에, 상기의 여러 가지 원인들로 인해 나프타 크래킹 공정을 통해서 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물, 즉 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐을 확보하는 것은 점점 어려워지고 있다.In recent years, the supply of light olefins, which are raw materials for various petrochemical products, has become a concern of the market due to the surge in olefin prices in the petrochemical market. Butenes, 1,3-butadiene, and isobutene, which are raw materials for various synthetic rubber and copolymer products, are also in the light olefins whose demand and value are increasing mainly in China, and methods for obtaining them include naphtha cracking, Dehydrogenation reaction of n-butane or n-butene, and dehydrogenation of isobutane. Of these, about 90% or more of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene supplied to the market are supplied by the naphtha cracking process. In this situation, the operation of the naphtha cracking process has a great impact on the market . However, the naphtha cracking process is not a sole process for producing noble-butene, 1,3-butadiene, and isobutene due to the characteristics of processes for producing basic oils such as ethylene and propylene, , Naphtha crackers can not be newly added or expanded in order to expand production of 3-butadiene and isobutene, and even if naphtha crackers are added, other basic oils other than n-butene, 1,3-butadiene and isobutene are produced in surplus . In addition, recent trends in the establishment and operation of naphtha cracking processes are in the direction of higher yields as the demand for ethylene and propylene is greatly increased, and the yield of noble-butene, 1,3-butadiene and isobutene , But the process has been changed to a process using light hydrocarbons such as ethane and propane, which have a high yield relative to other basic oils such as ethylene and propylene, as raw materials. In addition, since the naphtha raw material that can obtain noble-butene, 1,3-butadiene, and isobutene oil is continuously increased in price, and the ratio of naphtha cracking process is relatively reduced accordingly, It is becoming increasingly difficult to secure a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, i.e., n-butene, 1,3-butadiene and isobutene through the naphtha cracking process.

이와 같이 나프타 크래킹 공정은 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐 등의 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물 공급의 대부분을 차지하지만 상기의 여러 가지 이유로 최근의 수요 증가에 따른 수급 불균형을 해소할 수 있는 효과적 대안이 될 수 없는 실정이다. 이 때문에, 노말-부탄이나 노르말-부텐으로부터 수소를 떼어내는 탈수소화에 의해 노말-부텐 및 1,3-부타디엔을 얻거나, 이소부탄의 탈수소화에 의해 이소부텐을 얻는 반응이 최근의 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 수요 증가에 빠르게 대처할 수 있는 공정으로서 주목을 받고 있다.Thus, the naphtha cracking process accounts for most of the mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, such as n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, It is not an effective alternative to solve the imbalance in supply and demand. For this reason, the reaction of obtaining n-butene and 1,3-butadiene by dehydrogenating hydrogen from n-butane or n-butene or obtaining isobutene by dehydrogenation of isobutane is the most recent reaction of n-butene , 1,3-butadiene, and isobutene.

노말-부탄이나 이소부탄의 탈수소화 공정에 사용되는 촉매로는, 주로 알루미나(Al2O3)를 담체로 하여 백금(Pt)과 주석(Sn)을 담지한 촉매와, 크로미아(Cr2O3)를 주성분으로 한 촉매가 알려져 있다.Normal-to catalysts used in the dehydrogenation process of butane and isobutane is mainly alumina (Al 2 O 3) to the carrying platinum (Pt) and tin (Sn) catalyst to the carrier, chromia (Cr 2 O 3 ) as a main component are known.

크로미아-알루미나계 촉매를 사용한 대표적인 공정으로는 노말-부탄으로부터 노말-부텐 생산을 목적으로 하는 Houdry 공정과, 이 Houdry 공정을 바탕으로 개발되어 노말-부탄으로부터 1,3-부타디엔을 생산하는 것을 목적으로 하는 UCI-ABB Lummus Crest의 CatadieneTM 공정이 대표적이다. Representative processes using chromia-alumina-based catalysts include Houdry process for producing n-butene from n-butane, and process for producing 1,3-butadiene from n-butane, UCI-ABB Lummus Crest's CatadieneTM process.

귀금속인 백금(Pt)을 주 촉매성분으로 사용하는 탈수소화 공정은 1960년대 말부터 개발되어, 1970년대 초반에는 귀금속 촉매 장치를 연속적으로 재생하여 공정 유닛의 셧 다운(shut down)없이 장시간 운전할 수 있는 탈수소화 반응 공정인 UOP의 Oleflex 공정이 개발되었으나, 현재는 프로필렌과 이소부틸렌 생산에 적용되고 있다.The dehydrogenation process using platinum (Pt) as the main catalyst component was developed from the end of the 1960s and was able to continuously operate the noble metal catalyst device in the early 1970s without shutting down the process unit for a long time The Oleflex process of UOP, a dehydrogenation process, has been developed but is now being applied to the production of propylene and isobutylene.

종래 백금과 주석을 주성분으로 한 촉매는 통상 담체로서 질소 흡착 비표면적이 150m2/g이상으로 유효 담지 면적이 넓고, 99.9%이상의 고순도를 가진 감마(γ) 결정형 알루미나(Al2O3)를 사용하고, 촉매의 산점을 조절하기 위해 추가적으로 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 사용하는 기술이 공지되어 있다. Conventionally, a catalyst mainly composed of platinum and tin is generally used as a carrier, and gamma (?) Crystalline alumina (Al 2 O 3 ) having a nitrogen adsorption specific surface area of 150 m 2 / g or more and a high purity of 99.9% And further using an alkali metal or an alkaline earth metal to adjust the acid point of the catalyst is known.

감마(γ) 결정형 알루미나는 그 자체로 강한 산성점을 가지고 있어 부반응이 발생되기 쉬운데, 강한 산점은 탄화수소의 크래킹을 유발하여 탈수소화 반응의 올레핀 선택성을 저하시키거나 반응시 탄화수소의 침적(코킹)을 증가시켜 원료인 탄화수소 성분의 손실과 올레핀 수율 저하를 발생시킨다. Gamma (γ) crystalline alumina itself has a strong acid point, which is likely to cause side reactions. The strong acid sites cause cracking of the hydrocarbons, which reduces the olefin selectivity of the dehydrogenation reaction or causes the deposition of hydrocarbons (caulking) Resulting in loss of the hydrocarbon component as a raw material and lowering of the yield of olefin.

이런 이유로 알칸의 탈수소화 공정에서는 통상적으로 촉매 담체의 산점에 의한 부반응을 최소화하기 위해 알칼리금속이나 알칼리토금속을 추가하여 산점을 조절하거나 중화시킨 촉매가 사용되고 있는데, 미국특허 제4,677,237호에는 산점 조절과 표면적 축소를 막기 위해 염기성인 알칼리금속을 알루미나에 담지하여 성능을 개선시킨 촉매기술도 소개되어 있다.For this reason, in the dehydrogenation process of an alkane, a catalyst prepared by neutralizing or adjusting a acid site by adding an alkali metal or an alkaline earth metal is generally used in order to minimize side reactions caused by the acid sites of the catalyst support. US Pat. No. 4,677,237 discloses a catalyst Catalyst technology has been introduced that improves performance by supporting alkaline alkali metal on alumina to prevent shrinkage.

미국특허 제4,886,928호에는 C2-C5 노말-파라핀 또는 이소파라핀의 탈수소화 반응에서 백금과 주석, 이트리움(Yt), 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 함유하며, 염소(Cl) 함량은 0.25중량% 미만으로 조절된 촉매에 대해 기재하고 있다.U.S. Patent No. 4,886,928 contains platinum and tin, ytterbium, alkali metals or alkaline earth metals in the dehydrogenation reaction of C2-C5 normal-paraffin or isoparaffin and the chlorine (Cl) content is less than 0.25 wt% A controlled catalyst is described.

