KR101745220B1 - Dehydrogenation process - Google Patents

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Abstract

H2-함유 분위기에서 촉매 전구체를 활성화시키는 단계를 포함하는, 탄화수소를 탈수소화 촉매로 탈수소화시키는 방법이 개시되어 있다. 특히 유리한 활성화 방법은, 촉매 전구체를 400 내지 600℃ 범위의 온도로 가열하는 것을 포함한다. 본원의 방법은 특히 사이클로헥산을 탈수소화하여 벤젠을 제조하는데 유리하다.There is disclosed a process for dehydrogenating a hydrocarbon with a dehydrogenation catalyst comprising the step of activating a catalyst precursor in an H 2 -containing atmosphere. A particularly advantageous activation method comprises heating the catalyst precursor to a temperature in the range of 400 to 600 占 폚. The process of the present invention is particularly advantageous for preparing benzene by dehydrogenating cyclohexane.

Description

탈수소화 방법{DEHYDROGENATION PROCESS}[0001] DEHYDROGENATION PROCESS [0002]

본 발명은, 포화 환형 탄화수소, 예컨대 사이클로헥산 및/또는 메틸사이클로펜탄, 특히 벤젠을 사이클로헥실벤젠으로 하이드로알킬화시키는 중에 생성된 사이클로헥산 및/또는 메틸사이클로펜탄을 탈수소화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the dehydrogenation of cyclohexane and / or methylcyclopentane produced during the hydroalkytation of saturated cyclic hydrocarbons such as cyclohexane and / or methylcyclopentane, especially benzene, to cyclohexylbenzene.

우선권 주장Priority claim

본원은, 미국 가특허 출원 제 61/732,118 호(출원일: 2012. 11. 30.) 및 유럽 특허 출원 제 13154527.9 호(출원일: 2013. 2. 8.)를 우선권으로 주장하며, 이들의 개시내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.The present application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 732,118 filed on November 30, 2012, and European Patent Application No. 13154527.9 filed on March 2, 2013, Quot; is hereby incorporated by reference.

관련 출원의 상호 참조Cross reference of related application

본원은, 미국 가특허 출원 제 61/468,298 호(출원일: 2011. 3. 28, 발명의 명칭: 탈수소화 방법) 및 미국 특허 출원 제 13/512,805 호(출원일: 2010. 12. 17. 출원, 발명의 명칭: 탈수소화 방법)에 관한 것이며, 이들 두 특허의 내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 468,298 filed on Mar. 28, 2011, entitled "Dehydrogenation Method" and U.S. Patent Application No. 13 / 512,805 filed on December 17, 2010 Quot; dehydrogenation "), both of which are incorporated herein by reference in their entirety.

사이클로헥실벤젠은 하이드로알킬화 또는 환원성 알킬화 공정에 의해 벤젠으로부터 생성될 수 있다. 이 공정에서는, 벤젠을 촉매의 존재 하에 수소와 가열하여, 벤젠이 부분적으로 수소화되어 사이클로헥센과 같은 반응 중간체를 생성하고 이후 이는 벤젠 출발 물질을 알킬화시킨다. 따라서, 미국 특허 제 4,094,918 호 및 제 4,177,165 호는 니켈- 및 희토류-처리된 제올라이트 및 팔라듐 촉진제를 포함하는 촉매 상에서의 방향족 탄화수소의 하이드로알킬화를 개시한다. 유사하게, 미국 특허 제 4,122,125 호 및 제 4,206,082 호는 희토류-처리된 제올라이트 상에 지지된 루테늄 및 니켈 화합물의 방향족 하이드로알킬화 촉매로서의 용도를 개시한다. 이러한 종래 기술 공정에서 사용되는 제올라이트는 제올라이트 X 및 Y이다. 또한, 미국 특허 제 5,053,571 호는 방향족 하이드로알킬화 촉매로서 제올라이트 베타 상에 지지된 루테늄 및 니켈 화합물의 사용을 제안한다. 그러나, 벤젠의 하이드로알킬화에 대한 이러한 초기의 제안들은, 사이클로헥실벤젠에 대한 선택도가 낮고(특히 경제적으로 이용가능한 벤젠 전환율에서) 많은 양의 원치 않는 부산물, 특히 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄이 생성되는 문제를 겪었다. Cyclohexylbenzene may be produced from benzene by hydroalkylation or by a reductive alkylation process. In this process, benzene is heated with hydrogen in the presence of a catalyst to partially hydrogenate the benzene to produce a reactive intermediate such as cyclohexene, which in turn alkylates the benzene starting material. Thus, U.S. Pat. Nos. 4,094,918 and 4,177,165 disclose hydroalkylation of aromatic hydrocarbons over catalysts comprising nickel- and rare earth-treated zeolites and palladium promoters. Similarly, U.S. Patent Nos. 4,122,125 and 4,206,082 disclose the use of ruthenium and nickel compounds supported on rare earth-treated zeolites as catalysts for aromatic hydroalkylation. The zeolites used in this prior art process are zeolites X and Y. No. 5,053,571 also proposes the use of ruthenium and nickel compounds supported on zeolite beta as an aromatic hydroalkylation catalyst. However, these earlier proposals for the hydroalkylation of benzene have shown that low selectivity for cyclohexylbenzene (especially at economically available benzene conversion) and the formation of large amounts of undesired by-products, especially cyclohexane and methylcyclopentane I had a problem.

보다 최근에, 미국 특허 제 6,037,513 호는, 벤젠의 하이드로알킬화에서의 사이클로헥실벤젠 선택도가, 하나 이상의 수소화 금속 및 MCM-22계열의 분자체를 포함하는 이작용성 촉매의 존재 하에서 수소와 벤젠을 접촉시킴으로써 개선될 수 있음을 개시하고 있다. 수소화 금속은 바람직하게는 팔라듐, 루테늄, 니켈, 코발트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되고, 접촉 단계는 약 50 내지 350℃의 온도, 약 100 내지 7000 kPa의 압력, 약 0.01 내지 100의, 수소에 대한 벤젠의 몰비, 및 약 0.01 내지 100 hr-1의 중량 시공간 속도(WHSV)에서 수행된다. 상기 미국 특허 제 6,037,513 호는, 생성된 사이클로헥실벤젠을 이어서 상응하는 하이드로퍼옥사이드로 산화시킬 수 있고 상기 하이드로퍼옥사이드를 목적하는 페놀과 사이클로헥사논으로 절단할 수 있음을 개시하고 있다.More recently, U.S. Patent No. 6,037,513 discloses that the cyclohexylbenzene selectivity in the hydroalkylation of benzene is contacted with hydrogen in the presence of a bifunctional catalyst comprising at least one hydrogenated metal and a molecular sieve of the MCM-22 family And the like. The hydrogenation metal is preferably selected from palladium, ruthenium, nickel, cobalt and mixtures thereof and the contacting step is carried out at a temperature of about 50 to 350 DEG C, at a pressure of about 100 to 7000 kPa, at a pressure of about 0.01 to 100, And a weight hourly space velocity (WHSV) of about 0.01 to 100 hr < -1 >. U.S. Patent No. 6,037,513 discloses that the resulting cyclohexylbenzene can then be oxidized to the corresponding hydroperoxide and the hydroperoxide can be cleaved with the desired phenol and cyclohexanone.

이 공정의 하나의 단점은, 이 공정이 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄과 같은 불순물을 생성한다는 점이다. 이들 불순물은 가치있는 벤젠 공급물의 손실을 나타낸다. 더욱이, 제거되지 않으면, 이들 불순물은 시스템에 축적되는 경향이 있어서 이로써 벤젠을 축출시키고 원치않는 부산물의 생성을 증가시킬 것이다. 따라서, 페놀 전구체로서의 사이클로헥실벤젠의 상업적 적용이 직면하는 중요한 문제점은 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄 불순물의 제거이다.One disadvantage of this process is that the process produces impurities such as cyclohexane and methylcyclopentane. These impurities represent a loss of valuable benzene feed. Moreover, if not removed, these impurities will tend to build up in the system, thereby displacing benzene and increasing the production of unwanted byproducts. Thus, a major problem faced by commercial applications of cyclohexylbenzene as a phenolic precursor is the removal of cyclohexane and methylcyclopentane impurities.

이 문제에 대한 하나의 해결책은 미국 특허 제 7,579,511 호에 제안되어 있는데, 여기에는, 제1 촉매의 존재하에 벤젠을 하이드로알킬화시켜 사이클로헥실벤젠, 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄 및 미반응된 벤젠을 함유하는 제1 유출물 조성물을 형성하여 사이클로헥실벤젠을 제조하는 방법이 기술되어 있다. 상기 제1 유출물 조성물은 이어서, 사이클로헥산/메틸사이클로펜탄-풍부 조성물, 벤젠-풍부 조성물 및 사이클로헥실벤젠-풍부 조성물로 분리되고, 상기 사이클로헥산/메틸사이클로펜탄-풍부 조성물은 낮은 산도의 제2 탈수소 촉매와 접촉되어 사이클로헥산의 적어도 일부가 벤젠으로 전환되고 메틸사이클로펜탄의 적어도 일부가 선형 및/또는 분지형 파라핀으로 전환되어 제2 유출물 조성물을 형성한다. 벤젠-풍부 조성물 및 제2 유출물 조성물은 이어서 하이드로알킬화 단계로 재순환될 수 있다. 그러나, 이 공정이 가진 하나의 문제점은, 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄이 벤젠의 비점과 유사한 비점을 가져서 통상의 증류법으로는 이들의 분리가 어렵다는 것이다.One solution to this problem is proposed in U.S. Patent No. 7,579,511, which involves hydroalkylating benzene in the presence of a first catalyst to form a solution containing cyclohexylbenzene, cyclohexane, methylcyclopentane, and unreacted benzene A method of forming cyclohexylbenzene by forming a first effluent composition is described. The first effluent composition is then separated into a cyclohexane / methylcyclopentane-rich composition, a benzene-rich composition and a cyclohexylbenzene-rich composition, and the cyclohexane / methylcyclopentane- Contacting the dehydrogenation catalyst such that at least a portion of the cyclohexane is converted to benzene and at least a portion of the methylcyclopentane is converted to linear and / or branched paraffins to form a second effluent composition. The benzene-rich composition and the second effluent composition may then be recycled to the hydroalkylation step. However, one problem with this process is that cyclohexane and methylcyclopentane have boiling points similar to those of benzene, making them difficult to separate by conventional distillation methods.

또하나의 해결책은 국제 특허 공개 제 WO2009/131769 호에 제안되어 있으며, 여기서는 벤젠을 제1 촉매의 존재하에 하이드로알킬화시켜, 사이클로헥실벤젠, 사이클로헥산 및 미반응된 벤젠을 함유하는 제1 유출물 조성물을 생성한다. 상기 제1 유출물 조성물을 이어서 사이클로헥실벤젠-풍부 조성물, 및 사이클로헥산 및 벤젠을 포함하는 C6 생성물 조성물로 분리한다. C6 생성물 조성물의 적어도 일부를 이어서 탈수소화 조건하에 제2 촉매와 접촉시켜, 사이클로헥산의 적어도 일부를 벤젠으로 전환시키고, 벤젠 및 수소를 포함하는 제2 유출물 조성물을 생성시켜, 이를 하이드로알킬화 단계로 재순환시킬 수 있다.Another solution is proposed in International Patent Publication No. WO2009 / 131769 wherein hydroglycation of benzene in the presence of a first catalyst produces a first effluent composition containing cyclohexylbenzene, cyclohexane and unreacted benzene . The first effluent composition is then separated into a cyclohexylbenzene-rich composition, and a C 6 product composition comprising cyclohexane and benzene. At least a portion of the C 6 product composition is then contacted with a second catalyst under dehydrogenation conditions to convert at least a portion of the cyclohexane to benzene to produce a second effluent composition comprising benzene and hydrogen, Lt; / RTI >

미국 특허 제 7,579,511 호 및 WO2009/131769에 개시된 공정들 모두, 산화 알루미늄, 산화 규소, 산화 티타늄, 산화 지르코늄, 활성탄 및 이들의 조합물과 같은 다공성 무기 지지체 상에 VIII족 금속을 포함하는 탈수소화 촉매의 사용과 관련된다. 그러나, 실제적으로, 그러한 탈수소화 촉매는 사이클로헥산 및/또는 메틸사이클로펜탄의 전환에 대해 단지 한정된 활성을 갖고, 일부 경우에서는 급속한 노화를 겪을 수 있다. 따라서, 벤젠 하이드로알킬화 공정에 사용되는 벤젠 재순환 조성물로부터 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄을 제거하기 위한 개선된 촉매가 필요하다. 사이클로헥산의 전환은, 사이클로헥산의 비점이 벤젠의 비점의 1℃ 이내에 있기 때문에, 특히 중요하다. 메틸사이클로펜탄의 전환 또한 바람직하지만, 메틸사이클로펜탄과 벤젠의 비점은 거의 9℃의 차이가 있기 때문에, 사이클로헥산보다는 덜 중요하다.All of the processes disclosed in U.S. Patent No. 7,579,511 and WO 2009/131769 are directed to a process for preparing a dehydrogenation catalyst comprising a Group VIII metal on a porous inorganic support such as aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, activated carbon, Related to use. In practice, however, such dehydrogenation catalysts have only limited activity for the conversion of cyclohexane and / or methylcyclopentane and, in some cases, can undergo rapid aging. Thus, there is a need for improved catalysts for the removal of cyclohexane and methylcyclopentane from benzene recycle compositions used in benzene hydroalkylation processes. The conversion of cyclohexane is particularly important since the boiling point of cyclohexane is within 1 캜 of the boiling point of benzene. Conversion of methylcyclopentane is also preferred, but the boiling point of methylcyclopentane and benzene is less important than cyclohexane because there is a difference of almost 9 ° C.

보다 최근에, 사이클로헥산 및/또는 메틸사이클로펜탄을 탈수소화시키는데 하나 이상의 탈수소화 금속(예를 들면, 백금 또는 팔라듐) 및 1족 또는 2족 금속 촉진제(즉, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속)이 사용될 수 있음이 발견되었다. 이 공정은, 예를 들면 PCT 특허 출원 제 PCT/US2010/061041 호(출원일: 2010년 12월 17일)에 기술되어 있다. 그러나, 더욱 개선된 사이클로헥산 전환율 및/또는 선택도를 가진 탈수소화 촉매가 필요하다.More recently, at least one dehydrogenation metal (e.g., platinum or palladium) and a Group 1 or 2 metal promoter (i.e., an alkali metal or an alkaline earth metal) are used to dehydrogenate cyclohexane and / or methylcyclopentane . This process is described, for example, in PCT Patent Application No. PCT / US2010 / 061041 (filed on December 17, 2010). However, there is a need for a dehydrogenation catalyst having improved cyclohexane conversion and / or selectivity.

본 발명에서는 탈수소화 촉매의 활성화 단계가 촉매의 성능을 현저히 개선할 수 있음을 발견하였다.In the present invention, it has been found that the step of activating the dehydrogenation catalyst can significantly improve the performance of the catalyst.

본 발명의 제1 양태는, 탈수소화 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은A first aspect of the present invention relates to a dehydrogenation process,

(1A) (i) 무기 지지체 및 (ii) 촉매 전구체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10.0 중량%의 원소주기율표 6 내지 10족 금속 중에서 선택된 제1 금속을 포함하는 촉매 전구체를 제공하는 단계;(1A) providing a catalyst precursor comprising a first metal selected from among metals of Groups 6 to 10 of the Periodic Table of Elements (i) from 0.01 to 10.0 wt%, based on the total weight of (i) the inorganic support and (ii) the catalyst precursor;

(1B) 상기 촉매 전구체를 300 내지 600℃ 범위, 바람직하게는 420 내지 550 ℃ 범위의 온도에서 적어도 15 분 동안 H2-함유 분위기에서 처리함으로써 활성화된 탈수소화 촉매를 수득하는 단계; 및 (1B) obtaining an activated dehydrogenation catalyst by treating the catalyst precursor in an H 2 -containing atmosphere for at least 15 minutes at a temperature ranging from 300 to 600 ° C, preferably from 420 to 550 ° C; And

(1C) 탈수소화 반응기에서 탈수소화 조건하에 사이클로헥산을 포함하는 제1 조성물을 활성화된 탈수소화 촉매와 접촉시켜 사이클로헥산의 적어도 일부를 벤젠으로 전환하고 탈수소화 반응 생성물을 수득하는 단계Contacting the first composition comprising cyclohexane under dehydrogenation conditions in a (1C) dehydrogenation reactor with an activated dehydrogenation catalyst to convert at least a portion of the cyclohexane to benzene and obtain a dehydrogenation reaction product

를 포함한다..

본 발명의 제2 양태는, 페놀 및/또는 사이클로헥산온의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은A second aspect of the present invention relates to a process for the production of phenol and / or cyclohexanone,

(2A) 상기 제1 양태의 방법을 사용하여 사이클로헥실벤젠을 생성하는 단계;(2A) producing cyclohexylbenzene using the method of the first aspect;

(2B) 상기 사이클로헥실벤젠의 적어도 일부를 산화시켜 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드를 포함하는 산화 반응 생성물을 수득하는 단계; 및(2B) oxidizing at least a portion of the cyclohexylbenzene to obtain an oxidation reaction product comprising cyclohexylbenzene hydroperoxide; And

(2C) 상기 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드의 적어도 일부를 절단하여 페놀 및 사이클로헥산온을 포함하는 절단(cleavage) 반응 생성물을 생성하는 단계(2C) truncating at least a portion of the cyclohexylbenzene hydroperoxide to produce a cleavage reaction product comprising phenol and cyclohexanone

를 포함한다..

본 개시내용의 방법은 하기 장점들 중 적어도 하나 이상을 갖는다: 첫째, 촉매 전구체를 탈수소화 반응으로 투입하기 전에 수소-함유 분위기에서 승온에서 탈수소화 촉매 전구체를 가열함으로써, 촉매 전구체를 활성화하여 고 전환율 및 선택성을 가진 활성화된 촉매를 수득할 수 있다. 둘째, 활성화 중에 400℃보다 높은 활성화 온도로 촉매 전구체를 가열함으로써, 놀랍게도, 선택성을 희생시킴이 없이 개선된 전환율을 가진 촉매를 수득할 수 있다.The method of the present disclosure has at least one of the following advantages: First , the catalyst precursor is activated by heating the dehydrogenation catalyst precursor at elevated temperature in a hydrogen-containing atmosphere before introducing the catalyst precursor into the dehydrogenation reaction, And an activated catalyst with selectivity. Second , by heating the catalyst precursor to an activation temperature higher than 400 캜 during the activation, it is surprisingly possible to obtain a catalyst with improved conversion without sacrificing selectivity.