미국특허 제5,151,401호에는 아연알루미에이트(ZnAl2O4)를 담체로 하고, 백금과 주석을 주성분으로 담지시킨 촉매에서 소성과정 후 별도의 세척과정을 통해 염소를 충분히 제거해 촉매 중에 염소(Cl) 함량을 0.05중량% 이하가 되도록 촉매를 제조하는 방법에 대해 기재하고 있다.U.S. Patent No. 5,151,401 discloses a method in which chlorine is sufficiently removed through a separate washing process after a calcination process in a catalyst in which zinc aluminate (ZnAl 2 O 4 ) is used as a carrier and platinum and tin are supported as main components, By weight to not more than 0.05% by weight.

이렇듯 종래의 알칸 탈수소화 촉매는 촉매의 최종 소성처리 과정 혹은 별도의 세척 혹은 스티밍(steaming) 처리를 통해 의도적으로 염소(Cl)를 제거하며, 불가피하게 제거되지 않고 잔류하는 염소가 있다고 해도 그 양을 최소화하여 사용하고 있다고 알려져 있다. Thus, the conventional alkane dehydrogenation catalyst intentionally removes chlorine (Cl) through the final calcining process of the catalyst or a separate washing or steaming treatment, and even if there is residual chlorine unavoidably, Is minimized and used.

한편, 나프타 리포밍(Naphtha reforming, 접촉 개질) 공정은 n-파라핀류와 나프텐류를 방향족 탄화수소로 전환시키는 공정으로, 산성기능(acid function)은 방향족 화합물을 생성하는데 필수적이다. 이런 이유로 나프타 리포밍 공정에서는 염소화된 산화알루미늄 담체상에 용착된 1 종 이상의 기타의 금속 및 백금을 포함하는 유형의 촉매가 오랜 동안 알려져 왔다. On the other hand, the naphtha reforming process is a process for converting n-paraffins and naphthenes into aromatic hydrocarbons, and the acid function is essential for the production of aromatic compounds. For this reason, catalysts of the type including one or more other metals and platinum deposited on a chlorinated aluminum oxide carrier have been known for a long time in the naphtha-reforming process.

즉, 산점이 부정적으로 작용하는 노말-파라핀의 탈수소화 공정과는 달리 나프타 리포밍 공정에서는 산점이 중요한 역할을 하므로 담체도 중성이나 알칼리 처리된 담체가 아닌 염화 처리되어 강한 산성을 띠는 감마 알루미나가 사용된다. 또한, 공정에서 촉매의 산성 기능을 유지하기 위해 계내에 산성기능을 보충하기 위한 염소원 화합물을 지속적으로 공급하게 된다.That is, unlike the dehydrogenation process of normal-paraffin which has a negative effect on the acid sites, the acid sites play an important role in the naphtha reforming process, so that the carrier is chlorinated rather than neutral or alkali treated carrier, Is used. In addition, in order to maintain the acidic function of the catalyst in the process, a chlorine compound is continuously supplied to the system to supplement the acidic function.

이와 같은 촉매상에서 진행되는 나프타 리포밍 공정에서는 파라핀 및 나프텐 탄화수소 화합물의 방향족 화합물로의 화학 전환 반응과 동시에, 촉매와 원료물질의 지속적인 접촉과정에서 부반응에 의해 탄소 용착물이 생성되고, 촉매에 침적되게 된다. 이런 탄소 용착물 또는 코크(Coke)는 촉매 활성 부위를 막고 반응물의 접근을 방해하게 되고, 촉매의 비활성화 요인이 된다. 이런 이유로, 산업적인 규모에서는 일정 기간의 탄화수소 전환 반응 이후에는 코크를 제거해야만 한다. 이는 촉매 재생과정을 통해 이루어진다. 촉매가 더 이상 사용할 수 없게 되어 교체하기까지 촉매의 총 사용 기간 동안, 촉매는 여러 번의 재생 단계를 거치게 된다. 이러한 재생과정은 대체적으로 촉매상에 침적된 코크의 연소를 통한 제거, 연소과정에서 생성된 수분의 건조, 그리고 반응 및 코크 연소과정에서 소결된 백금(Pt) 성분의 재분산을 위해 산소와 염소의 존재하에 수행되는 옥시염소화 처리(Oxychlorination) 단계로 구성된다. In the naphtha-reforming process carried out on such a catalyst, a carbon-containing complex is generated by side reaction in the continuous contact process of the catalyst with the raw material simultaneously with the chemical conversion reaction of the paraffin and naphthenic hydrocarbon compound into the aromatic compound, . Such a carbonaceous complex or coke plugs the catalytically active site and interferes with the access of the reactant, and becomes a factor of inactivation of the catalyst. For this reason, on an industrial scale, after a period of hydrocarbon conversion reactions, the coke must be removed. This is done through the catalyst regeneration process. During the total period of use of the catalyst, the catalyst undergoes several regeneration steps until the catalyst becomes no longer usable and is replaced. This regeneration process generally involves the removal of coke deposited on the catalyst by burning, the drying of water produced in the combustion process, and the re-dispersion of the platinum (Pt) component sintered in the course of the reaction and coke combustion. And an oxychlorination step carried out in the presence of an oxidizing agent.

나프타 리포밍 공정에서 촉매가 이와 같은 반응-재생 단계의 반복적인 사이클을 지속하게 되면, 알루미나의 표면적의 축소 등 구조적 특성의 변화가 크게 일어나며, 이는 이후 나프타 리포밍 반응에 영향을 주어 궁극적으로는 촉매의 수명 저하와 직결되게 된다. 예를 들면 표면적의 감소는 미세하게 분산된 활성 성분들끼리의 소결 및 응결을 유발하여 촉매 활성 자체가 불가능하게 만들기도 한다. When the catalyst in the naphtha-reforming process is repeatedly cycled through such a reaction-regeneration step, a change in the structural characteristics such as a reduction in the surface area of alumina occurs largely, which in turn affects the naphtha-reforming reaction, Which is directly related to the lowering of the lifetime. For example, a reduction in surface area can cause sintering and coagulation of the finely dispersed active components, rendering catalyst activity itself impossible.

전술한 바와 같이, 탈수소화 촉매와 나프타 리포밍 촉매는 백금과 주석을 주성분으로 한다는 공통점을 갖고 있다고 하더라도 요구되는 촉매 특성이 다르고, 반응조건도 다르다. 탈수소화 공정이 높은 전환율을 위해 낮은 압력이 유리한 반면, 나프타 리포밍 공정은 통상적으로 높은 압력조건에서 수행되고, 게다가 산점 기능의 유지를 위해 지속적으로 염소 성분을 첨가한다.As described above, even though the dehydrogenation catalyst and the naphtha-reforming catalyst have a common feature that platinum and tin are the main components, the required catalyst characteristics are different and the reaction conditions are different. While the dehydrogenation process benefits from low pressures for high conversion rates, the naphtha reforming process is typically carried out under high pressure conditions, and additionally chlorine is added continuously to maintain the acid point function.

또한, 나프타 리포밍 촉매의 경우 반응 과정에서 침적되는 코크로 인해 주기적으로 재생과정을 거쳐야 하며, 이 과정에서 열화에 의한 구조적 변화와, 이에 따른 담체의 비표면적 감소가 초래된다. 따라서, 시간이 지남에 따라 나프타 리포밍 촉매의 경우, 반응기에 충전되어 사용되기 시작하던 초기 시점의 특성과는 다른 물리적 특성을 나타내게 된다. In addition, in the case of the naphtha-reforming catalyst, periodic regeneration process is required due to the precipitated coke in the reaction process. In this process, the structural change due to deterioration and thus the reduction of the specific surface area of the carrier are caused. Thus, over time, naphtha-reforming catalysts exhibit physical properties that differ from those at the initial point of time when they were loaded into the reactor.