본 발명의 추가의 특징 및 이점들은 상세한 설명 및 청구범위 뿐 아니라 첨부된 도면에서 기술될 것이다. 전술된 일반 설명 및 하기 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시일 뿐이며, 청구하고 있는 본 발명의 속성 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 골자를 제공하려고 한 것임을 이해하여야 한다.Further features and advantages of the invention will be apparent from the description and the claims, as well as the appended drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are intended to provide an overview or spirit of the disclosure to further understand the nature and characteristics of the claimed invention.

도 1 및 도 2는, 본 개시내용의 실시예에 따라 두가지의 다른 절차에 의해 활성화된 두가지의 다른 촉매를 사용하여 사이클로헥산의 벤젠에 대한 전환율 및 선택도를 각각 보여주는 챠트이다.Figures 1 and 2 are charts showing the conversion and selectivity of cyclohexane to benzene, respectively, using two different catalysts activated by two different procedures in accordance with the embodiments of the present disclosure.

본 개시내용에서, 방법은 하나 이상의 "단계"를 포함하는 것으로 기술된다. 각각의 단계는 상기 방법에서 연속적 또는 불연속적 방식으로 1회 또는 여러 회 수행될 수 있는 행위 또는 조작임을 이해하여야 한다. 달리 명시되지 않으면 또는 문맥이 명백히 달리 기재하지 않으면, 방법에서의 각 단계는, 하나 이상의 다른 단계와 중복되거나 중복됨이 없이, 기재된 순서대로, 또는 그럴 수 있다면 임의의 다른 순서로, 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 하나 이상 또는 심지어 모든 단계들은 동일하거나 상이한 물질 배취에 대해 동시에 수행될 수 있다. 예를 들면, 연속적 방법에서, 방법에서의 제1 단계는 방법의 초기에만 공급된 원료에 대해 수행되고, 제2 단계는 상기 제1 단계에서 더 이른 시기에 상기 방법으로 공급된 원료 물질을 처리하는 것으로부터 생성된 중간체 물질에 대해 동시에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 단계들은 기재된 순서대로 수행된다.In this disclosure, a method is described as comprising one or more "steps ". It should be understood that each step is an act or operation that may be performed one or more times in a continuous or discontinuous manner in the method. Unless otherwise stated or unless the context clearly indicates otherwise, each step in the method may be performed sequentially, in the order described, or in any other order, if possible, without overlapping or overlapping with one or more other steps . In addition, one or more, or even all, steps may be performed simultaneously for the same or different batches of materials. For example, in a continuous method, the first step in the method is performed on the raw material initially supplied only at the beginning of the method, and the second step is performed at a later time in the first step, ≪ / RTI > can be carried out simultaneously on the resulting intermediate material. Preferably, the steps are performed in the order described.

달리 기재되지 않으면, 본 개시내용에서 양을 나타내는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"이 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 명세서 및 청구범위에 사용된 정확한 수치 값은 특정 실시양태를 구성하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예에서는 데이터의 정확성을 확실히 하기 위한 노력이 기울여졌다. 그러나, 임의의 측정 데이터는, 측정을 수행하는데 사용된 기법 및 장비의 한계로 인해, 특정 수준의 오차를 내재적으로 함유함을 이해하여야 한다.Unless otherwise stated, all numbers expressing quantities in this disclosure are to be understood as being modified in all instances by the term "about ". It is also to be understood that the exact numerical values used in the specification and the claims form a specific embodiment. Efforts have been made to ensure the accuracy of the data in the embodiments. However, it should be understood that any measurement data implicitly contains a certain level of error due to the limitations of the techniques and equipment used to perform the measurements.

본원에 사용된 단수 표현은 달리 명시되거나 문맥이 명백히 달리 기재하고 있지 않은 한 "하나 이상"을 의미한다. 따라서, "수소화 금속"을 사용하는 실시양태들은, 달리 명시되거나 문맥이 단지 하나의 유형의 수소화 금속이 사용된다고 명백히 기재하고 있지 않는 한, 하나, 둘 또는 그 이상의 다른 유형의 수소화 금속을 사용하는 실시양태를 포함한다.The phrase "a" or "an" as used herein means "one or more" unless the context clearly dictates otherwise. Accordingly, embodiments employing "hydrogenated metals" may be practiced using one, two or more different types of hydrogenated metals, unless explicitly stated otherwise or where the context clearly indicates that only one type of hydrogenation metal is used .

본원에 사용된 "중량%"는 중량에 의한 백분율을 의미하고, "부피%"는 부피에 의한 백분율을 의미하고, "몰%"는 몰에 의한 백분율을 의미하고, "ppm"은 백만부당의 부를 의미하고, "ppm 중량" 및 "중량ppm"은 중량을 기준으로 한 ppm을 의미하는 것으로 호환적으로 사용된다. 본원에 사용된 모든 "ppm"은 달리 명시되지 않는 한 중량ppm이다. 본원에서 모든 농도는 문제의 조성물의 총량을 기준으로 표시된다. 본원에 표시된 모든 범위는, 달리 명시되거나 기재되지 않는 한, 두 개의 특정 실시양태로서의 두 종점 모두를 포함하여야 한다.As used herein, "wt%" refers to percent by weight, "vol%" refers to percent by volume, "mol%" refers to percent by mol, "ppm" Quot; ppm weight "and" ppm by weight "are used interchangeably to mean ppm by weight. All "ppm" as used herein is ppm by weight unless otherwise specified. All concentrations herein are expressed relative to the total amount of the composition in question. All ranges set forth herein should include both endpoints as two specific embodiments, unless otherwise specified or indicated.

본원에 사용된, 일반적 용어 "다이사이클로헥실벤젠"은, 총괄해서, 1,2-다이사이클로헥실벤젠, 1,3-다이사이클로헥실벤젠, 및 1,4-다이사이클로헥실벤젠을 포함한다(이들 중 단지 하나 또는 둘을 의미하는 것으로 명백히 명시하지 않는 한). 용어 "사이클로헥실벤젠"은 단수 형태로 사용시 일치환된 사이클로헥실벤젠을 의미한다.As used herein, the general term "dicyclohexylbenzene" includes, collectively, 1,2-dicyclohexylbenzene, 1,3-dicyclohexylbenzene, and 1,4-dicyclohexylbenzene Unless explicitly stated to mean only one or two of the above). The term "cyclohexylbenzene" means cyclohexylbenzene monosubstituted in use in its singular form.

본 개시내용에서, 촉매 및 촉매의 전구체의 조성은 건조 성분들을 기준으로 표현된다. 촉매 물질이 물을 다양한 수준으로 동반할 수 있는 경우, 그러한 물은 그 조성에서 고려되지 않는다. 촉매 물질 또는 그의 전구체는 거기에 함유된 소량의 물과 함께 가공 및/또는 사용될 수 있으며, 활성화된 촉매는 본 개시내용에 따른 탈수소화 방법에 사용하기 위해 투입될 때 건조한(5 중량% 이하, 또는 3 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하) 것이 바람직하다. 본 개시내용에서, 촉매 및 그의 전구체 중의 제1, 제2 및 제3 금속의 양은 그의 산화 상태와 무관하게 원소 금속을 기준으로 표현된다. 따라서, 이들 촉매 물질 중의 Pt, Pd, Sn, K, Na, Ni, Co, 및 다른 1, 2, 6-10 및 14족 금속의 모든 양은, 이들이 문제의 상기 물질 중에 예를 들면 염, 산화물, 착물 및 원소형 금속의 형태로 모두 또는 부분적으로 존재할 수 있을지라도, 원소 기준으로 표현된다. 예를 들면, 98g의 이산화규소 상에 지지된 1.9g의 염화 주석 염(1g의 주석) 및 22.29g의 테트라아민 백금 수산화물 용액(4.486중량%의 Pt)으로 이루어진 촉매 조성물은 건조한 성분으로 촉매 조성물의 총량을 기준으로 1.0중량%의 주석 및 1.0중량%의 Pt를 함유한다. 또한, 촉매의 전구체의 조성은 그로부터 제조된 활성화된 촉매의 최종 조성으로 표현된다. 촉매 제제 분야의 통상의 기술자들은 염, 용액, 산화물 등과 같은 출발 물질을 구성하여 활성화된 촉매의 최종 목표 화학적 조성을 달성할 수 있다. 예를 들면, 본 개시 내용에서, 1.0중량%의 Pt, 1.0중량%의 Sn 및 98중량%의 실리카를 포함하는 촉매 전구체는, 활성화시, 상기 양의 백금, 주석 및 실리카를 포함하는 최종 촉매로 전환될 원하는 양의 PtO2, Pt, SnO2, SnO, SnCl4, SnCl2 등 중 하나 이상과 같은 출발 물질을 포함하는 전구체를 의미한다.In this disclosure, the composition of the precursor of the catalyst and the catalyst is expressed on the basis of the dry ingredients. If the catalytic material can carry water at various levels, such water is not taken into account in its composition. The catalytic material or precursor thereof may be processed and / or used in conjunction with a small amount of water contained therein, and the activated catalyst may be dried (up to 5% by weight, 3 wt% or less, or 1 wt% or less, or 0.5 wt% or less, or 0.1 wt% or less). In the present disclosure, the amounts of the first, second and third metals in the catalyst and its precursor are expressed on the basis of the elemental metals regardless of their oxidation state. All amounts of Pt, Pd, Sn, K, Na, Ni, Co and other metals of Groups 1, 2, 6-10 and 14 metals in these catalytic materials are therefore such that they are present in the material in question, Although they may be present in all or in part in the form of complexes and small metals. For example, a catalyst composition consisting of 1.9 g of tin chloride (1 g of tin) supported on 98 g of silicon dioxide and 22.29 g of tetraamine platinum hydroxide solution (4.486 wt% of Pt) 1.0 wt% tin and 1.0 wt% Pt based on the total amount. In addition, the composition of the precursor of the catalyst is expressed as the final composition of the activated catalyst prepared therefrom. Those skilled in the art of catalyst formulations can construct starting materials such as salts, solutions, oxides, etc. to achieve the final target chemical composition of the activated catalyst. For example, in this disclosure, a catalyst precursor comprising 1.0 wt.% Pt, 1.0 wt.% Sn, and 98 wt.% Silica can be used as the final catalyst comprising the amount of platinum, tin and silica means a precursor containing starting material such as one or more of the desired amount of PtO 2, Pt, SnO 2, SnO, SnCl 4, SnCl 2 , such as to turn.

본원에 사용된 용어 "MCM-22 형 물질"(또는 "MCM-22 유형의 물질" 또는 "MCM-22 유형의 분자체" 또는 "MCM-22 유형 제올라이트"는 다음 중 하나 이상을 포함한다:The term "MCM-22 type material" (or "MCM-22 type material" or "MCM-22 type molecular sieve" or "MCM-22 type zeolite") as used herein includes one or more of the following:

- MWW 골격 토폴로지를 갖는, 통상의 제 1 결정도(first degree crystalline) 빌딩 블록 유닛 셀로부터 제조된 분자체(유닛 셀은, 3차원 공간으로 타일링되는 경우 결정 구조를 기술하는 원자들의 공간적 배열이다. 이러한 결정 구조는 본원에서 그 전체를 참고로 인용하고 있는 문헌["Atlas of Zeolite Framework Types," Fifth edition, 2001]에 개시되어 있다);Molecular sieves made from conventional first degree crystalline building block unit cells with a MWW skeletal topology are a spatial arrangement of atoms describing a crystal structure when tiled into a three dimensional space. This crystal structure is disclosed in Atlas of Zeolite Framework Types, "Fifth edition, 2001, which is incorporated herein by reference in its entirety);

- MWW 골격 토폴로지 유닛 셀이 2차원으로 타일링되어 하나의 유닛 셀 두께, 바람직하게는 하나의 c-유닛 셀 두께의 단층을 형성한, 통상의 제 2 결정도 빌딩 블록으로부터 제조된 분자체;- molecular sieves made from conventional second crystalline building blocks, wherein the MWW skeletal topology unit cells are tiled in two dimensions to form a single unit cell thickness, preferably a single c-unit cell thickness;

- 하나 이상의 유닛 셀 두께의 층인 통상의 제 2 결정도 빌딩 블록으로부터 제조된 분자체로서, 하나 초과의 유닛 셀 두께의 층이 하나의 유닛 셀 두께의 2개 이상의 단층들을 적층하거나, 팩킹 또는 결합하여 만들어진 분자체(이러한 제 2 결정도 빌딩 블록의 적층은 규칙적인 방식, 불규칙적인 방식, 무작위 방식, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어질 수 있음), 및- Molecular sieves made from conventional second crystalline building blocks, which are layers of one or more unit cell thicknesses, wherein a layer of more than one unit cell thickness is formed by laminating, packing or bonding two or more single layers of one unit cell thickness The molecular sieves made (this second determination can also be made by stacking the building blocks in a regular manner, in an irregular manner, in a random manner, or any combination thereof), and

- MWW 골격 토폴로지를 갖는 유닛 셀의 임의의 규칙적 또는 무작위의 2차원 또는 3차원 조합에 의해 만들어진 분자체.- molecular sieves made by any regular or random two-dimensional or three-dimensional combination of unit cells with MWW skeletal topology.

상기 MCM-22 유형의 분자체는 12.4±0.25, 6.9±0.15, 3.57±0.07 및 3.42±0.07Å에서 d-간격 최대치를 포함하는 X-선 회절 패턴을 갖는 분자체들을 포함한다. 상기 물질을 특징짓기 위해 사용된 X-선 회절 데이터는, 입사 복사선으로서 구리의 K-알파 이중선을 사용하고 섬광 계수기 및 수집 시스템인 관련 컴퓨터가 장착된 회절분석계를 사용하는 표준 기술에 의해 수득된다.The molecular sieve of the MCM-22 type comprises molecular sieves having an X-ray diffraction pattern comprising d-spacing maximums at 12.4 + -0.25, 6.9 + -0.15, 3.57 + 0.07 and 3.42 + 0.07A. The X-ray diffraction data used to characterize the material is obtained by standard techniques using a K-alpha doublet of copper as incident radiation and a diffractometer equipped with an associated computer which is a scintillation counter and a collection system.

MCM-22 유형의 물질은, MCM-22(미국 특허 제 4,954,325 호에 개시됨), PSH-3(미국 특허 제 4,439,409 호에 개시됨), SSZ-25(미국 특허 제 4,826,667 호에 개시됨), ERB-1(유럽특허 제 0293032 호에 개시됨), ITQ-1(미국 특허 제 6,077,498 호에 개시됨), ITQ-2(국제 특허 공개공보 제 WO 97/17290 호에 개시됨), MCM-36(미국 특허 제 5,250,277 호에 개시됨), MCM-49(미국 특허 제 5,236,575 호에 개시됨), 및 MCM-56(미국 특허 제 5,362,697 호에 개시됨)을 포함한다. UZM-8(미국 특허 제 6,756,030 호에 개시됨)와 같은 다른 분자체를, 본 발명의 개시내용의 목적을 위해 또한 MCM-22 유형의 분자체와 함께 또는 단독으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 분자체는 (a) MCM-49, (b) MCM-56, 및 (c) MCM-49 및 MCM-56의 아이소타입, 예를 들면 ITQ-2 중에서 선택된다.Materials of the MCM-22 type include MCM-22 (disclosed in U.S. Patent No. 4,954,325), PSH-3 (disclosed in U.S. Patent No. 4,439,409), SSZ-25 (disclosed in U.S. Patent No. 4,826,667) ITQ-1 (disclosed in European Patent No. 0293032), ITQ-1 (disclosed in U.S. Patent No. 6,077,498), ITQ-2 (disclosed in International Patent Publication No. WO 97/17290), MCM-36 (Disclosed in U.S. Patent No. 5,250,277), MCM-49 (disclosed in U.S. Patent No. 5,236,575), and MCM-56 (disclosed in U.S. Patent No. 5,362,697). Other molecular sieves such as UZM-8 (disclosed in U.S. Patent No. 6,756,030) can be used for the purposes of the present disclosure, also with or without the molecular sieve of MCM-22 type. Preferably the molecular sieve is selected from (a) MCM-49, (b) MCM-56, and (c) isotypes of MCM-49 and MCM-56, such as ITQ-2.

탈수소화 반응에 사용된 탈수소화 촉매는 (i) 무기 지지체, (ii) 원소 주기율표의 6족 내지 10족 중에서 선택된 제1 금속, 임의적으로 (iii) 원소 주기율표의 14족 중에서 선택된 제2 금속, 및 임의적으로 (iv) 원소 주기율표의 1족 및 2족 중에서 선택된 제3 금속을 포함한다. 예를 들면, 탈수소화 촉매는, 제1 금속 및 제2 금속 둘다를 포함할 수 있지만, 본질적으로 제3 금속은 함유하지 않는다. 그러한 촉매의 예는 예를 들면 WO2012/134552에 기술되어 있으며, 이의 관련 부분을 본원에 참고로 인용한다. 달리, 탈수소화 촉매는 제1 금속 및 제3 금속 둘다를 포함할 수 있지만, 본질적으로 제2 금속은 함유하지 않는다. 그러한 촉매의 예는 예를 들면 WO2011/096998에 기술되어 있으며, 이의 관련 부분을 본원에 참고로 인용한다. 또한, 본 개시내용의 방법에 사용되는 탈수소화 촉매는 제1, 제2 및 제3 금속을 동시에 포함할 수도 있다. 본원에 사용시, 본원에 개시된 원소 주기율표의 족에 대한 번호부여체계는 문헌[Hawley's Condensed Chemical Dictionary (14th Edition), by Richard J. Lewis]의 안쪽 표지 상에 제공된 새로운 명명법에 의한다.The dehydrogenation catalyst used in the dehydrogenation reaction comprises (i) an inorganic support, (ii) a first metal selected from Groups 6-10 of the Periodic Table of the Elements, optionally (iii) a second metal selected from Group 14 of the Periodic Table of Elements, and And optionally (iv) a third metal selected from Group 1 and Group 2 of the Periodic Table of the Elements. For example, the dehydrogenation catalyst may comprise both a first metal and a second metal, but essentially does not contain a third metal. Examples of such catalysts are described, for example, in WO2012 / 134552, the relevant portions of which are incorporated herein by reference. Alternatively, the dehydrogenation catalyst may comprise both a first metal and a third metal, but essentially does not contain a second metal. Examples of such catalysts are described, for example, in WO2011 / 096998, the relevant portions of which are incorporated herein by reference. In addition, the dehydrogenation catalyst used in the process of the present disclosure may also comprise first, second and third metals simultaneously. As used herein, the numbering scheme for the families of the Periodic Table of Elements disclosed herein is described in Hawley's Condensed Chemical Dictionary (14 th Edition), by Richard J. Lewis].