이와는 별도로, 노말-부텐의 이소부텐으로의 전환반응은 분자의 골격을 이루는 결합 일부가 끊어져 재배열되는 이성화반응으로, 소위 골격이성화반응에 의해 진행된다. 노말-부텐의 이소부텐으로의 골격이성화반응은 산점에서 활성화된 노말-부텐이 단분자 반응기구를 거쳐 골격이성화되어야 이소부텐 생성율이 높아지고, 노말-부텐이 브뢴스테드 산점에서 활성화되어 두분자 반응을 거쳐 중합이 되면 이소부텐 선택성이 감소하는 것으로 보고하고 있다(J.Korean Ind. Eng. Chem., vol. 15, No. 6, 581-593 (2004)). 따라서, 노말-부텐의 이소부텐으로의 이성화반응에서는 산점의 세기, 종류 및 농도 등이 선택도 및 수율에 영향을 미치는 중요한 인자라 할 수 있다. Separately, the conversion of n-butene to isobutene is an isomerization reaction in which a part of the bond forming the backbone of the molecule is rearranged and rearranged, so-called skeletal isomerization. The skeleton isomerization of n-butene to isobutene requires that the activated n-butene is reacted with skeleton isomerization through a single-molecule reaction mechanism at the acid site, so that the isobutene production rate is increased and the n-butene is activated at the B- (J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol. 15, No. 6, 581-593 (2004)). Therefore, in the isomerization reaction of n-butene to isobutene, the strength, kind and concentration of acid sites are important factors affecting selectivity and yield.

본 발명자들은 노말-부탄을 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물로 전환시킬 수 있는 촉매에 관한 연구를 하는 과정에서, 반복적인 반응-재생과정을 통해 노화된 나프타 리포밍 촉매가 코크 연소제거, 수분 건조 및 옥시염소화 처리를 거친 시점에서, 특정 온도 조건과 환원 분위기 하 열처리를 거치게 되면 높은 전환율과 선택도로 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐 혼합물을 생성시킬 수 있다는 사실을 발견하였다(한국 특허출원 제2012-0080194호).The present inventors have found that, in the process of studying a catalyst capable of converting n-butane into a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, the naphtha-reforming catalyst aged through repetitive reaction- Butene, 1,3-butadiene and isobutene can be produced by high heat treatment under specific temperature conditions and reducing atmosphere at the point of coke combustion removal, water drying and oxychlorination treatment. (Korean Patent Application No. 2012-0080194).

그러나, 상기 특허출원 발명의 촉매는 생성물 중의 용도 및 수요가 다른 노말-부텐과 이소부텐의 생성비가 고정되고, 여전히 크래킹 등의 부반응에 의한 C1-C3 부생물의 생성량이 많고, 탄소수 4인 탈수소 및 탈수소 이성화 반응의 생성물, 즉 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물에 대한 선택도가 낮으며, 비활성화 속도가 빠른 문제점을 안고 있어 촉매 성능 개선의 여지가 남아 있었다.However, the catalyst of the above-mentioned patent application has a problem that the production ratio of n-butene and isobutene having different uses and demands in the product is fixed, dehydrogenation with a carbon number of 4, which still produces a large amount of C1-C3 by-products due to side reactions such as cracking, The selectivity to the products of the dehydrogenation isomerization, that is, the mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, is low, and the deactivation rate is fast.

본 발명자들은 백금과 주석을 주성분으로 하는 나프타 리포밍 촉매의 반응-재생의 반복적 사이클에 의해 시간이 지남에 따라 점차 노화된 촉매의 특성을 갖는 촉매를, 코크 연소제거, 수분 건조 및 옥시염소화 처리를 거친 시점에서, 알칼리금속 성분을 첨가하여 개질(Modification)시킨 경우, 특히, 촉매 성분 중의 백금에 대한 알칼리금속의 첨가비를 조절하면, 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소 이성화 반응에 있어서 노말-부텐 대 이소부텐 생성비를 조절할 수 있고, 부반응을 억제하면서 노말-부텐 및 1,3-부타디엔에 대한 선택도를 크게 향상시키며, 비활성화 문제가 크게 개선되어 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 고수율로 생성시킬 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors have found that a catalyst having characteristics of a catalyst aged gradually over time by a repetitive cycle of reaction-regeneration of a naphtha-reforming catalyst containing platinum and tin as a main component is subjected to coke combustion removal, moisture drying and oxychlorination When the alkali metal component is added at a rough point to modify the alkaline metal component and, in particular, the addition ratio of the alkali metal to the platinum in the catalyst component is adjusted, the dehydrogenation of the n-butane and the dehydrogenation isomerization of the n- Butene and 1,3-butadiene are greatly improved and the problem of deactivation is greatly improved, so that a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene Can be produced at a high yield. Thus, the present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은, 노말-부탄을 원료로 하여, 노말-부탄의 탈수소화 반응 및 탈수소 이성화 반응을 동시에 수행하여 최종적으로 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 생성함에 있어서, 알칼리 금속 첨가에 의해 노말-부텐 대 이소부텐 생성비를 조절하고, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 높은 선택도와 수율로 생성시킬 수 있는 개질된 촉매 및 이 촉매를 이용하여 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에 의해 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 고수율로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a process for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene by simultaneously performing a dehydrogenation reaction of n-butane and a dehydrogenation isomerization reaction using n-butane as a raw material Modified catalyst capable of regulating the ratio of n-butene to isobutene formation by adding alkali metal and capable of producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with high selectivity and yield, Butane, 1,3-butadiene and isobutene in a high yield by means of dehydrogenation of n-butane and dehydrogenation isomerization of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene.

본 발명에 따른 노말-부탄의 탈수소화 반응 및 탈수소 이성화 반응에 사용되는 촉매는, 백금과 주석이 감마 알루미나 담체에 담지되고, 촉매가 염화처리되어 과량의 염소를 함유하며, 촉매 총 중량을 기준으로 백금 0.1~1.0중량%, 주석 0.1~2.0중량% 및 염소 0.5~3.0중량%를 포함하고, 백금에 대한 염소의 중량비가 백금:염소=1:3~10, 촉매의 비표면적이 100~180m2/g인 촉매에, 추가적으로 알칼리금속 성분을 도입하여 개질시킨 것을 특징으로 한다. 이때, 알칼리금속 성분의 도입량은 백금에 대한 첨가된 알칼리금속의 원자비가 1~30이 되는 범위에서 알칼리금속 성분 도입 이전 촉매 총 중량에 대해 0.1~3중량%인 것을 특징으로 한다.The catalyst used in the dehydrogenation reaction and the dehydrogenation isomerization reaction of n-butane according to the present invention is characterized in that platinum and tin are supported on a gamma alumina carrier, the catalyst is chlorinated to contain excess chlorine, Wherein the weight ratio of chlorine to platinum is 1: 3 to 10: 1, the specific surface area of the catalyst is 100 to 180 m 2, / g is further modified by introducing an alkali metal component into the catalyst. In this case, the amount of the alkali metal component to be introduced is 0.1 to 3% by weight based on the total weight of the catalyst before introduction of the alkali metal component in the range of 1 to 30 atomic ratios of the added alkali metal to platinum.

본 발명에 있어서, 상기 알칼리금속 첨가에 의해 개질 처리할 대상이 되는 촉매는 상기와 같은 조성 및 특성을 갖는 한, 그 종류에 특별히 제한이 없으며, 예를 들어 통상적인 나프타 리포밍 공정에서 사용된 백금-주석계 촉매를 코크 연소제거, 수분 건조 및 옥시염소화 처리로 이루어진 통상적인 촉매 재생 처리과정으로 처리한 상태의 나프타 리포밍 재생 촉매를 사용할 수 있고, 또는 상기와 같은 조성을 갖도록 별도로 제조된 촉매를 사용할 수도 있다. In the present invention, as long as the catalyst to be subjected to the reforming treatment by the addition of the alkali metal has the above-described composition and characteristics, there is no particular limitation on its kind, and for example, platinum used in a conventional naphtha- - a naphtha-reforming regenerated catalyst in which a tin catalyst is treated with a conventional catalyst regeneration treatment process consisting of a coke combustion removal, a water drying and an oxychlorination treatment may be used, or a separately prepared catalyst may be used It is possible.