본 개시내용의 방법에 사용되는 촉매는 원소 주기율표의 6족 내지 10족 중에서 선택된 제1 금속, 예를 들면 백금 및/또는 팔라듐을 포함한다. 전형적으로, 원소 주기율표의 6족 내지 10족 중에서 선택된 금속은 Fm1 내지 Fm2 중량% 범위의 양으로 존재하며, 여기서 Fm1은 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.30, 0.50, 0.80, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00, 3.50, 4.00, 4.50, 또는 5.00일 수 있고, Fm2는 10.0, 9.50, 9.00, 8.50, 8.00, 7.50, 7.00, 6.50, 6.00, 5.50, 5.00, 4.50, 4.00, 3.50, 3.00, 2.50, 2.00, 1.50, 또는 1.00일 수 있으며, 단 Fm1 < Fm2 이다.The catalyst used in the process of the present disclosure comprises a first metal selected from Group 6 to Group 10 of the Periodic Table of the Elements, for example platinum and / or palladium. Typically, the metal selected from group 6 to group 10 of the Periodic Table of Elements is present in an amount ranging from Fm1 to Fm2% by weight, wherein Fm1 is 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.30, 0.50, 0.80, 1.00, Fm2 may be 10.0, 9.50, 9.00, 8.50, 8.00, 7.50, 7.00, 6.50, 6.00, 5.50, 5.00, 4.50, 4.00, 3.50, 3.00, 2.50, 2.00, 1.50, or 1.00, where Fm1 < Fm2.

달리 또는 부가적으로, 본 개시내용의 방법에 사용되는 촉매는 촉매의 총 중량을 기준으로 할 때 (i) 2.0 중량% 이하, 또는 1.0 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 니켈 농도의 니켈, 및 (ii) 2.0 중량% 이하, 또는 1.0 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 농도의 코발트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 촉매 조성물은 루테늄, 로듐, 납, 및/또는 게르마늄, 및/또는 임의의 다른 활성 원소 성분을 함유하지 않거나 실질적으로 함유하지 않는다.Alternatively or additionally, the catalyst used in the process of the present disclosure may comprise (i) 2.0 wt% or less, or 1.0 wt% or less, or 0.5 wt% or less, or 0.1 wt% or less And (ii) cobalt at a concentration of 2.0 wt% or less, or 1.0 wt% or less, or 0.5 wt% or less, or 0.1 wt% or less. Preferably, the catalyst composition is free or substantially free of ruthenium, rhodium, lead, and / or germanium, and / or any other active element component.

특정 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 활성화된 촉매 중의 제1 금속은 촉매의 탈수소화 기능을 담당하는 주요 성분이다. 적절한 탈수소화 조건하에서, 특히 이후 더 자세히 기술하는 바람직한 온도에서, 환형 탄화수소, 특히 포화된 화합물, 예를 들면 사이클로헥산은 제1 금속과 접촉시 활성화될 수 있으며, 탈수소화 반응을 겪어 벤젠과 같은 불포화된 화합물로 전환될 수 있다. 또한, 본 개시내용의 탈수소화 방법에 사용된 활성화된 촉매의 제1 금속의 적어도 일부는, 원하는 정도의 탈수소화 활성을 부여하기 위해서는 원소 형태로 있어야 한다고 여겨진다. 따라서, 탈수소화 방법에 사용시 상기 활성화된 촉매는 원소 형태의 제1 금속을 적어도 x% 포함하며, 이때 x는 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99, 또는 심지어 99.5일 수 있다. 또한, 본 개시내용에 따른 전체 탈수소화 반응 수행 중에, 촉매 중의 제1 금속의 적어도 주요부분은 원소 상태로 유지되는 것이 매우 바람직하다. 수소 기체가 풍부한 환경에서, 예를 들면 통상의 조작에서의 전형적인 탈수소화 반응기에서, 그러한 조건이 충족될 수 있다. 예를 들면, 제2 금속, 14족 금속은, 본 개시내용의 탈수소화 방법에 사용된 활성화된 탈수소화 촉매에 탈수소화 촉매의 총 중량을 기준으로 Sm1 내지 Sm2 중량% 범위의 양으로 존재하며, 여기서 Sm1은 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.30, 0.50, 0.80, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00, 3.50, 4.00, 4.50, 또는 5.00일 수 있고, Sm2는 10.0, 9.50, 9.00, 8.50, 8.00, 7.50, 7.00, 6.50, 6.00, 5.50, 5.00, 4.50, 4.00, 3.50, 3.00, 2.50, 2.00, 1.50, 또는 1.00일 수 있으며, 단 Sm1 < Sm2 이다. 바람직하게는, 14족 금속은 주석이다.While not wishing to be bound by any particular theory, the first metal in the activated catalyst is a major component responsible for the dehydrogenation function of the catalyst. Under suitable dehydrogenation conditions, especially at the preferred temperatures described in more detail below, cyclic hydrocarbons, especially saturated compounds, such as cyclohexane, can be activated upon contact with the first metal, undergoing dehydrogenation reactions to form unsaturated Lt; / RTI &gt; It is also believed that at least a portion of the first metal of the activated catalyst used in the dehydrogenation process of the present disclosure should be in elemental form in order to impart a desired degree of dehydrogenation activity. Thus, when used in the dehydrogenation process, the activated catalyst comprises at least x% of the first metal in elemental form, where x is 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99, or even 99.5. It is also highly desirable that during the entire dehydrogenation reaction according to the present disclosure, at least the major portion of the first metal in the catalyst is maintained in the elemental state. In an environment rich in hydrogen gas, for example, in a typical dehydrogenation reactor in normal operation, such conditions can be met. For example, the second metal, Group 14 metal, is present in an amount ranging from Sm1 to Sm2 weight percent, based on the total weight of the dehydrogenation catalyst, to the activated dehydrogenation catalyst used in the dehydrogenation process of the present disclosure, Sm1 may be 0.01, 0.02, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.30, 0.50, 0.80, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00, 3.50, 4.00, 4.50, or 5.00, Sm2 may be 10.0, 9.50, 9.00 , 8.50, 8.00, 7.50, 7.00, 6.50, 6.00, 5.50, 5.00, 4.50, 4.00, 3.50, 3.00, 2.50, 2.00, 1.50, or 1.00, with Sm1 <Sm2. Preferably, the Group 14 metal is tin.

촉매 중의 원소 주기율표의 14족 중에서 선택된 금속에 대한 원소 주기율표의 6족 내지 10족 중에서 선택된 금속의 비율(예를 들면, Pt/Sn 비)은 Rt1 내지 Rt2 범위일 수 있으며, 이때 Rt1은 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 8.0, 10.0, 15.0, 20.0, 30.0, 40.0, 50.0일 수 있고, Rt2는 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 90.0, 80.0, 70.0, 60.0, 50.0일 수 있으며, 단 Rt1 < Rt2이다. 상기 비의 바람직한 범위는 2.5 내지 400, 2.7 내지 200, 및 3.0 내지 100 이다.The ratio (for example, Pt / Sn ratio) of the metal selected from Group 6 to Group 10 of the Periodic Table of the Elements to the metal selected from Group 14 of the Periodic Table of Elements in the catalyst may range from Rt1 to Rt2, , Rt2 may be 400, 350, 300, 250, 200, 150, or 100, and may be, for example, 0.3, 0.4, 0.5, 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 8.0, 10.0, 15.0, 20.0, 100, 90.0, 80.0, 70.0, 60.0, 50.0, where Rt1 < Rt2. The preferred range of the ratio is 2.5 to 400, 2.7 to 200, and 3.0 to 100.

바람직하게는, 본 개시내용의 방법에 사용된 활성화된 촉매는, 원소 주기율표의 1족 및 2족 중 하나 이상인 제3 금속을 포함한다. 제3 금속은 Tm1 내지 Tm2 중량% 범위의 양으로 존재하며, 이때 Tm1은 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0일 수 있고, Tm는 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0일 수 있고, 단 Tm1 < Tm2이다. 예를 들면, 제3 금속은 원소 주기율표의 1족 원소의 금속, 예를 들면 칼륨, 세슘 및 루비듐, 바람직하게는 칼륨을 포함할 수 있다. 달리, 제3 금속은 하나 이상의 원소 주기율표의 2족 원소, 예를 들면 베릴륨, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 바륨 및 라듐, 바람직하게는 칼슘 및 마그네슘을 포함할 수 있다. 원소 주기율표의 1족 및 2족 원소의 높은 화학적 활성 때문에, 본 개시내용의 방법에 사용된 촉매 중의 제3 금속은 주로 0보다 높은 산화 상태, 예를 들면 +1, +2 등의 산화 상태로, 산화물, 염, 황화물, 수소화물 등의 형태로 존재하기 쉽다.Preferably, the activated catalyst used in the process of the present disclosure comprises a third metal which is at least one of Group 1 and Group 2 of the Periodic Table of the Elements. The third metal is present in an amount ranging from Tm1 to Tm2 weight percent wherein Tm1 can be 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, Tm may be 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, with Tm1 < Tm2. For example, the third metal may comprise a metal of a Group 1 element of the Periodic Table of the Elements, such as potassium, cesium and rubidium, preferably potassium. Alternatively, the third metal may comprise one or more Group 2 elements of the Periodic Table of Elements, such as beryllium, calcium, magnesium, strontium, barium and radium, preferably calcium and magnesium. Because of the high chemical activity of the Group 1 and Group 2 elements of the Periodic Table of the Elements, the third metal in the catalyst used in the process of the present disclosure is predominantly in an oxidation state, such as +1, +2, Oxides, salts, sulfides, hydrides and the like.

촉매의 조성은 제1 금속, 제2 금속 및 제3 금속에 대해 원소 금속으로 표현되어 있을지라도, 제1 금속, 제2 금속 및 제3 금속이 순수하게 원소 금속이 아니라 예를 들면 적어도 부분적으로는 또다른 형태, 예를 들면 염, 산화물, 염화물, 수소화물, 황화물, 탄산염 등일 수 있음을 이해할 것이다.Although the composition of the catalyst is expressed as an elemental metal with respect to the first metal, the second metal and the third metal, it is preferred that the first metal, the second metal and the third metal are not purely elemental metals, It will be appreciated that other forms may be used, such as salts, oxides, chlorides, hydrides, sulfides, carbonates, and the like.

본 개시내용의 탈수소화 방법에 사용된 활성화된 탈수소화 촉매는 추가로 무기 지지체를 포함한다. 예를 들면, 탈수소화 촉매 지지체는 실리카, 알루미나, 실리케이트, 알루미노실리케이트, 지르코니아, 탄소 또는 탄소 나노튜브 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 달리, 상기 지지체는 무기 산화물, 예를 들면 이산화규소, 이산화티타늄 및 이산화지르코늄 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 지지체는 결합제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 촉매 지지체에 존재할 수 있는 불순물은, 예를 들면, 나트륨 염, 예를 들면 규산 나트륨이며, 이는 0.01 내지 2 중량% 중 어느 범위로 존재할 수 있다. 적합한 실리카 지지체는, 예를 들면 PCT 공보 WO/2007084440 A1(출원일: 2007년 1월 12일, 발명의 명칭: 실리카 담체)에 기술되어 있으며, 이를 본원에 참고로 인용한다.The activated dehydrogenation catalyst used in the dehydrogenation process of the present disclosure further comprises an inorganic support. For example, the dehydrogenation catalyst support may comprise one or more of silica, alumina, silicate, aluminosilicate, zirconia, carbon or carbon nanotubes. Alternatively, the support may comprise at least one of inorganic oxides, such as silicon dioxide, titanium dioxide, and zirconium dioxide. The support may or may not include a binder. The impurities which may be present in the catalyst support are, for example, sodium salts, for example sodium silicate, which may be present in any range from 0.01 to 2% by weight. Suitable silica supports are described, for example, in PCT publication WO / 2007084440 A1 (filed January 12, 2007, entitled &quot; Silica Carrier &quot;), which is incorporated herein by reference.

탈수소화 촉매는, ASTM 표준 시험법 D4284에 의해 기술되는 수은 침투(intrusion) 기공측정법에 의해 측정되는 기공 부피 및 중간(median) 기공 직경을 가진 실리카 지지체를 포함할 수 있다. 실리카 지지체는 ASTM D3663에 의해 측정되는 표면적을 가질 수 있다. 상기 기공 부피는 약 0.2 cc/그램 내지 약 3.0 cc/그램 범위일 수 있다. 상기 중간 기공 직경은 약 10 옹스트롬 내지 약 2000 옹스트롬, 또는 20 내지 500 옹스트롬 범위이고, 상기 표면적(m2/그램)은 10 내지 1000 m2/그램 또는 20 내지 500 m2/그램 범위이다. 상기 지지체는 결합제를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.The dehydrogenation catalyst may comprise a silica support having a pore volume and a median pore diameter as measured by mercury intrusion porosimetry as described by ASTM Standard Test Method D4284. The silica support may have a surface area as measured by ASTM D3663. The pore volume may range from about 0.2 cc / gram to about 3.0 cc / gram. The mesopore diameter is in the range of about 10 angstroms to about 2000 angstroms, or 20 to 500 angstroms, and the surface area (m 2 / grams) is in the range of 10 to 1000 m 2 / gram or 20 to 500 m 2 / gram. The support may or may not include a binder.

예를 들면, 탈수소화 촉매 전구체는, 예를 들면 함침에 의해, 액체 매질(예를 들면 물) 중의 제1 금속 또는 그의 전구체, 제2 금속 또는 그의 전구체, 및/또는 제3 금속 또는 그의 전구체, 및 임의적으로, 무기 기재 성분 또는 전구체를 포함하는 하나 이상의 액체 조성물로 상기 지지체를 순차적으로 또는 동시에 처리함으로써 제조될 수 있다. 무기 분산제를 각각의 액체 담체에 첨가하여, 상기 지지체에 금속 성분(들)을 균일하게 적용하는 것을 도울 수 있다. 적합한 유기 분산제는 아미노 알콜 및 아미노 산, 예를 들면 아르기닌을 포함한다. 예를 들면, 유기 분산제는 액체 조성물 중에 액체 조성물의 1.0 내지 20 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.For example, the dehydrogenation catalyst precursor may be impregnated, for example by impregnation, to a first metal or precursor thereof, a second metal or precursor thereof, and / or a third metal or precursor thereof in a liquid medium (e.g., water) And optionally, one or more liquid compositions comprising an inorganic base component or a precursor, either sequentially or simultaneously. An inorganic dispersant may be added to each liquid carrier to help uniformly apply the metal component (s) to the support. Suitable organic dispersants include amino alcohols and amino acids, such as arginine. For example, the organic dispersant may be present in the liquid composition in an amount ranging from 1.0 to 20% by weight of the liquid composition.

상기 촉매는 제1 금속 및 제2 금속을 포함할 수 있으나 제3 금속은 본질적으로 함유하지 않으며, 상기 촉매 전구체는, 6 내지 10족 금속 성분 이전에 지지체에 적용되는 제2 금속 전구체의 순차적인 함침에 의해 제조될 수 있다.The catalyst may comprise a first metal and a second metal but is essentially free of a third metal and the catalyst precursor may be selected from the group consisting of a sequential impregnation of a second metal precursor &Lt; / RTI &gt;

액체 조성물로 처리한 후, 상기 무기 지지체는 하나 이상의 단계에서 일반적으로 100 내지 700 ℃의 온도에서 0.5 내지 50 시간 동안 가열되어 (a) 액체 담체의 제거, (b) 금속 성분의 촉매 활성 형태로의 전환, 및 (c) 유기 분산제의 분해 중 하나 이상이 수행될 수 있다. 상기 가열은 산화성 분위기, 예를 들면 공기 중에서 수행될 수 있다. 이렇게 하여 촉매 전구체가 수득된다.After treatment with the liquid composition, the inorganic support is heated at one or more stages, generally at a temperature of from 100 to 700 캜 for 0.5 to 50 hours to remove (a) the removal of the liquid carrier, (b) , And (c) decomposition of the organic dispersant. The heating may be performed in an oxidizing atmosphere, for example, air. Thus, a catalyst precursor is obtained.

촉매 전구체는 제1 금속을 하나 이상의 산화 상태, 예를 들면 원소 형태, 염, 산화물 등의 형태로 포함할 수 있다. 촉매 전구체가 공기 또는 다른 O2-함유 분위기 중에서 소결 단계에 의해 제조되는 경우, 제1 금속, 임의적인 제2 및 제3 금속의 적어도 일부는 산화된 형태로 존재한다. 예를 들면, 촉매가 Pt 및 Sn, 및 실리카 지지체를 포함하는 경우, 전구체는, 실리카 지지체를 Pt 염 및 Sn 염 용액으로 함침시킨 후 공기중에서 건조 및 소결시킴으로써 제조되며, 이때 촉매 전구체는 전형적으로 Pt의 적어도 일부를 PtO2의 형태로, Sn의 일부를 SnO2의 형태로 포함한다.The catalyst precursor may include the first metal in one or more oxidation states, for example in the form of elements, salts, oxides, and the like. When the catalyst precursor is prepared by sintering in air or other O 2 -containing atmosphere, at least some of the first metal, optional second and third metals are present in oxidized form. For example, where the catalyst comprises Pt and Sn and a silica support, the precursor is prepared by impregnating the silica support with a solution of Pt salt and Sn salt, followed by drying and sintering in air, wherein the catalyst precursor is typically Pt At least a part of SnO 2 in the form of PtO 2 and a part of Sn in the form of SnO 2 .