상기와 같은 나프타 리포밍계 촉매의 대표적인 제조방법으로는, 예를 들어 한국특허 제10-0569853호의 실시예에 기재된 방법이나, 한국특허 제10-0736189호 의 실시예의 방법에 따라 제조할 수 있다. 구체적으로, 한국특허 제10-0569853호의 실시예 1에 따르면, 비표면적이 210m2/g 인 감마 알루미나에 주석화합물인 염화제2주석과 염산 수용액을 첨가하고, 3시간 접촉시킨 후 탈수한 뒤, 이어서 백금 화합물인 헥사클로로백금산 수용액을 접촉시킨다. 이후 120℃에서 1시간 건조시킨 뒤 500℃에서 2시간 하소(calcination)시켜, 백금/주석계 나프타 리포밍 촉매(PtSn/γ-Al2O3)를 얻을 수 있다. 한국특허 제10-0736189호의 실시예 1에 따르면, 주석화합물인 염화주석 수용액을 염산과 질산의 존재 하에, 비표면적이 200m2/g인 감마 알루미나 100g에 첨가하고, 3시간 동안 접촉시키고, 이후 여과하고, 120℃에서 건조한 후, 공기 유통 하에 2시간 동안 500℃에서 소성시킨다. 이어서, 이 고형물을 헥사클로로백금산 수용액과 접촉시킨 후, 120℃에서 1시간 건조시킨 뒤, 공기 유통하에 2시간 동안 500℃에서 소성시킨다. 이어서 이 촉매를 수소 흐름 하에 4시간 동안 500℃에서 환원시켜, 백금/주석계 나프타 리포밍 촉매(PtSn/γ-Al2O3)를 얻을 수 있다.Typical methods for preparing such naphthafluoroforming catalysts include, for example, the methods described in the examples of Korean Patent No. 10-0569853 and the methods of Examples of Korean Patent No. 10-0736189. Specifically, according to Example 1 of Korean Patent No. 10-0569853, tin chloride (tin chloride) and aqueous hydrochloric acid solution were added to gamma alumina having a specific surface area of 210 m 2 / g, followed by dehydration after contacting for 3 hours, Subsequently, a hexachloroplatinic acid aqueous solution of a platinum compound is brought into contact. Thereafter, the catalyst is dried at 120 ° C. for 1 hour and then calcined at 500 ° C. for 2 hours to obtain a platinum / tin naphtha reforming catalyst (PtSn / γ-Al 2 O 3 ). According to Example 1 of Korean Patent No. 10-0736189, a tin chloride aqueous solution is added to 100 g of gamma alumina having a specific surface area of 200 m 2 / g in the presence of hydrochloric acid and nitric acid, and the mixture is contacted for 3 hours, Dried at 120 ° C and then calcined at 500 ° C for 2 hours under air circulation. Subsequently, this solid was contacted with an aqueous solution of hexachloroplatinic acid, dried at 120 ° C for 1 hour, and then calcined at 500 ° C for 2 hours under air flow. The catalyst is then reduced at 500 캜 for 4 hours under a hydrogen flow to obtain a platinum / tin naphtha reforming catalyst (PtSn / γ-Al 2 O 3 ).

본 발명의 촉매에 있어서, 담체인 감마 알루미나는 공업적으로 귀금속 성분의 고분산 담지를 위해 가장 일반적으로 사용되는 담체 성분으로, 그 종류에 제한이 없고, 바람직하게는 180~250m2/g의 비표면적을 갖는 것을 사용할 수 있다.In the catalyst of the present invention, gamma-alumina, which is a carrier, is the most commonly used carrier component for industrially supporting highly dispersed noble metal components, and is not limited in its kind, and preferably has a ratio of 180 to 250 m 2 / g Having a surface area can be used.

본 발명의 촉매에 있어서, 상기 백금은 촉매 활성점으로 작용하는 주요 금속으로 사용되며, 촉매 중 상기 백금의 함량은 0.1~1.0중량%인 것이 바람직한데, 0.1중량% 미만이면 활성점이 충분하지 못해 반응 전환율이 낮아질 수 있어 바람직하지 않고, 1.0중량%을 초과하면 백금의 분산도가 낮아져 고가의 귀금속인 백금의 활용도가 저하될 수 있어 바람직하지 않다.In the catalyst of the present invention, the platinum is used as a main metal serving as a catalytic active site, and the content of the platinum in the catalyst is preferably 0.1 to 1.0 wt%. If less than 0.1 wt% The conversion rate may be lowered. If the content is more than 1.0% by weight, the degree of dispersion of platinum is lowered and utilization of platinum, which is a high-priced noble metal, may be lowered.

본 발명의 촉매에 있어서, 상기 주석은 보조금속으로 사용되어 조촉매로 작용하는 것으로서, 상기 주석의 함량이 0.1중량% 미만이면 원하는 주석의 조촉매로서의 작용을 기대할 수 없어 바람직하지 않고, 2.0중량%를 초과하면 백금 활성점을 감소시켜 오히려 활성을 저하시킬 수 있어 바람직하지 않다.In the catalyst of the present invention, the tin is used as an auxiliary metal to serve as a cocatalyst. If the content of tin is less than 0.1 wt%, the desired tin can not be expected to act as a cocatalyst, , The activity may be lowered by reducing the platinum active site, which is undesirable.

본 발명의 촉매에 있어서, 상기 염소의 함량은 0.5~3.0중량%인 것이 바람직한데, 0.5중량% 미만이면 적절한 산점을 제공하지 못해 노말-부탄의 탈수소 이성화 반응이 제대로 진행될 수 없어 바람직하지 않고, 3.0중량%를 초과하면 염소에 의한 귀금속의 피독현상으로 촉매의 활성이 낮아질 수 있어 바람직하지 않다.In the catalyst of the present invention, it is preferable that the content of chlorine is 0.5 to 3.0 wt%. If the amount of chlorine is less than 0.5 wt%, it is not possible to provide an appropriate acid point and dehydroisomerization of n-butane can not proceed properly. If the content is more than 10 wt%, the activity of the catalyst may be lowered due to poisoning of the noble metal by chlorine, which is not preferable.

본 발명의 촉매에 있어서, 상기 백금에 대한 염소의 중량비는 백금:염소=1:3~10인 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나면 금속기능과 산점 기능의 균형이 깨져 충분한 탈수소 이성화 반응이 진행되지 못하거나, 과도한 산점으로 인해 부반응이 증대되거나 염소에 의한 귀금속의 피독현상으로 촉매의 활성이 낮아질 수 있어 바람직하지 않다.In the catalyst of the present invention, it is preferable that the weight ratio of chlorine to platinum is in the range of 1: 3 to 10: 1. If the ratio is outside the above range, the balance between the metal function and the acid point function is broken, Or excessive acid sites may increase the side reaction or poisoning of the noble metal by chlorine may lower the activity of the catalyst.

본 발명의 촉매의 비표면적은 100~180m2/g인 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나면 미세하게 분산된 활성 성분들끼리의 소결 및 응결을 유발하여 촉매 활성 자체가 불가능하게 될 수도 있어 바람직하지 않다.The specific surface area of the catalyst of the present invention is preferably 100 to 180 m 2 / g. If the amount of the catalyst is outside the above range, sintering and coagulation of the finely dispersed active components may be caused, not.