본 개시내용의 방법에서, 촉매 전구체는, 탈수소화 반응에 사용하기 전에 활성화 단계로 처리된다. 상기 활성화는 촉매 전구체를 승온에서 H2 포함 환원성 분위기에서 가열하는 것을 수반한다. 환원성 분위기는 순수한 수소 또는 다른 환원성 또는 불활성 기체, 예를 들면 N2, CH4, C2H5, 다른 탄화수소 등과 수소의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 촉매 전구체와의 접촉 전에, 활성화 단계에 사용되는 H2-함유 분위기는, aa 부피% 이하로 H2O를 포함하는 기체의 실질적으로 건조한 스트림이며, 이때 aa는 5.0, 4.0, 3.0, 2.0, 1.0, 0.8, 0.5, 0.3, 0.1, 0.05, 0.01, 0.005, 0.001, 0.0005, 또는 심지어 0.0001일 수 있다. 건조한 H2 스트림은, 촉매 전구체를 가열하고 상기 전구체를 상당한 환원이 일어나기 전에 건조하고 환원 중에 생성된 H2O(존재한다면)를 퍼징하는 작용을 할 수 있다. 고온에서 수소와 접촉시, 제1 금속은, 원소 형태보다 더 높은 산화 상태로 존재하는 경우, 적어도 부분적으로 더 낮은 산화 상태, 유리하게는 원소 상태로 환원된다. 예를 들면, PtO2 및 PdO는 승온에서 H2에 의해 Pt 및 Pd로 환원될 수 있다. 제2 금속은, 원소 형태보다 더 높은 산화 상태로 존재하는 경우, 활성화 단계에서 활성화 분위기 중의 수소 및/또는 다른 성분에 의해 또한 더 낮은 산화 상태 또는 원소 상태로 환원될 수 있다. 그러나, 원소주기율표의 1족 또는 2족 금속, 예를 들면 K, Na, Ca 등인 제3 금속은, 촉매 중에 존재하는 경우, 산화물, 염 또는 복합물의 부분(예를 들면 무기 지지체 물질과 함께 형성된 유리 또는 세라믹 물질) 형태로 활성화된 촉매 중에 원소 형태보다는 더 높은 산화 상태로 주로 존재하기 쉽다.In the process of the present disclosure, the catalyst precursor is treated with an activating step prior to use in the dehydrogenation reaction. The activation involves heating the catalyst precursor in a reducing atmosphere comprising H 2 at elevated temperature. The reducing atmosphere may be pure hydrogen or another reducing or inert gas such as a mixture of N 2 , CH 4 , C 2 H 5 , other hydrocarbons, etc. and hydrogen. Preferably, prior to contact with the catalyst precursor, the H 2 -containing atmosphere used in the activation step is a substantially dry stream of gas containing H 2 O in aa% by volume or less, where aa is 5.0, 4.0, 3.0 , 2.0, 1.0, 0.8, 0.5, 0.3, 0.1, 0.05, 0.01, 0.005, 0.001, 0.0005, or even 0.0001. The dried H 2 stream can act to heat the catalyst precursor and dry the precursor before significant reduction occurs and to purge the H 2 O (if present) produced during the reduction. Upon contact with hydrogen at high temperature, the first metal is reduced to an at least partially lower oxidation state, advantageously an elemental state, if present in a higher oxidation state than the elemental form. For example, PtO 2 and PdO can be reduced to Pt and Pd by H 2 at elevated temperatures. The second metal can also be reduced to a lower oxidation state or element state by hydrogen and / or other components in the activation atmosphere in the activation step if it is present in a higher oxidation state than the element form. However, a third metal, such as K, Na, Ca or the like, of Group 1 or Group 2 metals of the Periodic Table of the Elements, when present in the catalyst, may be present in the oxide, salt or part of the composite (e.g., Or ceramic material) in the activated catalyst is predominantly present in a higher oxidation state than the elemental form.

활성화 단계 중에 촉매 전구체는 더 낮은 온도(예를 들면 실온)로부터 목표 활성화 온도로 가열될 수 있다. 본원에 사용된 "활성화 온도"는 촉매 전구체가 활성화 중에 3분 이상(또는 5분 이상, 또는 10분 이상, 또는 15분 이상, 또는 20분 이상) 동안 노출되는 가장 높은 온도를 의미한다. 가열 단계 중에 촉매 전구체는 H2-함유 분위기로 둘러싸이는 것이 매우 바람직하다. 촉매 전구체의 온도 가열 속도는 HR1 ℃/분 내지 HR2 ℃/분 범위일 수 있으며, 여기서 HR1은 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 15일 수 있고, HR2는 50, 45, 40, 35, 34, 32, 30, 28, 26, 25, 24, 22, 20, 또는 18일 수 있다. 온도가 상대적으로 낮은(100℃ 미만) 경우, 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 금속(들)의 환원은 느리고 미미할 수 있다. 촉매 전구체의 온도가 더 높을수록 환원 반응의 속도가 더 높다. 따라서, 촉매 전구체가 활성화 중에 노출되는(따라서, 도달되는) 가장 높은 온도는 T1 ℃ 이상인 것이 바람직하며, 이때 T1은 300, 320, 340, 350, 360, 380, 400, 420, 440, 450 일 수 있다. 촉매 전구체가 Tact-20℃ 내지 Tact의 온도 범위 내에서 적어도 D1 분의 활성화 기간 동안 유지되는 것이 매우 바람직하며, 이때 Tact는 활성화 온도이고, D1은 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540, 600, 660, 720, 780, 840, 또는 심지어 900일 수 있다. 그러나, 너무 높은 활성화 온도 및 최대 온도 주변에서의 너무 긴 온도 유지 기간은 활성화된 촉매의 성능에 해로울 수 있음을 발견하였다. 특정 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 원소 형태의 제1 및 제2 금속은 매우 높은 온도에서 무기 지지체의 표면 상에서 유동성화될 수 있고 응집되어 큰 결정을 형성함으로써 활성화된 촉매 상의 유효 사이트의 수가 감소되는 것으로 여겨진다. 따라서, 활성화 단계에서 촉매 전구체가 노출되는 활성화 온도는 T2 ℃ 이하인 것이 바람직하며, 이때 T2는 650, 640, 630, 620, 610, 600, 590, 580, 570, 560, 550, 540, 530, 520, 510, 및 심지어 500일 수 있다. 상기 가열 단계 및 온도 유지 기간 중에, 촉매 전구체는 H2-함유 분위기에 상기 시간의 적어도 b% 동안 노출되는 것이 바람직하며, 이때 b는 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 또는 심지어 100 %일 수 있다. 촉매 전구체가 H2-함유 분위기로 둘러싸이지 않는 경우, 다른 환원성 또는 불활성 분위기, 예를 들면 CH4, N2, 및 이들의 혼합물 등으로 둘러싸이는 것이 매우 바람직하다.During the activation step, the catalyst precursor may be heated from a lower temperature (e.g., room temperature) to the target activation temperature. As used herein, "activation temperature" means the highest temperature at which the catalyst precursor is exposed for at least 3 minutes (or at least 5 minutes, or at least 10 minutes, or at least 15 minutes, or at least 20 minutes) during activation. It is highly desirable for the catalyst precursor to be surrounded by a H 2 -containing atmosphere during the heating step. The temperature heating rate of the catalyst precursor may range from HR1 ° C / min to HR2 ° C / min, where HR1 may be 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, , 40, 35, 34, 32, 30, 28, 26, 25, 24, 22, 20, When the temperature is relatively low (less than 100 ° C), the reduction of the first and / or second and / or third metal (s) may be slow and insignificant. The higher the temperature of the catalyst precursor, the higher the rate of the reduction reaction. Thus, it is preferred that the highest temperature at which the catalyst precursor is exposed (and thus reached) during activation is above &lt; RTI ID = 0.0 &gt; T1 C, &lt; / RTI &gt; where T1 is 300, 320, 340, 350, 360, 380, 400, 420, 440, have. It is highly desirable that the catalyst precursor be maintained for at least an activation period of D1 minutes within the temperature range of Tact-20 DEG C to Tact, wherein Tact is the activation temperature and D1 is 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60 , 75, 90, 120, 150, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540, 600, 660, 720, 780, 840, However, it has been found that an excessively high activation temperature and a too long temperature maintenance period around the maximum temperature can be detrimental to the performance of the activated catalyst. While not wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the first and second metals in elemental form can be fluidized on the surface of the inorganic support at very high temperatures and coagulate to form large crystals, thereby reducing the number of available sites on the activated catalyst &Lt; / RTI &gt; Accordingly, it is preferable that the activation temperature at which the catalyst precursor is exposed in the activation step is not more than T2 ° C, where T2 is 650, 640, 630, 620, 610, 600, 590, 580, 570, 560, 550, 540, , 510, and even 500. During the heating step and the temperature maintenance period, the catalyst precursor is preferably exposed to the H 2 -containing atmosphere for at least b% of the time, where b is 50, 60, 70, 80, 90, 95, 98, 100%. If the catalyst precursor is not surrounded by an H 2 -containing atmosphere, it is highly desirable to be surrounded by another reducing or inert atmosphere, such as CH 4 , N 2 , and mixtures thereof.

놀랍게도, 300 내지 600℃ 범위의 활성화 온도가, 특히 제1 금속으로서 Pt 및/또는 Pd를 포함하고 Sn과 같은 제2 금속을 포함하는 촉매에 대해, 특히 유리하다. 데이터는, 그러한 높은 온도에서 활성화된 촉매들을 사용하여 사이클로헥산 탈수소화하는 것이, 선택성을 희생시킴이 없이 현저히 높은 사이클로헥산의 벤젠으로의 전환율을 나타냄을 보여주었다. 따라서, 바람직하게는, Pt 및 Sn을 함유하는 촉매 전구체는 Ta1 내지 Ta2 ℃ 범위의 활성화 온도에서 활성화되며, 이때 Ta1 및 Ta2는 독립적으로 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 또는 600일 수 있으며, 단 Ta1 < Ta2이다.Surprisingly, an activation temperature in the range from 300 to 600 ° C is particularly advantageous, especially for catalysts comprising Pt and / or Pd as the first metal and a second metal such as Sn. The data show that cyclohexane dehydrogenation using catalysts activated at such high temperatures represents a significantly higher conversion of cyclohexane to benzene without sacrificing selectivity. Thus, preferably, the catalyst precursor containing Pt and Sn is activated at an activation temperature in the range Ta1 to Ta2, where Ta1 and Ta2 are independently selected from the group consisting of 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 550, 560, 570, 580, 590, or 600, and may be, for example, Ta1 < Ta2.

활성화 온도 주변에서의 온도 유지 기간의 말기에, 촉매 전구체 중의 제1 및 제2 금속 모두의 적어도 y%가 원하는 산화 상태, 예를 들면 원소 상태로 환원된 것이 바람직하며, 이때 y는 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99, 99.5, 99.8, 또는 심지어 99.9일 수 있다. 촉매가 Pt 및/또는 Pd를 포함하는 경우, 온도 유지 기간의 말기에, Pt 및/또는 Pd 중의 적어도 y%가 원소형태의 Pt 및 Pd로 환원되는 것이 바람직하다. 촉매가 Sn을 포함하는 경우, 온도 유지 기간의 말기에, Sn 중의 적어도 z%가 원소형태의 Sn으로 환원되는 것이 바람직하며, 이때 z는 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 또는 심지어 99일 수 있다.At the end of the temperature holding period around the activation temperature, it is preferred that at least y% of all the first and second metals in the catalyst precursor are reduced to the desired oxidation state, for example elemental, where y is 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99, 99.5, 99.8, or even 99.9. When the catalyst comprises Pt and / or Pd, it is preferred that at least y% of Pt and / or Pd is reduced to elemental Pt and Pd at the end of the temperature holding period. When the catalyst comprises Sn, it is preferred that at least z% of Sn in Sn is reduced to elemental Sn at the end of the temperature holding period, where z is 40, 45, 50, 55, 60, 65, , 80, 85, 90, 95, 98, or even 99.

상기 온도 유지 기간의 말기에, 촉매 전구체는 주로 및 바람직하게는 실질적으로 모두가 활성화된 촉매로 전환된다. 이 단계에서, 활성화된 촉매는, 탈수소화 방법에서의 활성화된 촉매의 사용 온도보다 더 높거나 더 낮거나 실질적으로 그와 동일한 온도일 수 있다. 상기 촉매는, 이어서, 필요에 따라 추가로 가열 또는 냉각된 후에, 탈수소화 반응으로 투입될 수 있다. 아무튼, 활성화된 촉매는 사용전에 산화로부터 보호되는 것이 매우 바람직하다. 이를 위해, 활성화 종결과 탈수소화 반응의 개시 사이의 기간(있다면) 동안에, 활성화된 촉매는 활성화 단계에 사용된 분위기와 동일하거나 상이한 H2-함유 또는 불활성 분위기에 의해 보호되는 것이 바람직하다. 활성화 단계 및 탈수소화 단계를 동일한 반응기에서 수행하여 활성화된 촉매를 탈수소화 반응기로 이송할 필요성 및 야기되는 복잡성을 배제하는 것이 특히 유리하다.At the end of the temperature maintenance period, the catalyst precursor is converted primarily and preferably substantially all to the activated catalyst. At this stage, the activated catalyst may be at a temperature higher or lower than or substantially equal to the operating temperature of the activated catalyst in the dehydrogenation process. The catalyst can then be added to the dehydrogenation reaction after further heating or cooling as required. However, it is highly desirable that the activated catalyst be protected from oxidation prior to use. To this end, during the period (if any) between the activation termination and the onset of the dehydrogenation reaction, the activated catalyst is preferably protected by an H 2 -containing or inert atmosphere which is the same as or different from the atmosphere used in the activation step. It is particularly advantageous to carry out the activation step and the dehydrogenation step in the same reactor to eliminate the necessity and the resulting complexity of transferring the activated catalyst to the dehydrogenation reactor.

활성화된 탈수소화 촉매는 ocv1 % 초과의 산소 화학적흡수 값(ocv)을 가질 수 있으며, 이때 ocv1는 5, 8, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 또는 30일 수 있다. 본원에 사용시, 특정 촉매의 산소 화학적흡수 값(ocv)은 촉매 상의 금속 분산의 척도이며 하기와 같이 정의된다:The activated dehydrogenation catalyst can have an oxygen uptake value (ocv) of greater than 1% ocv, where ocv1 can be 5, 8, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, or 30. As used herein, the oxygenated chemical absorption value (ocv) of a particular catalyst is a measure of the metal dispersion on the catalyst and is defined as follows:

ocv = (촉매에 의해 흡수된 산소의 양(몰))/(촉매에 함유된 탈수소화 촉매의 양(몰)) x 100%ocv = (amount of oxygen absorbed by the catalyst (mol)) / (amount of dehydrogenation catalyst contained in the catalyst (mol)) x 100%

본원에서 산소 화학적흡수 값은 하기와 같이 마이크로메리틱스(Micromeritics) ASAP 2010 물리적 흡착 분석기(physisorption analyzer)를 사용하여 측정된다. 약 0.3 내지 0.5 g의 촉매를 상기 마이크로메트릭스 장치에 넣는다. 헬륨 유동 하에서 상기 촉매를 주위 온도(18℃)에서 250℃로 10℃/분의 속도로 올려 5분 동안 유지한다. 5분 후에, 샘플을 250℃에서 30분 동안 진공하에 둔다. 진공에서 30분 후, 샘플을 35℃로 20℃/분으로 냉각하고 5분 동안 유지한다. 35℃에서 0.50 내지 760 mmHg에서 산소 및 수소를 증분식으로 등온 수집한다. 이 곡선의 선형 부분을 0기압까지 외삽하여 총(즉, 합한) 흡착 업테이크(uptake)를 수득한다.Herein, the oxygen chemical absorption value is measured using a Micromeritics ASAP 2010 physisorption analyzer as follows. About 0.3 to 0.5 g of the catalyst is placed in the micrometric device. Under helium flow, the catalyst is maintained at ambient temperature (18 [deg.] C) at 250 [deg.] C at a rate of 10 [deg.] C / min for 5 minutes. After 5 minutes, the sample is placed under vacuum at 250 DEG C for 30 minutes. After 30 minutes in the vacuum, the sample is cooled to 35 占 폚 at 20 占 폚 / min and held for 5 minutes. Oxygen and hydrogen are isothermally collected at 0.50 to 760 mmHg at 35 [deg.] C. The linear portion of this curve is extrapolated to 0 atmospheres to obtain a total (i.e., combined) adsorption uptake.

바람직하게는, 탈수소화 촉매의 알파 값은 0 내지 10, 및 0 내지 5, 및 0 내지 1이다. 지지체의 알파 값은, 표준 촉매와 비교한 촉매의 접촉 분해 활성에 대한 대략적인 지표이다. 알파 시험은, 1의 알파(속도 상수=0.016 s-1)로서 취해진 표준 촉매에 대한 시험 촉매의 상대적인 속도 상수(단위 시간당 촉매 부피당 n-헥산 전환의 속도)를 제공한다. 알파 시험은 미국 특허 제 3,354,078 호 및 문헌[J. Catalysis, 4, 527 (1965); 6, 278 (1966); 및 61, 395 (1980)]에 기술되어 있으며, 이를 시험 내용에 대한 참고문헌으로 사용한다. 본원에서 지칭한 알파 값을 결정하는데 사용된 시험의 실험 조건은 문헌 [J. Catalysis, 61, 395 (1980)]에 상세히 기술된 바와 같은 538℃의 일정한 온도 및 가변적 유속을 포함한다. 달리, 알파 값은 valpha1 내지 valpha2 범위일 수 있으며, valpha1은 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 및 10일 수 있고, valpha2는 200, 175, 150, 125, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.5, 1.4, 1.3, 1.2, 1.1, 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 및 0.5일 수 있으며, 단 valpha1 < valpha2 이다.Preferably, the alpha value of the dehydrogenation catalyst is 0 to 10, and 0 to 5, and 0 to 1. The alpha value of the support is a rough indicator of the catalytic cracking activity of the catalyst compared to the standard catalyst. The alpha test provides the relative rate constant of the test catalyst (rate of n-hexane conversion per unit volume of catalyst per unit time) to the standard catalyst taken as alpha of 1 (rate constant = 0.016 s- 1 ). The alpha test is described in U. S. Patent No. 3,354, 078 and J. < RTI ID = 0.0 &gt; Catalysis, 4, 527 (1965); 6, 278 (1966); And 61, 395 (1980), which is used as a reference for the contents of the test. The experimental conditions of the test used to determine the alpha value referred to herein are described in J. Catalysis, 61, 395 (1980), which is incorporated herein by reference. Alternatively, the alpha value may range from valpha1 to valpha2, and valpha1 may be in the range of 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,1,2,3,4,5,6,7,8 , 9, and 10, and valpha2 may be 200, 175, 150, 125, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.5 , 1.4, 1.3, 1.2, 1.1, 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, and 0.5, with valpha1 <valpha2.

본 개시내용의 방법을 사용하여 제조된 활성화된 탈수소화 촉매는 환형 탄화수소 화합물을 함유하는 것들과 같은 임의의 탈수소화가능한 탄화수소 물질을 포함하는 제1 조성물을 탈수소화하는데 사용될 수 있다. 88, 제1 조성물은 환형 탄화수소 화합물, 예를 들면 사이클로프로판, 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 사이클로헵탄, 사이클로옥탄, 사이클로도데칸, 사이클로데칸, 사이클로운데칸 및 이들의 유도체(예를 들면 알킬화된 유도체)를 포함한다. 제1 조성물은 C1 내지 C2 중량%의 포화된 환형 탄화수소(예를 들면, 사이클로헥산)를 포함할 수 있으며, 이때 C1 및 C2는 독립적으로 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0, 35.0, 40.0, 45.0, 50.0, 55.0, 60.0, 70.0, 75.0, 80.0, 85.0, 90.0, 95.0, 98.0일 수 있고, 단 C1 < C2이며, 여기서 %는 활성화된 촉매와 접촉하는 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것이다.Activated dehydrogenation catalysts prepared using the methods of this disclosure can be used to dehydrogenate a first composition comprising any dehydrogenatable hydrocarbon material, such as those containing cyclic hydrocarbon compounds. 88, the first composition is a cyclic hydrocarbon compound such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclododecane, cyclodecane, cyclododecane and derivatives thereof Lt; / RTI &gt; derivatives). The first composition may comprise C1 to C2 weight percent saturated cyclic hydrocarbons such as cyclohexane wherein C1 and C2 are independently 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 40.0, 45.0, 50.0, 55.0, 60.0, 70.0, 75.0, 80.0, 85.0, 90.0, 95.0, 98.0, 0.9, 1.0, 3.0, 5.0, 8.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0, 30.0, With the proviso that C1 &lt; C2, where% is based on the total weight of the first composition in contact with the activated catalyst.