본 발명의 촉매에 있어서, 상기 알칼리금속은 칼륨(K), 나트륨(Na) 또는 세슘(Cs)인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 알칼리금속의 첨가량은 0.1중량% 미만이면 원하는 노말-부텐 대 이소부텐 생성비 조절 효과를 기대할 수 없어 바람직하지 않고, 3.0중량%를 초과하면 백금 활성점을 감소시켜 오히려 급격한 비활성화를 초래할 수 있어 바람직하지 않다.In the catalyst of the present invention, the alkali metal is potassium (K), sodium (Na), or cesium (Cs). If the addition amount of the alkali metal is less than 0.1% by weight, it is impossible to expect the desired noble-butene-to-isobutene production ratio control effect. If it exceeds 3.0% by weight, the platinum activation point may be decreased, Which is undesirable.

본 발명에 따른 촉매는, 상기와 같은 조성 및 특성을 갖는 한 촉매에 첨가되는 알칼리금속의 도입 방법은 특별히 제한은 없다. 일례로, 알칼리금속 전구체 화합물 용액을 PtSn/γ-Al2O3-Cl 촉매에 함침시켜 건조-열처리 단계를 통해 제조할 수 있다.The method of introducing the alkali metal added to the catalyst according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described composition and characteristics. For example, an alkali metal precursor compound solution can be prepared by impregnating a PtSn / γ-Al 2 O 3 -Cl catalyst with a dry-heat treatment step.

본 발명에 사용되는 알칼리금속 전구체 화합물은 통상적으로 사용되는 알칼리금속 화합물이라면 어떠한 것도 제한 없이 사용될 수 있는데, 예를 들면 알칼리금속 질산염(Alkali metal nitrate; NaNO3, KNO3, CsNO3 등)을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 함침 이후 건조는 알칼리금속 화합물을 함침한 후 수분을 제거하기 위한 것으로, 일반적인 수분 건조 조건에 따라 건조 온도 및 건조 시간을 한정할 수 있는데, 예를 들어 건조 온도는 50~200℃, 바람직하게는 80~150℃로 정할 수 있고, 건조시간은 3~48시간, 바람직하게는 6~24시간으로 정할 수 있다.The alkali metal precursor compound to be used in the present invention can be any alkali metal compound conventionally used without any limitation, and examples thereof include alkali metal nitrate (NaNO 3 , KNO 3 , CsNO 3, etc.) But is not limited thereto. Drying after impregnation is intended to remove moisture after impregnation with an alkali metal compound. Drying temperature and drying time can be limited according to general moisture drying conditions. For example, drying temperature is 50 to 200 ° C, preferably 80 To 150 ° C, and the drying time may be set to 3 to 48 hours, preferably 6 to 24 hours.

또한, 건조 이후 열처리는 알칼리금속 전구체 화합물을 함침 및 건조를 통해 수분을 제거한 이후 알칼리금속 화합물 중의 염을 분해시켜 제거하는 단계이다. In addition, the heat treatment after drying is a step of decomposing and removing the salt in the alkali metal compound after the water is removed through impregnation and drying of the alkali metal precursor compound.

상기 열처리는, 예를 들어 질소 분위기 하 또는 공기 분위기 하에서 200~700℃, 1~24시간, 바람직하게는 300~600℃, 2~12시간 이루어질 수 있다. 상기 열처리 온도가 300℃ 미만이거나 열처리 시간이 1시간 미만이면 열처리 효과가 불충분할 수 있어 바람직하지 않고, 열처리 온도가 700℃를 초과하거나 열처리 시간이 24시간을 초과하면 백금의 소결로 인한 입자 성장이나 금속 간의 지나친 합금 형성에 의해 활성이 감소될 수 있어 바람직하지 않다. The heat treatment may be performed at 200 to 700 ° C for 1 to 24 hours, preferably 300 to 600 ° C for 2 to 12 hours under a nitrogen atmosphere or an air atmosphere. If the heat treatment temperature is less than 300 ° C or the heat treatment time is less than 1 hour, the effect of heat treatment may be insufficient. If the heat treatment temperature exceeds 700 ° C or the heat treatment time exceeds 24 hours, It is undesirable that the activity may be reduced by formation of excessive alloying between metals.

또한, 본 발명의 촉매는 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서의 성능을 발현시키기 위해 적절한 환원 처리를 할 수도 있는데, 이는 실제 공정에서 이루어지거나 미리 환원 공정을 거쳐 이루어질 수 있다. 본 발명의 촉매는 순수한 수소 내지는 질소와 혼합된 수소 가스를 수소 가스의 공간속도(GHSV, gas hourly space velocity) 0~2000cc/hr/g.cat로 흘리며, 400~700℃에서 0.1~24시간 환원시키면 충분한 활성의 발현이 가능하다.In addition, the catalyst of the present invention may be subjected to an appropriate reduction treatment in order to exhibit the performance in the dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane, which may be carried out in an actual process or through a reduction process in advance. The catalyst of the present invention flows hydrogen gas mixed with pure hydrogen or nitrogen at a gas hourly space velocity (GHSV) of 0 to 2,000 cc / hr / g.cat, and is reduced at 400 to 700 ° C for 0.1 to 24 hours , It is possible to express sufficient activity.

본 발명에 따른 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에 의한 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조방법은, 상기와 같은 본 발명의 촉매를 이용하여 노말-부탄을 원료로 하여 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.The process for preparing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene by dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane according to the present invention is characterized in that n-butane is used as a raw material To carry out dehydrogenation and dehydrogenation isomerization.

본 발명에 따른 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에 의한 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조방법에 의하면, 알칼리금속을 포함하지 않은 촉매를 사용한 경우에 비하여 노말-부텐에 대한 이소부텐의 생성비를 감소시켜, 노말-부텐과 1,3-부타디엔에 대한 선택도를 향상시킬 수 있는데, 구체적으로 본 발명의 방법에 따른 생성물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐의 생성비는 0.6미만으로 조절된 것을 특징으로 한다. According to the process for preparing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene by dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane according to the present invention, compared with the case of using a catalyst containing no alkali metal, The selectivity to n-butene and 1,3-butadiene can be improved by decreasing the production ratio of isobutene to butene. Specifically, the production of isobutene to n-butene in the product according to the process of the present invention Ratio is controlled to be less than 0.6.

본 발명에 따른 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에 의한 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조방법에 있어서, 상기 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응의 온도는 400~700℃, 바람직하게는 500~700℃, 더욱 바람직하게는 450~600℃이며, 압력은 0~10기압, 바람직하게는 0.01~5기압인 것이 바람직하며, 노말-부탄 공간속도(GHSV)는 50~5000hr-1, 바람직하게는 100~5000hr-1인데, 상기 반응조건들이 상기 범위들을 벗어나면 반응이 충분히 일어나지 않아 촉매를 효과적으로 이용하는 측면에서 촉매가 제대로 이용되지 못하거나, 경제성이 떨어질 수 있으며, 추가적인 부대장치로 인한 비용 증대나 운전(작동) 상의 애로가 초래될 수 있고, 또한 경우에 따라 촉매상에서 원치 않는 부반응이 증대되거나 비활성화가 촉진될 수 있으며, 반대로 원료 물질을 불필요하게 과다하게 투입함으로써 원료 물질의 분리 재순환에 따른 운전비용 증대를 유발할 수 있어 바람직하지 않다.In the process for preparing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene by dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane according to the present invention, the temperature of the dehydrogenation and dehydrogenation isomerization is 400 to 700 ° C , Preferably 500 to 700 ° C, and more preferably 450 to 600 ° C. The pressure is preferably 0 to 10 atm, preferably 0.01 to 5 atm, and the normal-butane space velocity (GHSV) -1 , preferably 100 to 5000 hr -1 . When the reaction conditions are out of the above ranges, the reaction does not sufficiently take place and the catalyst may not be used properly or the economical efficiency may be deteriorated in terms of effectively utilizing the catalyst. Further, (Operation), and in some cases, unwanted side reactions on the catalyst may be increased or the deactivation may be promoted. Conversely, if the raw material By the input unnecessarily excessive undesirable can lead to increased operating cost of the separation of the recycled raw material.