제1 조성물이 사이클로헥산과 같은 6원 환형 탄화수소를 포함하는 경우, 이는 추가로, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 C3 내지 C4 중량% 범위의 농도로, 하나 이상의 5원 고리 환형 탄화수소(예를 들면 사이클로펜탄, 메틸사이클로펜탄, 에틸사이클로펜탄 등)를 포함할 수 있으며, 이때 C3 및 C4는 독립적으로 0.01, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.90, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00, 3.50, 4.00, 4.50, 5.00일 수 있고, 단 C3 < C4이다.When the first composition comprises a six-membered cyclic hydrocarbon such as cyclohexane, it may further comprise one or more 5-membered cyclic hydrocarbons (for example, at a concentration ranging from C3 to C4% by weight based on the total weight of the first composition) C 3 and C 4 are independently selected from the group consisting of 0.01, 0.03, 0.05, 0.08, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80, 0.90, 1.00, 1.50, 2.00, 2.50, 3.00, 3.50, 4.00, 4.50, 5.00, with C3 <C4.

제1 조성물은 추가로 비-탈수소화가능한 성분, 예를 들면 방향족 탄화수소를, 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 C5 내지 C6 중량% 범위의 농도로 포함할 수 있으며, 이때 C5 및 C6은 독립적으로 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 또는 95일 수 있고, 단 C5 < C6이다. 방향족 탄화수소는 예를 들면 벤젠일 수 있다. 방향족 탄화수소는 본 개시내용의 활성화된 탈수소화 촉매를 사용하는 탈수소화 방법의 생성물과 동일할 수 있다. 제1 조성물 중의 비-탈수소화가능한 성분은 원하는 온도 및 반응 속도로 탈수소화 반응을 유지하는데 필요한 열 담체로서 작용할 수 있다.The first composition may further comprise a non-dehydrogenatable component, such as an aromatic hydrocarbon, in a concentration ranging from C5 to C6% by weight based on the total weight of the first composition, wherein C5 and C6 are independently 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 or 95; The aromatic hydrocarbons may be, for example, benzene. The aromatic hydrocarbons may be the same as the products of the dehydrogenation process using the activated dehydrogenation catalyst of the present disclosure. The non-dehydrogenatable component in the first composition can act as a thermal carrier required to maintain the dehydrogenation reaction at the desired temperature and reaction rate.

탈수소화 단계에 적합한 조건은 100 내지 1000 ℃의 온도, 대기압 내지 100 kkPa-게이지 내지 7000 kPa-게이지(kPag)의 압력 및 0.2hr-1 내지 50 hr-1의 중량 시공간 속도를 포함한다.Conditions suitable for the dehydrogenation steps include a weight hourly space velocity of the pressure and 0.2hr -1 to 50 hr -1 in the temperature, atmospheric pressure to about 100 to about 7000 kPa- kkPa- gauge gauge (kPag) of 100 to 1000 ℃.

바람직하게는, 탈수소화 방법의 온도는 Td1 내지 Td2 ℃ 범위일 수 있으며, 이때 Td1은 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600일 수 있고, Td2는 1000, 950, 900, 850, 800, 750, 700, 650, 600, 또는 550일 수 있으며, 단 Td1 < Td2이다.Preferably, the temperature of the dehydrogenation process may range from Td1 to Td2 C, where Td1 may be 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, , 950, 900, 850, 800, 750, 700, 650, 600, or 550, with Td1 <Td2.

바람직하게는, 탈수소화 방법의 압력은 P1 kPa(게이지) 내지 P2 kPa(게이지)일 수 있으며, 이때 P1 및 P2는 독립적으로 0, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 6000, 또는 7000일 수 있다.Preferably, the pressure of the dehydrogenation process may be from P1 kPa to P2 kPa, where P1 and P2 are independently 0, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000, 6000,

탈수소화 방법에 사용되는 반응기 구조는, 탈수소화 기능을 가진 고체 촉매를 함유하는 하나 이상의 고정형 베드 반응기를 포함할 수 있다. 본 촉매를 사용하는 포화된 환형 탄화수소(예를 들면, 사이클로헥산)의 통과당(perpass) 전환율은 적어도 con% 일 수 있으며, 이때 con은 70, 75, 80, 85, 90, 95, 또는 심지어 98 일 수 있다. 상기 반응은 흡열성이다. 전형적으로, 반응 혼합물의 온도는 흡열 효과로 인해 촉매 베드에 걸쳐 강하된다. 반응물의 온도를 원하는 범위로 유지하기 위해 반응기내 반응물에 하나 이상의 열교환기를 통해 외부 열이 공급될 수도 있다. 반응 조성물의 온도는 각각의 촉매 베드에 걸쳐 강하된 다음 열교환기에 의해 상승된다. 바람직하게는, 1 내지 5개의 베드가 사용되며, 각각의 베드에 걸쳐 30 내지 100℃의 온도 강하가 일어난다. 바람직하게는, 시리즈에서 마지막 베드는 시리즈에서 첫번째 베드보다 더 높은 출구 온도에서 실시된다.The reactor structure used in the dehydrogenation process may comprise one or more stationary bed reactors containing a solid catalyst with dehydrogenation function. The perpass conversion of a saturated cyclic hydrocarbon (e. G., Cyclohexane) using the present catalyst may be at least con% where con is 70, 75, 80, 85, 90, 95, or even 98 Lt; / RTI &gt; The reaction is endothermic. Typically, the temperature of the reaction mixture drops across the catalyst bed due to the endothermic effect. External heat may be supplied to the reactants in the reactor via one or more heat exchangers to maintain the temperature of the reactants in a desired range. The temperature of the reaction composition is lowered over each catalyst bed and then raised by the heat exchanger. Preferably, from 1 to 5 beds are used, and a temperature drop of 30 to 100 DEG C occurs across each bed. Preferably, the last bed in the series is conducted at a higher outlet temperature than the first bed in the series.

본 방법은, 포화된 환형 탄화수소(예를 들면, 사이클로헥산) 및 임의적으로 5원 고리 화합물(예를 들면, 메틸사이클로펜탄)을 포함하는 임의의 조성물과 함께 사용될 수 있지만, 상기 방법은, 벤젠을 페놀로 전환시키는 통합 공정의 일부로서의 특정 용도를 갖는다. 그러한 통합 공정에서, 벤젠은 초기에, 통상의 기법에 의해, 예를 들면 산 촉매(예를 들면 제올라이트 베타 또는 MCM-22 유형 분자체) 존재 하의 벤젠의 사이클로헥센에 의한 알킬화, 또는 바이페닐에 대한 벤젠의 산화성 커플링 후 바이페닐의 수소화에 의해, 사이클로헥실벤젠로 전환된다. 그러나, 실제적으로, 사이클로헥실벤젠은 일반적으로, 하이드로알킬화 조건하에서 하이드로알킬화 촉매의 존재하에 벤젠과 수소를 접촉시킴으로써 벤젠이 하기 반응식 (1)을 겪어 사이클로헥실벤젠(CHB)를 생성함으로써 제조된다:The method may be used with any composition comprising a saturated cyclic hydrocarbon (e. G., Cyclohexane) and optionally a 5-membered cyclic compound (e. G., Methylcyclopentane) Phenol &lt; / RTI &gt; In such an integrated process, the benzene may be initially alkylated by cyclohexene in the presence of, for example, an acid catalyst (e. G., Zeolite beta or MCM-22 type molecular sieves) Is converted to cyclohexylbenzene by hydrogenation of biphenyl after oxidative coupling of benzene. In practice, however, cyclohexylbenzene is generally prepared by contacting benzene with hydrogen in the presence of a hydroalkylation catalyst under hydroalkylation conditions, whereby benzene undergoes the following reaction (1) to produce cyclohexylbenzene (CHB):

Figure 112015040704881-pct00001
Figure 112015040704881-pct00001

상기 하이드로알킬화 반응은 넓은 범위의 반응기 구조, 예를 들면 고정형 베드, 슬러리 반응기 및/또는 접촉(catalytic) 증류탑에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 하이드로알킬화 반응은 단일 반응 대역에서 또는 복수의 반응 대역에서 수행될 수 있으며, 이때 적어도 수소가 상기 반응에 단으로 도입된다. 적합한 반응 온도는 100 내지 400 ℃, 예를 들면 125 내지 250℃ 이며, 적합한 반응 압력(게이지)은 100 내지 7,000 kPa, 예를 들면 500 내지 5,000 kPa이다. 수소 대 벤젠의 몰비에 대한 적합한 값은 0.15:1 내지 15:1, 예를 들면 0.4:1 내지 4:1, 예를 들면 0.4:1 내지 0.9:1이다.The hydroalkylation reaction can be carried out in a wide range of reactor structures, for example, a fixed bed, slurry reactor, and / or catalytic distillation column. In addition, the hydroalkylation reaction may be carried out in a single reaction zone or in a plurality of reaction zones, where at least hydrogen is introduced into the reaction. Suitable reaction temperatures are from 100 to 400 ° C, for example from 125 to 250 ° C, and suitable reaction pressures (gauge) are from 100 to 7,000 kPa, for example from 500 to 5,000 kPa. Suitable values for the molar ratio of hydrogen to benzene are from 0.15: 1 to 15: 1, for example from 0.4: 1 to 4: 1, for example from 0.4: 1 to 0.9: 1.

상기 하이드로알킬화 반응에 사용된 촉매는 일반적으로, 상술한 MCM-22 유형의 분자체 및 수소화 금속을 포함하는 이작용성 촉매이다.The catalyst used in the hydroalkylation reaction is generally a bifunctional catalyst comprising the above-described MCM-22 type molecular sieve and hydrogenated metal.

임의의 공지된 수소화 금속이 하이드로알킬화 촉매에 사용될 수 있지만, 적합한 금속으로는 팔라듐, 루테늄, 니켈, 아연, 주석 및 코발트를 들 수 있고, 팔라듐이 특히 유리하다. 촉매 중에 존재하는 수소화 금속의 양은 촉매의 0.05중량% 내지 10중량%, 예를 들어 0.1 내지 5.0중량% 범위일 수 있다. MCM-22 유형의 분자체가 알루미노실리케이트인 경우, 존재하는 수소화 금속의 양은, 수소화 금속에 대한 분자체 중 알루미늄의 몰비가 1.5 내지 1500, 예를 들어 75 내지 750, 예를 들어 100 내지 300이 되도록 하는 양이다.Although any known hydrogenation metal may be used in the hydroalkylation catalyst, suitable metals include palladium, ruthenium, nickel, zinc, tin and cobalt, and palladium is particularly advantageous. The amount of hydrogenation metal present in the catalyst may range from 0.05 wt% to 10 wt%, e.g., from 0.1 wt% to 5.0 wt% of the catalyst. When the molecular sieve of the MCM-22 type is aluminosilicate, the amount of hydrogenation metal present is such that the molar ratio of aluminum in the molecular sieve to hydrogenated metal is from 1.5 to 1500, for example from 75 to 750, for example from 100 to 300 .

수소화 금속은, 예를 들어 함침 또는 이온 교환에 의해 MCM-22 유형 분자체 상에 직접 지지될 수 있다. 바람직하게는, 수소화 금속의 50중량% 이상, 예를 들어 75중량% 이상, 일반적으로는 실질적으로 모두가, 분자체와는 별도이지만 그와 복합물을 형성한 무기 산화물 상에 지지된다. 특히, 무기 산화물 상에 수소화 금속을 지지시킴으로써, 수소화 금속이 분자체에 지지된 균등물 촉매에 비해, 촉매의 활성, 및 사이클로헥실벤젠 및 다이사이클로헥실벤젠과 같은 원하는 생성물에 대한 이의 선택성이 증가됨이 확인된다.The hydrogenated metal may be supported directly on the MCM-22 type molecular sieve, for example by impregnation or ion exchange. Preferably, at least 50 wt.%, For example at least 75 wt.%, Generally at least substantially all of the hydrogenated metal is supported on the inorganic oxide which is separate from the molecular sieve but forms a complex with it. In particular, by supporting the hydrogenation metal on the inorganic oxide, the activity of the catalyst and its selectivity to the desired products such as cyclohexylbenzene and dicyclohexylbenzene are increased, as compared to an equivalent catalyst wherein the hydrogenation metal is supported on the molecular sieve Is confirmed.

이러한 복합물 하이드로알킬화 촉매에 사용된 무기 산화물은 하이드로알킬화 반응의 조건하에서 안정적이고 불활성이기만 하다면, 좁은 범위로 한정되지 않는다. 적합한 무기 산화물은, 원소 주기율표의 2족, 4족, 13족 및 14족의 산화물, 예를 들어 알루미나, 티타니아 및/또는 지르코니아를 포함한다. The inorganic oxides used in such composite hydrocarbylation catalysts are not limited to narrow ranges, as long as they are stable and inert under the conditions of the hydroalkylation reaction. Suitable inorganic oxides include oxides of Groups 2, 4, 13 and 14 of the Periodic Table of the Elements, such as alumina, titania and / or zirconia.

수소화 금속은 금속-함유 무기 산화물이 상기 분자체와 복합물을 형성하기 이전에, 예를 들면 함침시킴으로써, 무기 산화물 상에 침착될 수 있다. 전형적으로, 촉매 복합물은, 분자체 및 금속-함유 무기 산화물의 혼합물을 고압(일반적으로 약 350 내지 약 350,000kPa)에서 펠렛을 형성하는 공동-펠렛화에 의해, 또는 임의로 별도의 결합제와 함께, 분자체 및 금속-함유 무기 산화물의 슬러리를 다이(die)를 통해 가압하는 공압출에 의해 제조된다. 필요한 경우, 부가적인 수소화 금속이 생성된 촉매 복합물 상에 후속적으로 침착될 수 있다. 달리, 분자체, 무기 산화물 및 임의적인 결합제가 복합체화되고 예를 들면 압출에 의해 펠렛으로 형성된 다음, 이어서 상기 금속 중 하나 이상을 함유하는 하나 이상의 분산액, 예를 들면 용액에 의해 함침될 수 있다.The metal hydride may be deposited on the inorganic oxide, for example, by impregnation before the metal-containing inorganic oxide forms a complex with the molecular sieve. Typically, the catalyst composite is prepared by co-pelletizing the mixture of molecular sieve and metal-containing inorganic oxide at high pressure (typically about 350 to about 350,000 kPa), or optionally with a separate binder, Lt; / RTI &gt; is produced by co-extrusion which presses the slurry of the metal oxide and the metal-containing inorganic oxide through a die. If desired, additional hydrogenation metal may be subsequently deposited on the resulting catalyst composite. Alternatively, the molecular sieve, inorganic oxide and optional binder may be complexed and formed into pellets, for example by extrusion, and then impregnated with one or more dispersions, e. G., Solutions containing one or more of the metals.

상기 촉매는 결합제를 포함할 수 있다. 적합한 결합제 물질은 합성 또는 천연 발생 물질 뿐만 아니라, 점토, 실리카 및/또는 금속 산화물과 같은 무기 물질을 포함한다. 후자는 천연적으로 발생된 것이거나, 또는 실리카 및 금속 산화물의 혼합물을 비롯한 겔형 침전물 또는 겔의 형태일 수 있다. 결합제로서 사용될 수 있는 천연적으로 발생된 점토는, 몬트모릴로나이트 계열 및 카올린 계열의 것을 포함하며, 이들 계열은 흔히 딕시(Dixie), 맥나미(McNamee), 조지아(Georgia) 및 플로리다(Florida) 점토 또는 주요 광물 성분이 할로이사이트, 카올리나이트, 딕카이트, 나크라이트 또는 애녹사이트인 기타 점토로 공지된 카올린 및 수벤토나이트(subbentonites)를 포함한다. 이러한 점토는 최초 채굴된 원료 상태로 또는 초기에 하소, 산 처리 또는 화학적 개질로 처리된 상태로 사용될 수 있다. 적합한 금속 산화물 결합제는 실리카, 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 실리카-알루미나, 실리카-마그네시아, 실리카-지르코니아, 실리카-쏘리아(thoria), 실리카-베릴리아, 실리카-티타니아 뿐만 아니라 실리카-알루미나-쏘리아, 실리카-알루미나-지르코니아, 실리카-알루미나-마그네시아 및 실리카-마그네시아-지르코니아와 같은 삼원 조성물을 포함한다.The catalyst may comprise a binder. Suitable binder materials include synthetic or naturally occurring materials, as well as inorganic materials such as clay, silica and / or metal oxides. The latter may be naturally occurring or it may be in the form of a gel-like precipitate or gel, including mixtures of silica and metal oxides. Naturally occurring clays that can be used as binders include those of the montmorillonite series and the kaolin series, and these series are commonly found in Dixie, McNamee, Georgia and Florida, Clay or kaolin and subbentonites known as other clays wherein the major mineral component is halosite, kaolinite, dickite, nacrite or anoxocite. These clays can be used in the originally mined raw material state or initially treated with calcination, acid treatment or chemical modification. Suitable metal oxide binders include silica, alumina, zirconia, titania, silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, silica-thoria, silica- beryllium, silica- Silica-alumina-zirconia, silica-alumina-magnesia and silica-magnesia-zirconia.

하이드로알킬화 단계는 사이클로헥실벤젠에 대해 매우 선택적이지만, 하이드로알킬화 반응으로부터의 유출물은 일반적으로 미반응된 벤젠 공급물, 약간이 다이알킬화된 생성물, 및 다른 부산물, 특히 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄을 함유할 것이다. 실제로, 하이드로알킬화 반응에서 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄에 대한 전형적인 선택성은 각각 1 내지 25 중량% 및 0.1 내지 2.0 중량%이다.The hydroalkylation step is highly selective for cyclohexylbenzene, but the effluent from the hydroalkylation reaction generally contains unreacted benzene feed, some dialkylated product, and other by-products, especially cyclohexane and methylcyclopentane something to do. In practice, typical selectivities for cyclohexane and methylcyclopentane in the hydroalkylation reaction are 1 to 25 wt% and 0.1 to 2.0 wt%, respectively.