상기 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서 수소가 노말-부탄 스트림에 추가로 첨가될 수 있으며, 노말-부탄 1몰에 대한 수소의 몰수는 0.1~100몰, 바람직하게는 1~10몰일 수 있다. 상기 수소는 촉매의 표면에 형성된 탄소 침적물, 예를 들면 코크(coke)를 제거하는 작용을 한다.In the dehydrogenation and dehydrogenation isomerization, hydrogen may be further added to the normal-butane stream, and the number of moles of hydrogen with respect to 1 mole of n-butane may be 0.1 to 100 moles, preferably 1 to 10 moles. The hydrogen acts to remove carbon deposits formed on the surface of the catalyst, for example, coke.

상기 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응 과정에서, 필요한 경우, 상기 노말-부탄 외에 질소, 비활성 기체 또는 스팀과 같은 희석제가 혼합될 수 있다.In the dehydrogenation and dehydrogenation isomerization reaction, if necessary, a diluent such as nitrogen, an inert gas or steam may be mixed in addition to the normal-butane.

본 발명에 의하면, 나프타 리포밍 촉매가 파라핀과 나프텐의 방향족으로의 전환반응에서 반복되는 반응-재생 과정에 노출되면서 점차로 노화되고 촉매 특성이 변해가게 될 때, 나프타 리포밍 촉매의 초기상태와 다른 물리적 특성을 갖는 재생 촉매를 본래의 용도와는 다른 노말-부탄의 탈수소 유도체로 전환시키는 반응에 유용하게 활용할 수 있는 방법을 제공한다.According to the present invention, when the naphtha-reforming catalyst is gradually aged and the catalyst characteristics are changed as a result of exposure to the reaction-regeneration process repeated in the conversion reaction of paraffin and naphthene into aromatics, The present invention provides a method which can be usefully used in a reaction for converting a regenerated catalyst having physical properties into a dehydrogenation derivative of n-butane different from its intended use.

또한, 본 발명의 촉매를 이용하면 노말-부탄을 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응시키므로써, 활용가치가 높은 고부가 생성물로 전환시킬 때, 노말-부텐과 이소부텐의 생성비를 조절할 수 있어 산업적으로 이용가치가 높은 효과가 있다.In addition, when the catalyst of the present invention is used, dehydrogenation and dehydrogenation isomerization reaction of n-butane can regulate the production ratio of n-butene and isobutene when converted into a high-value product having high utilization value, Has a high effect.

또한, 본 발명의 촉매를 이용하면 비활성화 완화를 통해 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서 높은 활성과 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐에 대한 높은 선택성을 나타냄으로써 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물을 고수율로 얻을 수 있는 효과가 있다.When the catalyst of the present invention is used, it exhibits high activity in dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane through deactivation relaxation, high selectivity for n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, A mixture of 1,3-butadiene and isobutene can be obtained at a high yield.

도 1은 본 발명의 실시예 1~4 및 비교예 1에 따른 5종의 촉매 상에서 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소 이성화 반응에 의한 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the relationship between the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene produced by dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane over five catalysts according to Examples 1 to 4 of the present invention and Comparative Example 1 As shown in FIG.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예들은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these embodiments are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited to these embodiments.

<원료 촉매의 분석><Analysis of raw material catalyst>

통상적인 나프타 리포밍 촉매의 제조공정, 즉 감마 알루미나에 주석을 담지시킨 후, 500℃에서 소성처리하고, 그런 다음, 백금을 담지시켜 500℃에서 소성처리한 후, 500℃에서 환원시켜 제조된 백금/주석계 나프타 리포밍 촉매를 나프타 리포밍 공정에 사용하는 과정에서, 코크에 의해 성능이 감소된 촉매를, 통상의 재생처리 방법으로 코크연소-수분건조-옥시염소화 처리를 통해 재생처리하여, 다시 반응에 사용한 후 다시 재생처리를 하는 과정을 수차례 반복한 재생 촉매(PtSn/Al2O3-Cl)의 특성을 분석한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.A process for producing a conventional naphtha-reforming catalyst, that is, impregnation of gamma alumina with tin, followed by calcination at 500 DEG C, then calcination at 500 DEG C with platinum supported thereon, reduction at 500 DEG C / Tin system naphtha reforming catalyst is used in a naphtha reforming process, the catalyst whose performance has been reduced by the coke is regenerated through coke combustion-water-drying-oxychlorination treatment by a conventional regeneration treatment method, The results of analyzing the characteristics of the regenerated catalyst (PtSn / Al 2 O 3 -Cl), which was repeated several times after the regeneration process, are shown in Table 1 below.

Figure 112013077917199-pat00001
Figure 112013077917199-pat00001

상기 표 1의 조성 및 특성을 갖는 촉매를 하기 비교예 및 실시예에서 사용하였다.Catalysts having the compositions and characteristics of Table 1 were used in the following Comparative Examples and Examples.

실시예Example 1 One

상기 원료 촉매(PtSn/Al2O3-Cl)에 K 첨가량이 0.35중량%가 되도록 다음과 같이 K 첨가에 의해 개질된 촉매를 제조하였다. 질산칼륨(KNO3) 90.4mg을 증류수에 용해시킨 뒤, 이 용액에 PtSn/Al2O3-Cl 촉매 10g을 함침시키고, 110℃에서 8시간 건조시켰다. 이후 공기흐름 하에서 건조공기 공간속도 1500hr-1의 조건, 550℃에서 3시간 열처리하였다. 이 촉매를 PtSnK(0.35)로 명명하였다. 이렇게 열처리된 촉매 PtSnK(0.35) 2g을 반응기에 충전시키고, 순수한 수소 20cc와 질소 20cc의 혼합기체를 흘리면서 570℃에서 2시간 동안 촉매를 환원시켰다. A catalyst modified by K addition was prepared as follows so that the amount of K added to the raw material catalyst (PtSn / Al 2 O 3 -Cl) was 0.35 wt%. After 90.4 mg of potassium nitrate (KNO 3 ) was dissolved in distilled water, 10 g of a PtSn / Al 2 O 3 -Cl catalyst was impregnated into this solution and dried at 110 ° C for 8 hours. Thereafter, heat treatment was carried out under conditions of a dry air space velocity of 1500 hr &lt; -1 &gt; and an air flow at 550 DEG C for 3 hours. This catalyst was named PtSnK (0.35). 2 g of the catalyst PtSnK (0.35) thus heat-treated was charged into the reactor, and the catalyst was reduced at 570 ° C for 2 hours while flowing a mixed gas of 20 cc of pure hydrogen and 20 cc of nitrogen.

이후 질소와 노말-부탄 혼합기체를 유입시켜 탈수소화 반응을 실시하였다. 이때 노말-부탄의 기체공간 속도(GHSV)는 600hr-1이었고, 질소와 노말-부탄의 혼합 부피비는 1:1이었으며, 상압에서 촉매층 반응온도를 550℃로 유지하였다. Then, the dehydrogenation reaction was carried out by introducing nitrogen and n-butane mixed gas. The gas-space velocity (GHSV) of the normal-butane was 600 hr -1 , the mixing volume ratio of nitrogen and n-butane was 1: 1, and the reaction temperature of the catalyst layer was maintained at 550 ° C. at normal pressure.

반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 반응개시 1시간 후의 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 도 1에 나타내었다. The gas composition formed by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane after 1 hour from the initiation of reaction and the selectivity of each reaction product were measured and are shown in Table 2 below. Further, the change in the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with time is shown in Fig.

노말-부탄의 전환율과 각 반응 생성물의 선택도 및 수율은 하기 수학식 1, 2 및 3에 의해 계산하였다.The conversion of n-butane, the selectivity and yield of each reaction product were calculated by the following equations (1), (2) and (3).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013077917199-pat00002
Figure 112013077917199-pat00002

[수학식 2] &Quot; (2) &quot;

Figure 112013077917199-pat00003
Figure 112013077917199-pat00003

[수학식 3] &Quot; (3) &quot;

Figure 112013077917199-pat00004
Figure 112013077917199-pat00004

비교예1Comparative Example 1

상기 원료 촉매 2g을 알칼리금속의 첨가 과정 없이 공기흐름 하에서 건조공기 공간속도 1500hr-1의 조건, 550℃에서 3시간 열처리하였다. 이 촉매를 PtSn(N.A)으로 명명하였다. 상기 촉매를 반응기에 충전시키고, 순수한 수소 20cc와 질소 20cc의 혼합기체를 흘리면서 570℃에서 2시간 동안 촉매를 환원시켰다. 이후 질소와 노말-부탄 혼합기체를 유입시켜 탈수소화 반응을 실시하였다. 이때 노말-부탄의 기체공간 속도(GHSV)는 600hr-1이었고, 질소와 노말-부탄의 혼합 부피비는 1:1이었으며, 상압에서 촉매층 반응온도를 550℃로 유지하였다. 2 g of the raw material catalyst was heat-treated under air flow at a dry air space velocity of 1500 hr -1 at 550 ° C. for 3 hours without adding an alkali metal. This catalyst was named PtSn (NA). The catalyst was charged into a reactor and the catalyst was reduced at 570 캜 for 2 hours while flowing a mixed gas of 20 cc of pure hydrogen and 20 cc of nitrogen. Then, the dehydrogenation reaction was carried out by introducing nitrogen and n-butane mixed gas. The gas-space velocity (GHSV) of the normal-butane was 600 hr -1 , the mixing volume ratio of nitrogen and n-butane was 1: 1, and the reaction temperature of the catalyst layer was maintained at 550 ° C. at normal pressure.

반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 반응개시 1시간 후의 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 도 1에 나타내었다.
The gas composition formed by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane after 1 hour from the initiation of reaction and the selectivity of each reaction product were measured and are shown in Table 2 below. Further, the change in the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with time is shown in Fig.

실시예2Example 2

상기 원료 촉매에 도입되는 K의 첨가량을 0.5중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnK(0.5)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 반응개시 1시간 후의 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 도 1에 나타내었다.
The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of K added to the raw material catalyst was changed to 0.5 wt%. This catalyst was named PtSnK (0.5). The gas composition formed by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane after 1 hour from the initiation of reaction and the selectivity of each reaction product were measured and are shown in Table 2 below. Further, the change in the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with time is shown in Fig.

실시예Example 3 3

상기 원료 촉매에 도입되는 K의 첨가량을 0.7중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnK(0.7)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 반응개시 1시간 후의 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 도 1에 나타내었다.
The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of K added to the raw material catalyst was changed to 0.7 wt%. This catalyst was named PtSnK (0.7). The gas composition formed by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane after 1 hour from the initiation of reaction and the selectivity of each reaction product were measured and are shown in Table 2 below. Further, the change in the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with time is shown in Fig.

실시예Example 4 4

상기 원료 촉매에 도입되는 K의 첨가량을 1.0중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnK(1.0)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 반응개시 1시간 후의 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율의 시간에 따른 변화추이를 도 1에 나타내었다.
The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of K added to the raw material catalyst was changed to 1.0 wt%. This catalyst was named PtSnK (1.0). The gas composition formed by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane after 1 hour from the initiation of reaction and the selectivity of each reaction product were measured and are shown in Table 2 below. Further, the change in the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene with time is shown in Fig.

실시예Example 5 5

상기 원료 촉매에 도입되는 알칼리 금속으로서 K 대신에 Cs을 0.5중량% 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnCs(0.5)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
The procedure of Example 1 was repeated except that Cs was added in an amount of 0.5 wt% instead of K as an alkali metal to be introduced into the raw material catalyst. This catalyst was named PtSnCs (0.5). The composition of the gas produced by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane and the selectivity of each reaction product were measured and shown in Table 3 below.

실시예Example 6 6

상기 원료 촉매에 도입되는 Cs의 첨가량을 0.7중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnCs(0.7)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
The procedure of Example 5 was repeated, except that the amount of Cs added to the raw material catalyst was changed to 0.7 wt%. This catalyst was named PtSnCs (0.7). The composition of the gas produced by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane and the selectivity of each reaction product were measured and shown in Table 3 below.

실시예Example 7 7

상기 원료 촉매에 도입되는 Cs의 첨가량을 1.0중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnCs(1.0)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
The procedure of Example 5 was repeated except that the amount of Cs added to the raw material catalyst was changed to 1.0 wt%. This catalyst was named PtSnCs (1.0). The composition of the gas produced by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane and the selectivity of each reaction product were measured and shown in Table 3 below.

실시예Example 8 8

상기 원료 촉매에 도입되는 Cs의 첨가량을 2.0중량%로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 실시하였다. 이 촉매를 PtSnCs(2.0)로 명명하였다. 반응에 의해 생성된 기체조성은 반응장치와 연결된 기체 분석용 GC를 통해 분석하였으며, 이로부터 노말-부탄 전환율, 각각의 반응 생성물 선택도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
The procedure of Example 5 was repeated except that the amount of Cs added to the raw material catalyst was changed to 2.0 wt%. This catalyst was named PtSnCs (2.0). The composition of the gas produced by the reaction was analyzed by GC for gas analysis connected to the reaction apparatus. From this, the conversion of n-butane and the selectivity of each reaction product were measured and shown in Table 3 below.

Figure 112013077917199-pat00005
Figure 112013077917199-pat00005

주) 1) 백금(Pt)에 대한 첨가된 칼륨(K)의 원자비 Note 1) The atomic ratio of added potassium (K) to platinum (Pt)

2) 1,3-부타디엔 선택도2) 1,3-butadiene selectivity

3) 생성물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐의 생성비3) Production ratio of isobutene to n-butene in the product

4) 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소 이성화 반응 생성물인 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율
4) The total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, products of dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane

Figure 112013077917199-pat00006
Figure 112013077917199-pat00006

주) 1) 백금(Pt)에 대한 첨가된 세슘(Cs)의 원자비Note 1) The atomic ratio of added cesium (Cs) to platinum (Pt)

2) 1,3-부타디엔 선택도2) 1,3-butadiene selectivity

3) 생성물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐의 생성비3) Production ratio of isobutene to n-butene in the product

4) 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소 이성화 반응 생성물인 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 합계 수율
4) The total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, products of dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of n-butane

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~4에서 칼륨이 첨가된 촉매들에서, 백금에 대한 첨가된 칼륨의 원자비가 증가함에 따라 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소이성화에 의한 생성물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐 생성비가 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐에 대한 합계 수율이 크게 향상된 것을 볼 수 있다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이 반응이 진행되는 동안 전체적으로 수율이 높게 유지되는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 2, in the catalysts to which potassium was added in Examples 1 to 4, as the atomic ratio of added potassium to platinum was increased, dehydrogenation of n-butane and normal- It can be seen that the isobutene production ratio for butene is reduced. Also, it can be seen that the total yield of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene is greatly improved. Also, as shown in FIG. 1, it can be seen that the yield is maintained as a whole during the course of the reaction.