탈수소화 반응은 상기 하이드로알킬화 단계의 유출물의 전부 또는 일부에 대해 수행될 수 있다.The dehydrogenation reaction may be performed on all or a portion of the effluent of the hydroalkylation step.

달리, 하이드로알킬화 반응 유출물은 적어도 (i) C6-풍부 조성물 및 (ii) 나머지량의 하이드로알킬화 반응 유출물로 분리된다. 조성물이 특정 종에서 "풍부"하다고 기술하는 경우(예를 들면 C6-풍부, 벤젠-풍부 또는 수소-풍부), 이는, 그 조성물에서 명시된 종의 중량%가 공급 조성물(즉, 유입물)에 비해 농축됨을 의미한다. "C6" 종은 일반적으로 6개의 탄소 원자를 함유하는 임의의 종을 의미한다.Alternatively, the hydroalkylation reaction effluent is separated into at least (i) the C 6 -rich composition and (ii) the remaining amount of the hydroalkylation reaction effluent. When the composition is described as being "abundant" (eg, C 6 -rich, benzene-rich or hydrogen-rich) in a particular species, it is preferred that the weight percent of the species specified in the composition is added to the feed composition . The "C 6 " species generally refers to any species containing six carbon atoms.

벤젠, 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄의 유사한 비점을 고려할 때, 이들 물질을 증류에 의해 분리하는 것은 어렵다. 따라서, 벤젠, 사이클로헥산 및 메틸사이클로펜탄을 포함하는 C6-풍부 조성물은 하이드로알킬화 반응 유출물로부터의 증류에 의해 분리될 수 있다. 이 C6-풍부 조성물은 이어서 상술한 탈수소화 공정으로 처리되어 조성물 중의 사이클로헥산이 벤젠으로 전환되고, 메틸사이클로펜탄의 적어도 일부는 선형 및/또는 분지형 파라핀, 예를 들면 2-메틸펜탄, 3-메틸펜탄, n-헥산 및 다른 탄화수소 성분, 예를 들면 이소헥산, C5 지방족 및 C1 내지 C4 지방족으로 전환된다. 탈수소화 생성물 조성물은 이어서 추가의 분리 시스템, 전형적으로 추가의 증류탑으로 공급되어 탈수소화 생성물 조성물을 벤젠-풍부 스트림과 벤젠-부족(depleted) 스트림으로 분할한다. 벤젠-풍부 스트림은 이어서 하이드로알킬화 단계로 재순환되고, 벤젠-부족 스트림은 상기 공정에 대한 연료로서 사용될 수 있다. 조성물이 특정 종에 대해 "부족"인 것으로 기술되는 경우(예를 들면, 벤젠-부족), 이는 그 조성물 중의 명시된 종의 중량%가 공급 조성물(즉, 반응기에 부하된 물질)에 비해 부족함을 의미한다.Considering similar boiling points of benzene, cyclohexane and methylcyclopentane, it is difficult to separate these substances by distillation. Thus, a C 6 -rich composition comprising benzene, cyclohexane and methylcyclopentane can be separated by distillation from the hydroalkylation reaction effluent. This C 6 -rich composition is then treated with the dehydrogenation process described above to convert the cyclohexane in the composition to benzene and at least a portion of the methylcyclopentane is converted to linear and / or branched paraffins, such as 2-methylpentane, 3 -Methylpentane, n-hexane and other hydrocarbon components such as isohexane, C 5 aliphatic and C 1 to C 4 aliphatic. The dehydrogenation product composition is then fed to an additional separation system, typically an additional distillation column, to divide the dehydrogenation product composition into a benzene-rich stream and a benzene-depleted stream. The benzene-rich stream is then recycled to the hydroalkylation stage, and the benzene-deficient stream can be used as fuel for the process. If the composition is described as being "deficient" for a particular species (e.g., benzene-deficient), it means that the weight percent of the specified species in the composition is insufficient relative to the feed composition do.

C6-풍부 조성물의 분리 후, 나머지의 하이드로알킬화 반응 유출물은 제2 증류탑으로 공급되어 임의의 다이사이클로헥실벤젠 및 다른 중질물질로부터 모노사이클로헥실벤젠 생성물(예를 들면, 사이클로헥실벤젠)이 분리될 수 있다. 반응 유출물에 존재하는 다이사이클로헥실벤젠의 양에 따라, 다이사이클로헥실벤젠을 부가적인 벤젠과 트랜스알킬화하여 목적하는 모노알킬화 종의 생성을 최대화하는 것이 바람직할 수 있다.After separation of the C 6 -rich composition, the remaining hydroalkylation effluent is fed to a second distillation column to separate the monocyclohexylbenzene product (e.g., cyclohexylbenzene) from any dicyclohexylbenzene and other heavy materials . Depending on the amount of dicyclohexylbenzene present in the reaction effluent, it may be desirable to transalkylate the dicyclohexylbenzene with the additional benzene to maximize the production of the desired monoalkylated species.

부가적인 벤젠과의 트랜스알킬화는, 하이드로알킬화 반응기와는 별도의 트랜스알킬화 반응기에서, 적합한 트랜스알킬화 촉매, 예를 들어 MCM-22 유형의 분자체, 제올라이트 베타, MCM-68(미국 특허 제 6,014,018 호 참조), 제올라이트 Y, 제올라이트 USY, 및 모르데나이트와 같은 거대 공극 분자체 상에서 수행될 수 있다. 거대 공극 분자체는 7Å 이상, 예를 들면 7 내지 12 Å의 평균 기공 크기를 가질 수 있다. 트랜스알킬화 반응은 전형적으로, 100 내지 300℃의 온도, 800 내지 3500kPa의 압력, 총 공급물에 대한 1 내지 10 hr-1의 중량 시공간 속도 및 1:1 내지 5:1의 벤젠/다이사이클로헥실벤젠 중량비를 적합하게 포함하는, 적어도 부분적 액상 조건하에서 수행된다. 트랜스알킬화 반응 유출물은 이어서 제2 증류탑으로 재순환되어 트랜스알킬화 반응에서 생성된 부가적인 모노사이클로헥실벤젠을 회수할 수 있다.The transalkylation with additional benzene can be carried out in a transalkylation reactor separate from the hydroalkylation reactor using suitable transalkylation catalysts such as molecular sieves of the MCM-22 type, zeolite beta, MCM-68 (see U.S. Patent No. 6,014,018 ), Zeolite Y, zeolite USY, and mordenite. The macropore molecular sieve may have an average pore size of 7 Å or more, for example, 7 to 12 Å. The transalkylation reaction is typically carried out at a temperature of 100 to 300 占 폚, a pressure of 800 to 3500 kPa, a weight hourly space velocity of 1 to 10 hr &lt; -1 &gt; for the total feed and a ratio of benzene / dicyclohexylbenzene Lt; RTI ID = 0.0 &gt; at least &lt; / RTI &gt; partly liquid phase conditions. The transalkylation reaction effluent may then be recycled to the second distillation column to recover the additional monocyclohexylbenzene produced in the transalkylation reaction.

제2 증류탑에서의 분리후, 사이클로헥실벤젠은 호크(Hock) 공정과 유사한 공정에 의해 페놀 및 사이클로헥사논으로 전환될 수 있다. 이 공정에서는, 사이클로헥실벤젠을 초기에, 상응하는 하이드로퍼옥사이드로 산화시킨다. 이는, 산소-함유 기체, 예를 들어 공기를 사이클로헥실벤젠-함유 액상에 도입함으로써 달성된다. 호크 공정과 달리, 촉매 부재하에서의 사이클로헥실벤젠의 분위기 공기 산화는 매우 느려서, 보통은 촉매의 존재 하에서 산화를 수행한다.After separation at the second distillation column, cyclohexylbenzene can be converted to phenol and cyclohexanone by a process similar to the Hock process. In this process, cyclohexylbenzene is initially oxidized to the corresponding hydroperoxide. This is achieved by introducing an oxygen-containing gas, for example air, into the cyclohexylbenzene-containing liquid phase. Unlike the Hawk process, atmospheric air oxidation of cyclohexylbenzene under the absence of a catalyst is very slow and usually performs oxidation in the presence of a catalyst.

사이클로헥실벤젠 산화 단계에 적합한 촉매는 본원에서 참고로 인용하는 미국 특허 제 6,720,462 호에 기술된 N-하이드록시 치환된 환형 이미드이며, 그 예는 N-하이드록시프탈이미드, 4-아미노-N-하이드록시프탈이미드, 3-아미노-N-하이드록시프탈이미드, 테트라브로모-N-하이드록시프탈이미드, 테트라클로로-N-하이드록시프탈이미드, N-하이드록시헤트이미드, N-하이드록시힘이미드, N-하이드록시트라이멜리트이미드, N-하이드록시벤젠-1,2,4-트라이카복스이미드, N,N'-다이하이드록시(피로멜리트산 다이이미드), N,N'-다이하이드록시(벤조페논-3,3',4,4'-테트라카복실산 다이이미드), N-하이드록시말레이미드, 피리딘-2,3-다이카복스이미드, N-하이드록시석신이미드, N-하이드록시(타르타르산 이미드), N-하이드록시-5-노보넨-2,3-다이카복스이미드, 엑소-N-하이드록시-7-옥사바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-다이카복스이미드, N-하이드록시-시스-사이클로헥산-l,2-다이카복스이미드, N-하이드록시-시스-4-사이클로헥센-1,2 다이카복스이미드, N-하이드록시나프탈이미드 나트륨 염 또는 N-하이드록시-o-벤젠다이설폰이미드이다. 바람직하게, 촉매는 N-하이드록시프탈이미드이다. 또다른 적합한 촉매는 N,N',N"-트라이하이드록시 아이소시아누르산이다.Suitable catalysts for the cyclohexylbenzene oxidation step are the N-hydroxy substituted cyclic imides described in U.S. Patent No. 6,720,462, which is incorporated herein by reference, examples of which include N-hydroxyphthalimide, 4-amino-N -Hydroxyphthalimide, tetrachloro-N-hydroxyphthalimide, N-hydroxyhetermide, N &lt; RTI ID = 0.0 &gt; N-hydroxytrimellitimide, N-hydroxybenzene-1,2,4-tricarboximide, N, N'-dihydroxy (pyromellitic acid diimide), N , N'-dihydroxy (benzophenone-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid diimide), N-hydroxymaleimide, pyridine-2,3-dicarboximide, N- Imide, N-hydroxy (tartaric acid imide), N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide, exo-N-hydroxy -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-hydroxy-cis-cyclohexane-1,2-dicarboximide, N- Cis-4-cyclohexene-1,2-dicarboximide, N-hydroxynaphthalimide sodium salt or N-hydroxy-o-benzenedisulfonimide. Preferably, the catalyst is N-hydroxyphthalimide. Another suitable catalyst is N, N ', N "-trihydroxyisocyanurate.

이들 물질은 단독으로 또는 유리 라디칼 개시제의 존재 하에서 사용될 수 있고, 액상 균질 촉매로서 사용되거나 고체 담체 상에 지지되어 비균질 촉매를 제공할 수 있다. 전형적으로, N-하이드록시 치환된 환형 이미드 또는 N,N',N"-트라이하이드록시아이소시아누르산은, 사이클로헥실벤젠의 0.0001중량% 내지 15중량%, 예를 들어 0.001 내지 5.0중량%의 양으로 사용된다.These materials can be used alone or in the presence of free radical initiators and can be used as a liquid homogeneous catalyst or supported on a solid support to provide an inhomogeneous catalyst. Typically, the N-hydroxy substituted cyclic imide or N, N ', N "-trihydroxyisocyanuric acid is present in an amount of from 0.0001% to 15% by weight, such as from 0.001% to 5.0% by weight of cyclohexylbenzene It is used in quantities.

산화 단계에 적합한 조건은 7O℃ 내지 200℃, 예를 들어 90℃ 내지 13O℃의 온도 및/또는 50 내지 10,000kPa의 압력을 포함한다. 임의의 산소-함유 기체, 바람직하게 공기가 산화제로서 사용될 수 있다. 상기 반응은 배취식 반응기 또는 연속 유동식 반응기에서 수행될 수 있다. 염기성 완충제가 첨가되어 산화 중에 형성될 수 있는 산성 부산물과 반응할 수 있다. 추가로, 염기성 화합물, 예를 들어 탄산나트륨의 용해를 보조할 수 있는 수성상이 도입될 수 있다.Suitable conditions for the oxidation step include a temperature of from 70 占 폚 to 200 占 폚, for example from 90 占 폚 to 130 占 폚 and / or a pressure of from 50 to 10,000 kPa. Any oxygen-containing gas, preferably air, can be used as the oxidizing agent. The reaction can be carried out in a graft reactor or a continuous-flow reactor. Basic buffers may be added to react with acidic by-products that may be formed during oxidation. In addition, an aqueous phase which can aid in the dissolution of a basic compound, for example sodium carbonate, may be introduced.

사이클로헥실벤젠의 페놀 및 사이클로헥사논으로의 전환에 있어서 또하나의 반응 단계는, 20℃ 내지 15O℃, 예를 들어 40℃ 내지 120℃의 온도, 및 50 내지 2,500kPa, 예를 들어 100 내지 1000kPa의 압력에서 액상으로 촉매와 하이드로퍼옥사이드를 접촉시킴으로써 편리하게 수행되는, 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드의 절단을 포함한다. 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드는 바람직하게는, 상기 절단 반응에 대해 불활성인 유기 용매, 예를 들어 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 페놀 또는 사이클로헥실벤젠에 희석되어 열 제거를 보조한다. 상기 절단 반응은 접촉(catalytic) 증류 유닛에서 수행되는 것이 편리할 수 있다.Another reaction step in the conversion of cyclohexylbenzene to phenol and cyclohexanone is a reaction at a temperature of 20 ° C to 150 ° C, for example 40 ° C to 120 ° C, and a pressure of 50 to 2,500 kPa, for example 100 to 1000 kPa Lt; RTI ID = 0.0 &gt; cyclohexylbenzene &lt; / RTI &gt; hydroperoxide, which is conveniently carried out by contacting the catalyst with hydroperoxide in liquid phase at a pressure of from about &lt; RTI ID = Cyclohexylbenzene hydroperoxide is preferably diluted in an organic solvent which is inert to the cleavage reaction, such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, phenol or cyclohexylbenzene to aid in heat removal. The cleavage reaction may conveniently be carried out in a catalytic distillation unit.

절단 단계 중에 사용된 촉매는 균질 촉매 또는 비균질 촉매일 수 있다.The catalyst used during the cutting step may be a homogeneous catalyst or an inhomogeneous catalyst.

적합한 균질 절단 촉매로는, 황산, 과염소산, 인산, 염산 및 p-톨루엔 설폰산을 들 수 있다. 염화 제2철, 삼불화붕소, 이산화황 및 삼산화황이 효과적인 균질 절단 촉매이다. 바람직한 균질 절단 촉매는 황산이고, 바람직한 농도는 0.05 내지 0.5중량%의 범위이다. 균질 산 촉매의 경우, 절단 단계 후에 바람직하게는 중화 단계가 수행된다. 이러한 중화 단계는 전형적으로 염기성 성분과의 접촉을 포함하고, 후속적으로 염-농축 수성상을 디캔팅(decanting) 또는 증류에 의해 제거한다.Suitable homogenous cleavage catalysts include sulfuric acid, perchloric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid and p-toluenesulfonic acid. Ferric chloride, boron trifluoride, sulfur dioxide and sulfur trioxide are effective homogenous cleavage catalysts. A preferred homogeneous cleavage catalyst is sulfuric acid and the preferred concentration is in the range of 0.05 to 0.5% by weight. In the case of a homogeneous acid catalyst, a neutralization step is preferably carried out after the cleavage step. This neutralization step typically involves contacting with a basic component and subsequently removing the salt-concentrated aqueous phase by decanting or distillation.

사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드의 절단에 사용하기에 적합한 비균질 촉매로는, 점토, 예를 들어 미국 특허 제 4,870,217 호에서 기술하고 있는 산성 몬트모릴로나이트 실리카-알루미나 점토 또는 WO2012/145031에서 기술하고 있는 파우자사이트 분자체를 포함한다.Suitable heterogeneous catalysts for use in the cleavage of cyclohexylbenzene hydroperoxide include clays, such as the acidic montmorillonite silica-alumina clays described in U.S. Patent No. 4,870,217, or the fuels described in WO2012 / 145031 And includes self-site molecular sieves.

상기 절단 반응으로부터의 유출물은 페놀 및 사이클로헥사논을 실질적으로 등몰량으로 포함하며, 수요에 따라, 사이클로헥사논은 판매되거나 추가적인 페놀로 탈수소화될 수 있다. 임의의 적합한 탈수소화 촉매, 예를 들면 본원에 기술된 탈수소화 촉매 또는 이의 변형체가 이 반응에 사용될 수 있다. 탈수소화 단계에 적합한 조건은, 250℃ 내지 50O℃의 온도 및 0.01 내지 20 기압(1 내지 2030 kPa)의 압력, 예를 들어 300℃ 내지 45O℃의 온도 및 1 내지 3 기압(100 내지 300kPa)의 압력을 포함한다.The effluent from the cleavage reaction comprises substantially equimolar amounts of phenol and cyclohexanone, and on demand, the cyclohexanone can be sold or dehydrogenated with additional phenol. Any suitable dehydrogenation catalyst, such as the dehydrogenation catalysts described herein, or modifications thereof, may be used in this reaction. Suitable conditions for the dehydrogenation step are a temperature of 250 ° C to 50 ° C and a pressure of 0.01 to 20 atmospheres (1 to 2030 kPa), for example a temperature of 300 to 45 ° C and a pressure of 1 to 3 atmospheres (100 to 300 kPa) Pressure.

하기 실시예는 하기 비-제한적인 실시예 및 첨부된 도면을 참고하여 보다 구체적으로 기술될 것이다.The following examples will be more specifically described with reference to the following non-limiting examples and the accompanying drawings.

실시예Example

본 실시예에서는 제1 금속으로서 Pt를 포함하고 제2 금속으로서 Sn을 포함하고 무기 지지체로서 SiO2를 포함하고 제3 금속을 본질적으로 함유하지 않는 촉매 전구체를 유동 H2 스트림 존재 하에서 다양한 온도에서 활성화한 다음, 관형 하향류 반응기에서 공칭(nominally) 동일한 탈수소화 조건하에 사이클로헥산의 탈수소화에서의 활성에 대해 시험하였다. 촉매 전구체를 제조하는 방법은 WO2012/134552에 개시되어 있으며, 이의 내용을 본원에 그 전체를 참고로 인용한다.In this embodiment, a catalyst precursor comprising Pt as the first metal and Sn as the second metal and SiO 2 as the inorganic support and essentially free of the third metal is activated in the presence of a flowing H 2 stream at various temperatures And then tested for activity in the dehydrogenation of cyclohexane under the same nominally identical dehydrogenation conditions in a tubular downflow reactor. Methods for preparing catalyst precursors are disclosed in WO2012 / 134552, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

절차 A: 상기 촉매를, 실온에서 400℃로 40℃/시간의 속도로 상승시키고 상기 촉매를 최종 온도에서 2시간 동안 유지함으로써 활성화하였다. 상기 활성화는 순수한 수소로 100 psig(689 kPa 게이지)에서 수행되었다. Procedure A : The catalyst was activated by raising the temperature from room temperature to 400 캜 at a rate of 40 캜 / hour and keeping the catalyst at the final temperature for 2 hours. The activation was carried out at 100 psig (689 kPa gauge) with pure hydrogen.

절차 B: 상기 촉매를, 실온에서 400℃로 15℃/시간의 속도로 상승시킴으로써 활성화하였다. 상기 촉매를 추가로, 400℃에서 520℃로 5℃/시간의 속도로 상승시키고 상기 촉매를 최종 온도에서 8시간 동안 유지함으로써 활성화하였다. 상기 활성화는 또한, 순수한 수소로 100 psig(689 kPa 게이지)에서 수행되었다. Procedure B : The catalyst was activated by raising the temperature to 400 &lt; 0 &gt; C at a rate of 15 [deg.] C / hour from room temperature. The catalyst was further activated by raising the temperature from 400 캜 to 520 캜 at a rate of 5 캜 / hour and keeping the catalyst at the final temperature for 8 hours. The activation was also performed at 100 psig (689 kPa gauge) with pure hydrogen.

활성화 시, 촉매들을 이어서, 10중량%의 사이클로헥산, 1중량%의 메틸사이클로펜탄, 및 89중량%의 벤젠을 포함하는 공급물로, 420℃, 109 psig(752 kPa 게이지) 및 H2/탄화수소 몰비 4에서 시험하였다. 상기 활성화 연구의 주요 결과를 도 1 및 도 2에 요약하였으며, 여기서 101은 절차 A에 따라 제조된 촉매에 대한 결과를 나타내고, 103은 절차 B에 따라 제조된 촉매에 대한 결과를 나타낸다.Upon activation, the catalysts were then passed through a feed stream comprising 420 psig, 109 psig (752 kPa gauge) and H 2 / hydrocarbon (100 g) in a feed comprising 10 wt% cyclohexane, 1 wt% methylcyclopentane, and 89 wt% And tested at a molar ratio of 4. The main results of the activation study are summarized in Figures 1 and 2 where 101 represents the results for the catalyst prepared according to Procedure A and 103 the results for the catalyst prepared according to Procedure B.

도 1에서 알 수 있듯이, 촉매 활성은, 절차 A와 비교할 때 절차 B를 사용하여 촉매를 활성화한 경우 거의 두배였다. 도 2에서 알 수 있듯이, 개선된 활성은 선택성에서의 손실없이 달성되었다.As can be seen in Figure 1, the catalytic activity was almost doubled when the catalyst was activated using Procedure B as compared to Procedure A. As can be seen in Figure 2, the improved activity was achieved without loss in selectivity.

따라서, 이들 실시예로부터, 400℃보다 높은 더 고온의 활성화 온도는 400℃ 미만보다 더 유리함이 명백하다.Thus, from these examples it is evident that a higher temperature activation temperature of greater than 400 ° C is more advantageous than less than 400 ° C.

본 발명을 구체적인 실시양태에 대해 기술하고 예시하였지만, 당업계의 숙련자라면 본 발명은 그 자체가 본원에서 반드시 예시하지 않은 변형을 제공할 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 이유로 인해, 본 발명의 진정한 범주를 결정하기 위해서는 첨부된 청구범위만을 참고해야만 한다.While the invention has been described and illustrated with reference to specific embodiments, those skilled in the art will appreciate that the invention may provide variations not necessarily illustrated herein. For this reason, only the appended claims should be referred to in order to determine the true scope of the invention.

본원에 인용된 모든 참고문헌의 내용은 전체적으로 참고로 인용한다.The contents of all references cited herein are incorporated by reference in their entirety.

본 개시내용의 방법의 비제한적인 실시양태는 하기를 포함한다:Non-limiting embodiments of the method of the present disclosure include:

E1. 탈수소화 방법으로서,E1. As a dehydrogenation method,

(1A) (i) 무기 지지체, 및 (ii) 촉매 전구체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10.0 중량%의 원소주기율표 6 내지 10족 금속 중에서 선택된 제1 금속을 포함하는 촉매 전구체를 제공하는 단계;(1A) providing a catalyst precursor comprising (i) an inorganic support, and (ii) 0.01 to 10.0 wt% based on the total weight of the catalyst precursor, a first metal selected from Group 6 to Group 10 metals of the Periodic Table of Elements;

(1B) 상기 촉매 전구체를 300 내지 600℃ 범위, 바람직하게는 420 내지 550 ℃ 범위의 온도에서 적어도 15 분 동안 H2-함유 분위기에서 처리함으로써 활성화된 탈수소화 촉매를 수득하는 단계; 및 (1B) obtaining an activated dehydrogenation catalyst by treating the catalyst precursor in an H 2 -containing atmosphere for at least 15 minutes at a temperature ranging from 300 to 600 ° C, preferably from 420 to 550 ° C; And

(1C) 탈수소화 반응기에서 탈수소화 조건하에, 사이클로헥산을 포함하는 제1 조성물을 활성화된 탈수소화 촉매와 접촉시켜 사이클로헥산의 적어도 일부를 벤젠으로 전환하고 탈수소화 반응 생성물을 수득하는 단계Contacting the first composition comprising cyclohexane with an activated dehydrogenation catalyst under dehydrogenation conditions in a (1C) dehydrogenation reactor to convert at least a portion of the cyclohexane to benzene and obtain a dehydrogenation reaction product

를 포함하는 방법.&Lt; / RTI &gt;

E2. E1에 있어서, 단계 (1B)의 온도가 420 내지 550℃ 범위인, 방법.E2. In E1, the temperature of step (1B) ranges from 420 to 550 占 폚.

E3. E1 또는 E2에 있어서, 단계 (1C)에서의 제1 조성물이 E3. In E1 or E2, the first composition in step (1C)

(1Ba) 하이드로알킬화 조건하에 하이드로알킬화 촉매와 벤제 및 수소를 접촉시켜, 사이클로헥실벤젠, 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄 및 벤젠을 포함하는 하이드로알킬화 반응 혼합물을 형성하는 단계; 및(1Ba) contacting a hydroalkylation catalyst with a benzene and hydrogen under hydroalkylation conditions to form a hydroalkylation reaction mixture comprising cyclohexylbenzene, cyclohexane, methylcyclopentane, and benzene; And

(1Bb) 상기 하이드로알킬화 반응 혼합물로부터, (i) 벤젠 및 사이클로헥산 중 하나 이상이 사이클로헥실벤젠보다 더 높은 농도를 가진 제1 조성물, 및 (ii) 벤젠 및 사이클로헥산보다 사이클로헥실벤젠이 더 높은 농도를 가진 제2 조성물을 수득하는 단계(1Bb) From the hydroalkylation reaction mixture, (i) a first composition wherein at least one of benzene and cyclohexane has a higher concentration than cyclohexylbenzene, and (ii) a first composition wherein cyclohexylbenzene has a higher concentration than benzene and cyclohexane Lt; RTI ID = 0.0 &gt;

에 의해 수득되는, 방법.&Lt; / RTI &gt;

E4. E1 내지 E3 중 어느 하나에 있어서, 추가로 E4. In any one of E1 to E3,

(1D) 탈수소화 반응 생성물 중의 벤젠의 적어도 일부를 상기 단계 (1Ba)로 재순환시키는 단계(1D) recycling at least a portion of the benzene in the dehydrogenation reaction product to the step (1Ba)

를 포함하는 방법.&Lt; / RTI &gt;

E5. E1 내지 E4 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1A)에서 촉매 전구체의 무기 지지체가 실리카, 알루미나, 알루미노실리케이트, 원소 주기율표 3 내지 5족 금속의 산화물, 탄소 및 탄소 나노튜브 중 하나 이상을 포함하는, 방법.E5. The method according to any one of E1 to E4, wherein the inorganic support of the catalyst precursor in step (1A) comprises at least one of silica, alumina, aluminosilicate, oxides of Group 3 to Group 5 metals, carbon and carbon nanotubes of the Periodic Table of Elements. Way.

E6. E1 내지 E5 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1A)에서 촉매 전구체 중의 제1 금속의 적어도 일부가 0보다 높은 산화 상태인, 방법.E6. The method according to any one of E1 to E5, wherein at least a part of the first metal in the catalyst precursor in step (1A) is in an oxidation state higher than zero.

E7. E1 내지 E6 중 어느 하나에 있어서, 제1 금속이 Pt 및/또는 Pd를 포함하는, 방법.E7. The method according to any one of E1 to E6, wherein the first metal comprises Pt and / or Pd.

E8. E1 내지 E7 중 어느 하나에 있어서, 촉매 전구체가 추가로, E8. In any one of E1 to E7, the catalyst precursor is additionally,

(iii) 0.05 내지 5.0 중량%의, 원소 주기율표의 14족 중에서 선택된 제2 금속, 및 (iii) 0.05 to 5.0% by weight of a second metal selected from group 14 of the Periodic Table of Elements, and

(iv) 0.05 내지 10.0 중량%의, 원소 주기율표의 1족 및 2족 중에서 선택된 제3 금속(iv) 0.05 to 10.0% by weight of a third metal selected from Groups 1 and 2 of the Periodic Table of the Elements

중 하나 이상을 포함하는, 방법.&Lt; / RTI &gt;

E9. E8에 있어서, 제2 금속이 Ge, Sn 및/또는 Pb를 포함하고, 제3 금속이 Na 및/또는 K를 포함하는, 방법.E9. The method of E8, wherein the second metal comprises Ge, Sn and / or Pb, and the third metal comprises Na and / or K.

E10. E1 내지 E9 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)의 완료시, 제1 금속의 중량을 기준으로, 활성화된 촉매 내의 제1 금속의 98중량% 이상이 원소 상태인, 방법.E10. The method according to any one of E1 to E9, wherein, upon completion of step (1B), at least 98 wt% of the first metal in the activated catalyst is in the elemental state, based on the weight of the first metal.

E11. E1 내지 E10 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)에서, H2-함유 분위기가 90중량% 이상의 수소를 포함하는, 방법.E11. The method according to any one of E1 to E10, wherein, in step (1B), the H 2 -containing atmosphere comprises at least 90 wt% hydrogen.

E12. E1 내지 E11 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)가, H2-함유 분위기의 유동 스트림 중에서 촉매 전구체를 300 내지 600℃ 범위의 온도로 처리하는 것을 포함하는, 방법.E12. The method according to any one of E1 to E11, wherein step (1B) comprises treating the catalyst precursor in a flow stream of an H 2 -containing atmosphere to a temperature in the range of from 300 to 600 ° C.

E13. E1 내지 E12 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)에서 H2-함유 분위기가 H2-함유 분위기의 총 중량을 기준으로 1중량% 이하의 벤젠 농도를 갖는, 방법.E13. The method according to any one of E1 to E12, wherein the H 2 -containing atmosphere in step (1B) has a benzene concentration of 1 wt% or less based on the total weight of the H 2 -containing atmosphere.

E14. E1 내지 E13 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1C)에서 제1 조성물이 추가로 수소를 포함하고, 단계 (1B)에서 H2-함유 분위기가 제1 조성물인, 방법.E14. The method according to any one of E1 to E13, wherein the first composition further comprises hydrogen in step (1C) and the H 2 -containing atmosphere in step (1B) is the first composition.

E15. E1 내지 E14 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B) 이후 단계 (1C) 이전에, 상기 활성화된 탈수소화 촉매가 O2-비함유 보호성 분위기에 의해 보호되는, 방법.E15. The method according to any one of E1 to E14, wherein after step (1B) and before step (1C), the activated dehydrogenation catalyst is protected by an O 2 -free protective atmosphere.

E16. E15에 있어서, 보호성 분위기가 H2 및 CH4 중 하나 이상을 포함하는, 방법.E16. Method according to E15, the protective atmosphere includes at least one of H 2 and CH 4,.

E17. E1 내지 E16 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)가 450 내지 550℃ 범위의 온도에서 15분 이상 동안 촉매 전구체를 가열하는 것을 포함하는, 방법.E17. The method according to any one of E1 to E16, wherein step (1B) comprises heating the catalyst precursor for at least 15 minutes at a temperature in the range of 450 to 550 占 폚.

E18. E1 내지 E17 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B)가 400℃ 미만의 온도에서 2 내지 30℃/분 범위의 제1 가열 속도 및/또는 400 내지 600℃ 범위의 온도에서 1 내지 15℃/분 범위의 제2 가열 속도로 촉매 전구체를 가열하는 것을 포함하는, 방법.E18. The method according to any one of E1 to E17, wherein step (1B) is carried out at a first heating rate in the range of from 2 to 30 占 폚 / min at a temperature of less than 400 占 폚 and / or from 1 to 15 占 폚 / min &Lt; / RTI &gt; and heating the catalyst precursor at a second heating rate of at least about &lt; RTI ID = 0.0 &

E19. E1 내지 E18 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1A)가E19. In any one of E1 to E18, step (1A)

(1A-1) 무기 지지체를 제공하고,(1A-1) an inorganic support,

(1A-2) 무기 지지체를 제1 금속의 염의 용액으로 함침시켜 함침된 지지체를 수득하고, 이어서,(1A-2) impregnating the inorganic support with a solution of a salt of the first metal to obtain an impregnated support,

(1A-3) 함침된 지지체를 500 내지 1000℃ 범위의 온도에서 소결하는 것(1A-3) Sintering the impregnated support at a temperature in the range of 500 to 1000 ° C

을 포함하는, 방법.&Lt; / RTI &gt;

E20. E1 내지 E19 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B) 및 단계 (1C)가 모두 탈수소화 반응기에서 수행되는, 방법.E20. The process according to any one of E1 to E19, wherein step (1B) and step (1C) are all carried out in a dehydrogenation reactor.

E21. E1 내지 E19 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1Ba)에서, 제1 조성물이 추가로 벤젠 및 수소를 포함하는, 방법.E21. The method according to any one of E1 to E19, wherein, in step (1Ba), the first composition further comprises benzene and hydrogen.

E22. E1 내지 E21 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1C)에서, 제1 조성물이 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5.0 중량%의 메틸사이클로펜탄을 포함하고, 메틸사이클로펜탄의 적어도 일부분이 파라핀으로 전환되는, 방법.E22. The method of any one of E1 to E21, wherein in step (1C), the first composition comprises 0.01 to 5.0% by weight, based on the total weight of the first composition, of methylcyclopentane and at least a portion of the methylcyclopentane is paraffin / RTI &gt;

E23. E1 내지 E22 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1C)에서, 탈수소화 조건이 300 내지 600℃ 범위의 온도를 포함하는, 방법.E23. The method according to any one of E1 to E22, wherein, in step (1C), the dehydrogenation conditions comprise a temperature in the range of 300 to 600 占 폚.

E24. 페놀 및/또는 사이클로헥사논의 제조 방법으로서,E24. As a method for producing phenol and / or cyclohexanone,

(2A) E3 내지 E23 중 어느 하나의 방법에 따라 사이클로헥실벤젠을 생성하는 단계,(2A) producing cyclohexylbenzene according to any one of E3 to E23,

(2B) 상기 사이클로헥실벤젠의 적어도 일부를 산화시켜 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드를 포함하는 산화 반응 생성물을 수득하는 단계, 및(2B) oxidizing at least a portion of the cyclohexylbenzene to obtain an oxidation reaction product comprising cyclohexylbenzene hydroperoxide, and

(2C) 상기 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드의 적어도 일부를 절단하여 페놀 및 사이클로헥사논을 포함하는 절단 반응 생성물을 생성하는 단계(2C) truncating at least a portion of the cyclohexylbenzene hydroperoxide to produce a cleavage reaction product comprising phenol and cyclohexanone

를 포함하는 방법.&Lt; / RTI &gt;

E25. 탈수소화 방법으로서,E25. As a dehydrogenation method,

(3A) (i) 무기 지지체, 및 (ii) 촉매 전구체의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 10.0 중량%의 원소주기율표 6 내지 10족 금속 중에서 선택된 제1 금속을 포함하는 촉매 전구체를 제공하는 단계;(3A) providing a catalyst precursor comprising (i) an inorganic support, and (ii) a first metal selected from Group 6 to Group 10 metals of the Periodic Table of Elements from 0.05 to 10.0 wt%, based on the total weight of the catalyst precursor;

(3B) 상기 촉매 전구체를 300 내지 600℃ 범위의 온도에서 적어도 15 분 동안 H2-함유 분위기에서 처리함으로써 활성화된 촉매를 수득하는 단계; 및 (3B) obtaining the activated catalyst by treating the catalyst precursor in an H 2 -containing atmosphere at a temperature ranging from 300 to 600 ° C for at least 15 minutes; And

(3C) 탈수소화 조건하에, 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%의 포화된 환형 탄화수소를 포함하는 제1 조성물을 활성화된 촉매와 접촉시켜, 포화된 환형 탄화수소의 적어도 일부를 불포화된 환형 탄화수소로 전환시키는 단계(3C) contacting a first composition comprising at least 0.1% by weight, based on the total weight of the composition, of a saturated cyclic hydrocarbon, with the activated catalyst under dehydrogenation conditions to form at least a portion of the saturated cyclic hydrocarbon with an unsaturated cyclic hydrocarbon &Lt; / RTI &gt;

를 포함하는 방법.&Lt; / RTI &gt;

E26. E25에 있어서, 촉매 전구체의 무기 지지체가 실리카, 알루미나, 알루미노실리케이트 및 원소 주기율표 3 내지 5족 금속의 산화물 중 하나 이상을 포함하는, 방법.E26. In E25, the inorganic support of the catalyst precursor comprises at least one of silica, alumina, aluminosilicate, and oxides of Group 3 to Group 5 metals of the Periodic Table of Elements.

E27. E25 또는 E26에 있어서, 촉매 전구체 중의 제1 금속의 적어도 일부가 0보다 높은 산화 상태인, 방법.E27. E25 or E26, wherein at least a portion of the first metal in the catalyst precursor is in an oxidized state above zero.

E28. E25 내지 E27 중 어느 하나에 있어서, 제1 금속이 Pt 및/또는 Pd를 포함하는, 방법.E28. The method according to any one of E25 to E27, wherein the first metal comprises Pt and / or Pd.

E29. E25 내지 E28 중 어느 하나에 있어서, 촉매 전구체가 추가로, E29. The catalyst precursor according to any one of E25 to E28,

(iii) 0.05 내지 5.0 중량%의, 원소 주기율표의 14족 중에서 선택된 제2 금속, 및 (iii) 0.05 to 5.0% by weight of a second metal selected from group 14 of the Periodic Table of Elements, and

(iv) 0.05 내지 10.0 중량%의, 원소 주기율표의 1족 및 2족 중에서 선택된 제3 금속(iv) 0.05 to 10.0% by weight of a third metal selected from Groups 1 and 2 of the Periodic Table of the Elements

중 하나 이상을 포함하는, 방법.&Lt; / RTI &gt;

E30. E29에 있어서, 제2 금속이 Ge, Sn 및/또는 Pb를 포함하고, 제3 금속이 Na 및/또는 K를 포함하는, 방법.E30. The method of E29, wherein the second metal comprises Ge, Sn and / or Pb, and the third metal comprises Na and / or K.

E31. E25 내지 E30 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3B)의 완료시, 제1 금속의 중량을 기준으로, 활성화된 촉매 내의 제1 금속의 98중량% 이상이 원소 상태인, 방법.E31. The method according to any one of E25 to E30, wherein, upon completion of step (3B), at least 98 wt% of the first metal in the activated catalyst is in the elemental state, based on the weight of the first metal.

E32. E25 내지 E31 중 어느 하나에 있어서, H2-함유 분위기가 H2-함유 분위기의 총 중량을 기준으로 1중량% 이하의 벤젠 농도를 갖는, 방법.E32. The method according to any one of E25 to E31, wherein the H 2 -containing atmosphere has a benzene concentration of 1% by weight or less based on the total weight of the H 2 -containing atmosphere.

E33. E25 내지 E32 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1Bb)에서 제1 조성물이 추가로 수소를 포함하고, 단계 (1B)에서 H2-함유 분위기가 제1 조성물인, 방법.E33. The method according to any one of E25 to E32, wherein the first composition further comprises hydrogen in step (1Bb) and the H 2 -containing atmosphere in step (1B) is the first composition.

E34. E25 내지 E33 중 어느 하나에 있어서, 단계 (1B) 이후 단계 (1C) 이전에, 상기 활성화된 탈수소화 촉매가 O2-비함유 보호성 분위기에 의해 보호되는, 방법.E34. The method according to any one of E25 to E33, wherein after step (1B) and before step (1C), the activated dehydrogenation catalyst is protected by an O 2 -free protective atmosphere.

E35. E34에 있어서, 보호성 분위기가 H2 및 CH4 중 하나 이상을 포함하는, 방법.E35. Method according to E34, the protective atmosphere includes at least one of H 2 and CH 4,.

E36. E25 내지 E35 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3B)가 300 내지 600℃ 범위의 온도에서 H2-함유 분위기의 유동 스트림에서 촉매 전구체를 처리하는 것을 포함하는, 방법.E36. The method according to any one of E25 to E35, wherein step (3B) comprises treating the catalyst precursor in a flow stream of an H 2 -containing atmosphere at a temperature in the range of from 300 to 600 ° C.

E37. E25 내지 E36 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3B)가 450 내지 550℃ 범위의 온도에서 15분 이상 동안 촉매 전구체를 가열하는 것을 포함하는, 방법.E37. The method according to any one of E25 to E36, wherein step (3B) comprises heating the catalyst precursor for at least 15 minutes at a temperature in the range of 450 to 550 占 폚.

E38. E25 내지 E37 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3B)가 400℃ 미만의 온도에서 2 내지 30℃/분 범위의 제1 가열 속도 및/또는 400 내지 600℃ 범위의 온도에서 1 내지 15℃/분 범위의 제2 가열 속도로 촉매 전구체를 가열하는 것을 포함하는, 방법.E38. The method according to any one of E25 to E37, wherein step (3B) is carried out at a first heating rate in the range of 2 to 30 占 폚 / min at a temperature of less than 400 占 폚 and / or in a range of 1 to 15 占 폚 / min &Lt; / RTI &gt; and heating the catalyst precursor at a second heating rate of at least about &lt; RTI ID = 0.0 &

E39. E25 내지 E38 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3A)가E39. In any one of E25 to E38, step (3A)

(3A-1) 무기 지지체를 제공하고,(3A-1) &lt; / RTI &gt; inorganic support,

(3A-2) 무기 지지체를 제1 금속의 염의 용액으로 함침시켜 함침된 지지체를 수득하고, 이어서,(3A-2) impregnating the inorganic support with a solution of a salt of the first metal to obtain an impregnated support,

(3A-3) 함침된 지지체를 500 내지 1000℃ 범위의 온도에서 소결하는 것(3A-3) sintering the impregnated support at a temperature in the range of 500 to 1000 ° C

을 포함하는, 방법.&Lt; / RTI &gt;

E40. E25 내지 E39 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3B) 및 단계 (3C)가 동일한 용기에서 수행되는, 방법.E40. The method according to any one of E25 to E39, wherein step (3B) and step (3C) are carried out in the same vessel.

E41. E40에 있어서, 단계 (3B)와 단계 (3C) 사이에, 활성화된 촉매가 산소 노출로부터 보호되는, 방법.E41. In E40, between step (3B) and step (3C), the activated catalyst is protected from oxygen exposure.

E42. E25 내지 E41 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3C)에서, 조성물이 사이클로헥산, 벤젠 및 수소를 포함하고, 사이클로헥산의 적어도 일부분이 벤젠으로 전환되는, 방법.E42. The method according to any one of E25 to E41, wherein, in step (3C), the composition comprises cyclohexane, benzene and hydrogen, and at least a portion of the cyclohexane is converted to benzene.

E43. E25 내지 E42 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3C)에서, 조성물이 메틸사이클로펜탄을 포함하고, 메틸사이클로펜탄의 적어도 일부분이 파라핀으로 전환되는, 방법.E43. The method according to any one of E25 to E42, wherein, in step (3C), the composition comprises methylcyclopentane and at least a portion of the methylcyclopentane is converted to paraffin.

E44. E25 내지 E43 중 어느 하나에 있어서, 단계 (3C)에서, 탈수소화 조건이 300 내지 600℃ 범위의 온도를 포함하는, 방법.E44. The process according to any one of E25 to E43, wherein, in step (3C), the dehydrogenation conditions comprise a temperature in the range of 300 to 600 占 폚.

E45. E25 내지 E44 중 어느 하나에 있어서, 제1 금속이 Pt 및/또는 Pd인, 방법.E45. The method according to any one of E25 to E44, wherein the first metal is Pt and / or Pd.

Claims (20)

(1A) (i) 무기 지지체, 및 (ii) 촉매 전구체의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10.0 중량%의, 원소주기율표 6 내지 10족 금속 중에서 선택된 제1 금속을 포함하는 촉매 전구체를 제공하는 단계;
(1B) 상기 촉매 전구체를 450 내지 550℃ 범위의 온도에서 적어도 480 분 동안 H2-함유 분위기에서 처리함으로써 활성화된 탈수소화 촉매를 수득하는 단계; 및
(1C) 탈수소화 반응기에서 탈수소화 조건하에, 사이클로헥산을 포함하는 제1 조성물을 활성화된 탈수소화 촉매와 접촉시켜 사이클로헥산의 적어도 일부를 벤젠으로 전환하고 탈수소화 반응 생성물을 수득하는 단계
를 포함하는 탈수소화 방법.
(1A) providing a catalyst precursor comprising (i) an inorganic support, and (ii) 0.01 to 10.0 wt%, based on the total weight of the catalyst precursor, of a first metal selected from Group 6-10 metals of the Periodic Table of Elements;
(1B) obtaining an activated dehydrogenation catalyst by treating the catalyst precursor in an H 2 -containing atmosphere at a temperature ranging from 450 to 550 ° C for at least 480 minutes; And
Contacting the first composition comprising cyclohexane with an activated dehydrogenation catalyst under dehydrogenation conditions in a (1C) dehydrogenation reactor to convert at least a portion of the cyclohexane to benzene and obtain a dehydrogenation reaction product
&Lt; / RTI &gt;
제 1 항에 있어서,
단계 (1C)에서의 제1 조성물이
(1Ba) 하이드로알킬화 조건하에 하이드로알킬화 촉매와 벤젠 및 수소를 접촉시켜, 사이클로헥실벤젠, 사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄 및 벤젠을 포함하는 하이드로알킬화 반응 혼합물을 형성하는 단계; 및
(1Bb) 상기 하이드로알킬화 반응 혼합물로부터, (i) 벤젠 및 사이클로헥산 중 하나 이상이 사이클로헥실벤젠보다 더 높은 농도를 가진 제1 조성물, 및 (ii) 벤젠 및 사이클로헥산보다 사이클로헥실벤젠이 더 높은 농도를 가진 제2 조성물을 수득하는 단계
에 의해 수득되는, 방법.
The method according to claim 1,
The first composition in step (1C)
(1Ba) contacting a hydroalkylation catalyst with benzene and hydrogen under hydroalkylation conditions to form a hydroalkylation reaction mixture comprising cyclohexylbenzene, cyclohexane, methylcyclopentane, and benzene; And
(1Bb) From the hydroalkylation reaction mixture, (i) a first composition wherein at least one of benzene and cyclohexane has a higher concentration than cyclohexylbenzene, and (ii) a first composition wherein cyclohexylbenzene has a higher concentration than benzene and cyclohexane Lt; RTI ID = 0.0 &gt;
&Lt; / RTI &gt;
제 2 항에 있어서,
(1D) 탈수소화 반응 생성물 중의 벤젠의 적어도 일부를 상기 단계 (1Ba)로 재순환시키는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
3. The method of claim 2,
(1D) recycling at least a portion of the benzene in the dehydrogenation reaction product to the step (1Ba)
&Lt; / RTI &gt;
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
촉매 전구체가 추가로,
(iii) 0.01 내지 5.0 중량%의, 원소 주기율표의 14족 중에서 선택된 제2 금속, 및
(iv) 0.01 내지 10.0 중량%의, 원소 주기율표의 1족 및 2족 금속 중에서 선택된 제3 금속
중 하나 이상을 포함하는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
In addition to the catalyst precursor,
(iii) 0.01 to 5.0% by weight of a second metal selected from Group 14 of the Periodic Table of Elements, and
(iv) 0.01 to 10.0% by weight of a third metal selected from Group 1 and Group 2 metals of the Periodic Table of the Elements
&Lt; / RTI &gt;
제 4 항에 있어서,
제2 금속이 Sn을 포함하고, 제3 금속이 K를 포함하는, 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the second metal comprises Sn, and wherein the third metal comprises K.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1B)에서, H2-함유 분위기가 90중량% 이상의 수소를 포함하는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein in step (1B) the H 2 -containing atmosphere comprises at least 90 wt% hydrogen.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1B)가 H2-함유 분위기의 유동 스트림에서 촉매 전구체를 처리하는 것을 포함하는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein step (1B) comprises treating the catalyst precursor in a flow stream of an H 2 -containing atmosphere.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1B)에서 H2-함유 분위기가 H2-함유 분위기의 총 중량을 기준으로 1중량% 이하의 벤젠 농도를 갖는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the H 2 -containing atmosphere in step (1B) has a benzene concentration of 1 wt% or less based on the total weight of the H 2 -containing atmosphere.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
단계 (1Bb)에서 제1 조성물이 추가로 수소를 포함하고, 단계 (1B)에서 H2-함유 분위기가 제1 조성물인, 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the first composition further comprises hydrogen in step (1Bb) and the H 2 -containing atmosphere in step (1B) is a first composition.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1B) 이후 단계 (1C) 이전에, 상기 활성화된 탈수소화 촉매가 O2-비함유 보호성 분위기에 의해 보호되는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Prior to step (1C) after step (1B), the activated dehydrogenation catalyst is protected by an O 2 -free protective atmosphere.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1A)가
(1A-1) 무기 지지체를 제공하고,
(1A-2) 무기 지지체를 제1 금속의 염의 용액으로 함침시켜 함침된 지지체를 수득하고,
(1A-3) 함침된 지지체를 300 내지 1000℃ 범위의 온도에서 소결하는 것
을 포함하는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Step 1A is
(1A-1) an inorganic support,
(1A-2) impregnating the inorganic support with a solution of a salt of the first metal to obtain an impregnated support,
(1A-3) Sintering the impregnated support at a temperature in the range of 300 to 1000 ° C
&Lt; / RTI &gt;
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1B) 및 단계 (1C)가 모두 탈수소화 반응기에서 수행되는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein step (1B) and step (1C) are all carried out in a dehydrogenation reactor.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
단계 (1Ba)에서, 제1 조성물이 벤젠 및 수소를 포함하는, 방법.
The method according to claim 2 or 3,
In step (1Ba), the first composition comprises benzene and hydrogen.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (1C)에서, 제1 조성물이 제1 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5.0 중량%의 메틸사이클로펜탄을 포함하고, 메틸사이클로펜탄의 적어도 일부분이 파라핀으로 전환되는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
In step (1C), the first composition comprises 0.01 to 5.0% by weight methylcyclopentane based on the total weight of the first composition, and at least a portion of the methylcyclopentane is converted to paraffin.
(2A) 제 2 항의 방법에 따라 단계 (1Bb)에서 수득된 제2 조성물로부터 사이클로헥실벤젠을 생성하는 단계,
(2B) 상기 사이클로헥실벤젠의 적어도 일부를 산화시켜 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드를 포함하는 산화 반응 생성물을 수득하는 단계, 및
(2C) 상기 사이클로헥실벤젠 하이드로퍼옥사이드의 적어도 일부를 절단하여 페놀 및 사이클로헥사논을 포함하는 절단(cleavage) 반응 생성물을 생성하는 단계
를 포함하는, 페놀 및/또는 사이클로헥사논의 제조 방법.
(2A) producing cyclohexylbenzene from the second composition obtained in step (1Bb) according to the method of claim 2,
(2B) oxidizing at least a portion of the cyclohexylbenzene to obtain an oxidation reaction product comprising cyclohexylbenzene hydroperoxide, and
(2C) truncating at least a portion of the cyclohexylbenzene hydroperoxide to produce a cleavage reaction product comprising phenol and cyclohexanone
&Lt; / RTI &gt; and / or cyclohexanone.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101972121B1 (en) * 2017-05-11 2019-04-24 희성촉매 주식회사 Method for producing catalysts of high regeneration efficiency for dehydrogenation of light straight-chain hydrocarbons
US20190176131A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods of Making Supported Mixed Metal Dehydrogenation Catalysts
AR125184A1 (en) * 2021-02-26 2023-06-21 Dow Global Technologies Llc PROCESSES TO PREPARE HYDROCARBONS C₂ TO C₄
CN114315499B (en) * 2022-01-04 2023-05-26 中国科学院大连化学物理研究所 Method for preparing benzene by dehydrogenation of cycloparaffin

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096998A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Dehydrogenation process and process of production of cyclohexylbenzene

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3354078A (en) 1965-02-04 1967-11-21 Mobil Oil Corp Catalytic conversion with a crystalline aluminosilicate activated with a metallic halide
US3415737A (en) * 1966-06-24 1968-12-10 Chevron Res Reforming a sulfur-free naphtha with a platinum-rhenium catalyst
US4122125A (en) 1976-11-08 1978-10-24 Phillips Petroleum Company Hydroalkylation using multimetallic zeolite catalyst
US4206082A (en) 1976-11-08 1980-06-03 Phillips Petroleum Company Hydroalkylation process and a composition and process for producing said composition
US4094918A (en) 1977-02-10 1978-06-13 Phillips Petroleum Company Hydroalkylation process using multi-metallic zeolite catalyst
US4177165A (en) 1977-02-10 1979-12-04 Phillips Petroleum Company Hydroalkylation composition and process for producing said composition
DE3117135A1 (en) 1981-04-30 1982-11-18 Bayer Ag, 5090 Leverkusen CRYSTALLINE ALUMOSILICATE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE USE THEREOF FOR CATALYTICALLY CONVERTING METHANOL AND / OR DIMETHYL ETHER IN HYDROCARBONS
US4826667A (en) 1986-01-29 1989-05-02 Chevron Research Company Zeolite SSZ-25
US4954325A (en) 1986-07-29 1990-09-04 Mobil Oil Corp. Composition of synthetic porous crystalline material, its synthesis and use
IT1205681B (en) 1987-05-26 1989-03-31 Eniricerche Spa SYNTHETIC POROUS CRYSTALLINE MATERIAL CONTAINING SILICON AND BORON OXIDES
GB8809214D0 (en) 1988-04-19 1988-05-25 Exxon Chemical Patents Inc Reductive alkylation process
US4870217A (en) 1988-10-24 1989-09-26 Texaco Chemical Company Method for production of phenol/acetone from cumene hydroperoxide
US5250277A (en) 1991-01-11 1993-10-05 Mobil Oil Corp. Crystalline oxide material
US5236575A (en) 1991-06-19 1993-08-17 Mobil Oil Corp. Synthetic porous crystalline mcm-49, its synthesis and use
US5362697A (en) 1993-04-26 1994-11-08 Mobil Oil Corp. Synthetic layered MCM-56, its synthesis and use
ES2124154B1 (en) 1995-11-08 1999-12-01 Univ Politecnica De Valencia C PREPARATION METHOD AND CATALYTIC PROPERTIES OF A MICROPOROUS SOLID WITH HIGH EXTERNAL SURFACE.
ES2105982B1 (en) 1995-11-23 1998-07-01 Consejo Superior Investigacion ZEOLITE ITQ-1
TW382146B (en) 1998-06-19 2000-02-11 United Microeletronics Corp Semiconductor step-down voltage device having low power consumption
US6037513A (en) 1998-07-09 2000-03-14 Mobil Oil Corporation Hydroalkylation of aromatic hydrocarbons
DE10015874A1 (en) 2000-03-30 2001-10-11 Creavis Tech & Innovation Gmbh Process for the preparation of aromatic alcohols, especially phenol
US6756030B1 (en) 2003-03-21 2004-06-29 Uop Llc Crystalline aluminosilicate zeolitic composition: UZM-8
WO2007084440A1 (en) 2006-01-17 2007-07-26 Exxonmobil Research And Engineering Company Silica carriers
JP5444327B2 (en) 2008-04-25 2014-03-19 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク Process for producing phenol and / or cyclohexanone
US7579511B1 (en) 2008-10-10 2009-08-25 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for making cyclohexylbenzene
CN102791658B (en) * 2010-02-05 2016-03-02 埃克森美孚化学专利公司 Method of dehydrogenating
WO2012134552A1 (en) 2011-03-28 2012-10-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Dehydrogenation process
SG194008A1 (en) 2011-04-19 2013-11-29 Exxonmobil Chem Patents Inc Process for producing phenol

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096998A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Dehydrogenation process and process of production of cyclohexylbenzene

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