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 5~8의 세슘이 첨가된 촉매들에서, 백금에 대한 첨가된 세슘의 원자비가 증가함에 따라 노말-부탄의 탈수소 및 탈수소이성화에 의한 생성물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐 생성비가 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐에 대한 합계 수율이 향상된 것을 볼 수 있다.
As can be seen from Table 3, in the catalysts to which cesium was added in Examples 5 to 8, as the atomic ratio of added cesium to platinum was increased, dehydrogenation of n-butane and dehydrogenation of n-heptane- It can be seen that the isobutene production ratio for butene is reduced. It is also seen that the total yields for n-butene, 1,3-butadiene and isobutene are improved.

Claims (7)

나프타 리포밍 공정에서 사용되어, 코크 제거, 수분 건조 및 옥시염소화 처리로 이루어진 재생 처리를 거친 재생 촉매로서, 촉매의 총 중량을 기준으로 백금 0.1~1.0중량%, 주석 0.1~2.0중량% 및 염소 0.5~3.0중량%를 포함하고, 백금에 대한 염소의 중량비가 백금:염소=1:3~10이며, 비표면적이 100~180m2/g인 원료 촉매에 추가적으로 알칼리금속을 백금에 대한 첨가된 알칼리금속의 원자비가 1~30이 되는 범위에서 상기 원료 촉매의 총 중량을 기준으로 0.1~3중량% 첨가하여 개질시킨 것을 특징으로 하는, 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응용 촉매.0.1 to 1.0% by weight of platinum, 0.1 to 2.0% by weight of tin and 0.1 to 2.0% by weight of chlorine, based on the total weight of the catalyst, of the regenerated catalyst used in the naphtha reforming step, To 3.0% by weight, the weight ratio of chlorine to platinum is platinum: chlorine = 1: 3 to 10, and the specific surface area is 100 to 180 m 2 / g. In addition to the raw material catalyst, an alkali metal is added to the platinum- Wherein the catalyst is modified by adding 0.1 to 3% by weight based on the total weight of the raw material catalyst in the range of 1 to 30 atomic ratios of the raw material catalyst to the dehydration and dehydrogenation isomerization reaction of n-butane. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 알칼리금속은 칼륨(K), 나트륨(Na) 또는 세슘(Cs)인 것을 특징으로 하는 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the alkali metal is potassium (K), sodium (Na), or cesium (Cs).
제1항 또는 제3항에 기재된 촉매를 이용하여, 노말-부탄을 원료로 하여 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조 방법.A process for producing n-butene, 1,3-butadiene and isobutene, which comprises subjecting a catalyst according to claim 1 or 3 to dehydrogenation and dehydrogenation isomerization using n-butane as a raw material. &Lt; / RTI &gt; 제4항에 있어서,
노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물 중의 노말-부텐에 대한 이소부텐의 생성비가 0.6미만으로 조절되는 것을 특징으로 하는 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Butene, 1,3-butadiene and isobutene, wherein the ratio of isobutene to n-butene in the mixture of n-butene, 1,3-butadiene and isobutene is controlled to be less than 0.6. Way.
제4항에 있어서,
상기 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응은 400~700℃, 0.1~10기압 및 노말-부탄 공간속도 50~5000 hr-1의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of the n-butane are carried out under the conditions of 400 to 700 ° C., 0.1 to 10 atm and a normal-butane space velocity of 50 to 5000 hr -1 . - Preparation of a mixture of butadiene and isobutene.
제6항에 있어서,
상기 노말-부탄의 탈수소화 및 탈수소 이성화 반응에서 노말-부탄 스트림에 수소가 추가로 첨가되고, 노말-부탄 1몰에 대한 수소의 몰비는 0.1~100인 것을 특징으로 하는, 노말-부텐, 1,3-부타디엔 및 이소부텐의 혼합물의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Butane is further added with hydrogen in the normal-butane stream in the dehydrogenation and dehydrogenation isomerization of the n-butane and the molar ratio of hydrogen to 1 mole of n-butane is 0.1 to 100, A process for preparing a mixture of 3-butadiene and isobutene.
KR1020130101567A 2013-08-27 2013-08-27 An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same KR101485697B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130101567A KR101485697B1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130101567A KR101485697B1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101485697B1 true KR101485697B1 (en) 2015-01-23

Family

ID=52592402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130101567A KR101485697B1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101485697B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10391477B2 (en) 2016-09-30 2019-08-27 Uchicago Argonne, Llc Multimetallic catalysts
US10828621B2 (en) 2017-08-28 2020-11-10 Uchicago Argonne, Llc Supported multimetallic catalysts for oxidative dehydrogenation of alkanes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07300433A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Inst Fr Petrole Method of using catalyst in dehydroisomeri-zation of c4-5 n-paraffin
KR20000026638A (en) * 1998-10-22 2000-05-15 조정래 Catalyst for dehydration having huge pore

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07300433A (en) * 1994-04-28 1995-11-14 Inst Fr Petrole Method of using catalyst in dehydroisomeri-zation of c4-5 n-paraffin
KR20000026638A (en) * 1998-10-22 2000-05-15 조정래 Catalyst for dehydration having huge pore

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10391477B2 (en) 2016-09-30 2019-08-27 Uchicago Argonne, Llc Multimetallic catalysts
US10828621B2 (en) 2017-08-28 2020-11-10 Uchicago Argonne, Llc Supported multimetallic catalysts for oxidative dehydrogenation of alkanes
US11738331B2 (en) 2017-08-28 2023-08-29 Uchicago Argonne, Llc Supported multimetallic catalysts for oxidative dehydrogenation of alkanes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4430517A (en) Dehydrogenation process using a catalytic composition
US4438288A (en) Dehydrogenation of hydrocarbons with a halogen contacting step
TWI626083B (en) Dehydrogenation process using catalytic composition for the dehydrogenation of butenes or mixtures of butanes and butenes to give 1,3-butadiene
US10960384B2 (en) Dehydrogenation catalyst
JP4553727B2 (en) Palladium / silver catalyst for hydrogenation and production method thereof
US4506032A (en) Dehydrogenation catalyst composition
ZA200407654B (en) Dehydrogenation catalyst composition
US10682628B2 (en) Processes for regenerating a catalyst for the selective conversion of hydrocarbons
EP2300157A2 (en) Catalyst for dehydrogenation of hydrocarbons
MX2011007098A (en) Catalyst regeneration.
JP5345058B2 (en) Method for reactivating metathesis catalyst and method for producing olefins including reactivation step thereof
AU2013311001B2 (en) A dehydrogenation catalyst for hydrocarbons and method of preparation thereof
US5310713A (en) Regeneration of an alkylation catalyst with hydrogen
US6498280B1 (en) Catalyst comprising an element from groups 8, 9 or 10 with good accessibility, and its use in a paraffin dehydrogenation process
JPH09173843A (en) Selective hydrogenation catalyst and method using this catalyst
KR101406563B1 (en) A catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butane, 1,3-butadiene and iso-butene using the same
KR101485697B1 (en) An alkali-modified catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butene, 1,3-butadiene and iso-butene with controlled ratio of isobutene to n-butene using the same
KR101440694B1 (en) A catalyst for dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butane, 1,3-butadiene and iso-butene in high yield using the same
KR101440695B1 (en) A catalyst with increased selectivity for n-butene and 1,3-butadiene in dehydrogenation and dehydroisomerization of n-butane and a method for producing a mixture of n-butane, 1,3-butadiene and iso-butene in high yield using the same
US3461177A (en) Process to convert normal-hexane to naphthenes
JPH0159013B2 (en)
US20210178369A1 (en) Catalytic hydrocarbon dehydrogenation
US9199893B2 (en) Process for xylenes production
TW201822884A (en) Catalyst system and process utilizing the catalyst system
KR20210077020A (en) Dehydrogenation catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee