KR102493012B1 - Purification method of feedstock for the olefin metathesis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시킴으로써, 올레핀 복분해 반응용 원료내 촉매 유독 불순물을 고도로 제거함으로 복분해 촉매의 반응활성을 최대한 증가시키는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법으로서, 망간, 철, 코발트, 니켈 중 선택된 둘 이상의 전이금속을 비담지 혹은 다공성 물질에 담지하여 제조한 금속 입자 혼합물을 사용한다.The present invention is a method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, which maximizes the reaction activity of a metathesis catalyst by removing catalyst toxic impurities in the raw material for olefin metathesis reaction to a high degree by contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture, comprising: manganese, A metal particle mixture prepared by supporting two or more transition metals selected from among iron, cobalt, and nickel on an unsupported or porous material is used.

Description

올레핀 복분해 반응 원료 정제방법{Purification method of feedstock for the olefin metathesis}Olefin metathesis reaction raw material purification method {Purification method of feedstock for the olefin metathesis}

본 발명은 올레핀 복분해 반응에서 반응원료로 사용되는 천연 오일 및 오일 유도체의 정제방법과 정제된 원료를 이용한 올레핀 복분해 반응에 관한 것이다.The present invention relates to a method for purifying natural oil and oil derivatives used as a reaction raw material in an olefin metathesis reaction and an olefin metathesis reaction using the purified raw material.

올레핀 복분해 반응은 올레핀 관능기를 가진 천연 자원인 동식물 오일 및 동식물 오일의 유도체 등을 산업적으로 유용한 화학물질로 전환 시킬 수 있는 반응으로 최근 지속가능사회와 기후변화대응을 위한 신산업에 있어 핵심기술로 자리하고 있다. Olefin metathesis reaction is a reaction that can convert animal and plant oils and derivatives of animal and plant oils, which are natural resources with olefin functional groups, into industrially useful chemicals. there is.

특히 동식물유 중에서 올레인산(Oleic acid)과 올레인산 유도체인 메틸올레이트(methyl oleate, MO)는 에틸렌, 프로필렌 및 부텐과의 교차복분해 반응에 의해 알파-올레핀, 알파오메가-올레핀카르복시산을 합성할 수 있으며, 자가복분해반응으로 디카르복시산 등의 고부가의 물질로 전환할 수 있어 화학산업적으로 유용한 복분해반응의 원료로 주목받고 있다. 따라서 이러한 복분해 반응을 위하여 루테늄, 몰리브덴 그리고 텅스텐과 같은 전이금속을 포함한 촉매에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. In particular, among animal and vegetable oils, oleic acid and methyl oleate (MO), an oleic acid derivative, can synthesize alpha-olefin and alpha-omega-olefin carboxylic acids by cross-metathesis with ethylene, propylene, and butene, Since it can be converted into high-value substances such as dicarboxylic acid through self-metathesis, it is attracting attention as a useful raw material for metathesis in the chemical industry. Therefore, for this metathesis reaction, studies on catalysts including transition metals such as ruthenium, molybdenum, and tungsten are being actively conducted.

하지만, 산소 노출 등으로 인한 반응 원료 내에 필연적으로 포함되어있는 불순물은 촉매와 반응하고 이로 인해 복분해 촉매의 활성을 현저하게 감소시킨다. 이는 촉매 활성의 지표인 전환수(turnover number, TON)의 감소로 이어진다. 특히, 30,000 TON 이상인 고활성 복분해반응의 경우, 촉매의 사용량은 20ppm 이하이므로 복분해 반응에서 반응물에 함유된 유독성 불순물을 엄격히 제거하는 것은 복분해반응의 상업적 적용에 중요한 부분이다.However, impurities inevitably included in the reaction raw material due to exposure to oxygen react with the catalyst, thereby significantly reducing the activity of the metathesis catalyst. This leads to a decrease in turnover number (TON), which is an indicator of catalytic activity. In particular, in the case of a highly active metathesis reaction of 30,000 TON or more, since the amount of catalyst used is 20 ppm or less, strict removal of toxic impurities contained in the reactants in the metathesis reaction is an important part for commercial application of the metathesis reaction.

따라서, 복분해 촉매의 활성을 30,000 TON 이상, 특히 50,000TON 이상으로 극대화하기 위해서는 촉매의 사용량은 10ppm 이하이므로 반응물 내의 촉매 독성 불순물을 수 ppm 이하로 감소시키는 방법이 필수적이다. 이러한 방법 중 가장 일반적인 방법은 알루미나를 통해 불순물을 제거하는 방법이다. 기존 보고된 방식은 메틸올레이트 대비 약 1.5 wt.% 이상의 알루미나를 이용하여 최소 1달 이상의 전처리 과정을 거치는 방법이다(Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1919-1923). 하지만 이와 같은 방법은 정제에 너무 많은 시간이 소요되며, 99% 이상의 고순도 메틸올레이트를 필요로 하여 산업적 경제성이 낮으므로 적합하지 않다. Therefore, in order to maximize the activity of the metathesis catalyst to 30,000 TON or more, especially 50,000 TON or more, since the amount of catalyst used is 10 ppm or less, a method of reducing catalytic toxic impurities in the reactants to several ppm or less is essential. The most common of these methods is a method of removing impurities through alumina. A previously reported method is a method of using alumina at a concentration of about 1.5 wt.% or more compared to methyl oleate and undergoing a pretreatment process for at least one month (Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1919-1923). However, such a method is not suitable because it takes too much time for purification and requires high-purity methyl oleate of 99% or more and has low industrial economic feasibility.

이와 관련한 선행연구에 따르면, 원료 내에 존재하는 복분해 촉매 독성 불순물은 과산화물 계열과, 색소나 극성물질 등의 비과산화물 계열이 있으며, 이러한 불순물이 촉매독으로 작용하여 촉매의 활성을 감소시킨다고 알려져 있다. 구체적으로, 복분해 원료인 동식물유가 공기 중의 산소와 만나 필연적으로 생성되는 화합물인 과산화물, 산소를 포함한 라디칼인 과산화라디칼, 알데히드 화합물 그리고 아니시딘이나 인산염 그리고 황산염 등이 대표적인 촉매독이다. According to previous studies related to this, toxic impurities in metathesis catalysts in raw materials include peroxides and non-peroxides such as dyes and polar substances, and it is known that these impurities act as catalyst poisons and reduce catalyst activity. Specifically, typical catalyst poisons include peroxides, which are compounds inevitably generated when animal and vegetable oils, which are metathesis raw materials, meet oxygen in the air, peroxide radicals, which are oxygen-containing radicals, aldehyde compounds, and anisidine, phosphates, and sulfates.

이러한 천연 오일 및 오일의 유도체 등의 원료의 불순물을 제거하기 위하여 열처리를 이용해 원료 내의 불순물을 제거하는 방법(U.S. Patent NO. 8,692,006 B2, 2014), 아황산수소나트륨(sodium bisulfite)과 같은 화학물질을 이용하여 원료 내의 불순물을 제거하는 방법(U.S. Patent NO. 8,642,824 B2, 2014) 등이 제시되어 있으며, 또한 다양한 불순물을 제거하기 위하여 금속알킬화합물, 알루미나, 실리카 겔, 몬모릴로나이트 점토, 산성백토, 표백토, 규조토, 제올라이트, 카올린, 산무수물, 활성탄 등 각 불순물에 대해 흡착성이 강한 다양한 물질로 원료의 불순물을 제거하는 방법을 제시하였다(대한민국공개특허 10-2015-0129681). 하지만 이와 같은 방법의 경우 원료의 불순물 함유 수준을 복분해 반응이 가능한 수준까지 감소시켰지만 촉매양이 많이 필요하거나, 정제방법이 복잡하고 복분해 반응의 TON이 높지 않아 불순물의 제거 수준이 높지 않다.In order to remove impurities from raw materials such as natural oils and oil derivatives, heat treatment is used to remove impurities in raw materials (U.S. Patent NO. 8,692,006 B2, 2014), using chemicals such as sodium bisulfite A method for removing impurities in the raw material by using a method (U.S. Patent NO. 8,642,824 B2, 2014) is proposed, and in order to remove various impurities, metal alkyl compounds, alumina, silica gel, montmorillonite clay, acid clay, bleaching earth, diatomaceous earth , A method of removing impurities from raw materials with various materials having strong adsorption properties for each impurity, such as zeolite, kaolin, acid anhydride, and activated carbon, was proposed (Korean Patent Publication No. 10-2015-0129681). However, in the case of this method, although the impurity content level of the raw material is reduced to a level at which the metathesis reaction is possible, the removal level of impurities is not high because a large amount of catalyst is required, the purification method is complicated, and the TON of the metathesis reaction is not high.

따라서, 복분해 반응의 촉매의 효율을 높이기 위한 촉매 독성 불순물을 고도로 제거하여 올레핀 복분해 반응용 원료를 정제하는 방법의 기술개발이 여전히 요구되고 있다.Therefore, there is still a need for technical development of a method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction by highly removing catalytic toxic impurities to increase the efficiency of the metathesis catalyst.

미국등록특허 US 8,692,006 B2 (2014. 04. 08. 등록)US registered patent US 8,692,006 B2 (2014. 04. 08. registration) 미국등록특허 US 8,642,824 B2 (2014. 02. 04. 등록)US Registered Patent US 8,642,824 B2 (2014. 02. 04. Registration) 대한민국공개특허 10-2015-0129681 (2015. 11. 20. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2015-0129681 (published on November 20, 2015)

Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1919-1923Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1919-1923

본 연구자들은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 천연 오일 또는 오일 유도체 원료내 촉매독으로 작용하는 불순물을 고도로 제거하여 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 얻기 위한 효율적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present researchers aim to provide an efficient method for obtaining a purified raw material for olefin metathesis reaction by highly removing impurities that act as catalyst poisons in natural oil or oil derivative raw materials.

또한, 본 발명은 천연 오일 또는 오일 유도체 원료내 촉매독으로 작용하는 불순물이 고도로 제거되어 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 이용함으로써, 미량의 촉매로서도 에틸렌의 복분해 반응을 실시할 수 있는 효율적인 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an efficient method for carrying out ethylene metathesis reaction even with a small amount of catalyst by using raw materials for olefin metathesis reaction purified by removing impurities that act as catalyst poisons in natural oil or oil derivative raw materials to a high degree. do.

상기 과제를 해결하기 위하여, 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 촉매 독성 불순물을 제거함으로서 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 것임을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, a step of obtaining a purified raw material for olefin metathesis reaction by contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to remove catalytic toxic impurities, wherein the metal particle mixture is manganese, iron, cobalt , It is intended to provide a method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, characterized in that metal particles containing two or more transition metals of nickel are mixed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 입자 혼합물은 다공성 물질에 담지된 상태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the metal particle mixture may be supported in a porous material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 입자 혼합물는 철, 니켈 및 코발트 중에서 적어도 둘 이상을 포함하며, 금속성분 1과 금속성분 2의 함량비는 1 : 5 ~ 5 : 1, 바람직하게는 1 : 2 ~ 2 : 1 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the metal particle mixture includes at least two or more of iron, nickel, and cobalt, and the content ratio of metal component 1 and metal component 2 is 1: 5 to 5: 1, preferably 1: It can be 2 to 2:1.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다공성 물질은 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코늄 옥사이드, 카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porous material may be any one or more selected from alumina, silica, titania, zirconium oxide, carbon black, graphene, and carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다공성 물질은 알루미나, 실리카, 실리카알루미나, 제올라이트 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the porous material may be any one or more selected from alumina, silica, silica alumina, and zeolite.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 올레핀 복분해 반응용 원료는 식물성 오일, 동물성오일 및 이들의 유도체 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw material for the olefin metathesis reaction may be any one selected from vegetable oil, animal oil, and derivatives thereof.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 올레핀 복분해 반응용 원료는 올레인산 또는 올레인산 유도체로서, 9-데센산(9-decenoic acid), 메틸 9-데세노에이트(methyl 9-decenoate), 10-운데세 노산(10-undecenoic acid), 메틸 10-운데세노에이트(methyl 10-undecenoate), 9-옥타 데센디오익산(9-octadecenedioic acid), 메틸 9-옥타데센디오에이트(methyl 9-octadecenedioate), 12-트리데세노산(12-tridecenoic acid), 메틸 12-트리 데세노에이트(methyl 12-tridecenoate), 13-테트라데세노산(13-tetradecenoic acid), 메틸 13-테트라데세노에이트(methyl 13-tetradecenoate), 11-도데세노산(11-dodecenoic acid), 메틸 11-도데세노에이트(methyl 11-dodecenoate) 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw material for the olefin metathesis reaction is oleic acid or an oleic acid derivative, 9-decenoic acid, methyl 9-decenoate, 10-undecenoate 10-undecenoic acid, methyl 10-undecenoate, 9-octadecenedioic acid, methyl 9-octadecenedioate, 12- 12-tridecenoic acid, methyl 12-tridecenoate, 13-tetradecenoic acid, methyl 13-tetradecenoate, It may be at least one selected from 11-dodecenoic acid and methyl 11-dodecenoate.

본 발명은 또한, a) 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계; 및 b) 상기 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 활성 알루미나 입자와 접촉시켜 2차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계;를 포함하며, 상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 비담지 상태 혹은 다공성 물질에 담지한 상태인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법을 제공한다.The present invention also provides a step of contacting a raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to obtain a first-purified raw material for olefin metathesis reaction; and b) contacting the firstly purified raw material for olefin metathesis reaction with activated alumina particles to obtain a second purified raw material for olefin metathesis reaction, wherein the metal The particle mixture provides a method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction, characterized in that metal particles containing two or more transition metals of manganese, iron, cobalt, and nickel are unsupported or supported on a porous material.

또한 본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제로서, 상기 제거제는 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 금속 입자 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제를 제공한다.In addition, the present invention is a remover for removing catalytically toxic impurities in raw materials for olefin metathesis reaction, wherein the remover includes a metal particle mixture containing two or more transition metals among manganese, iron, cobalt, and nickel. A remover for removing catalytically toxic impurities in a raw material for an olefin metathesis reaction is provided.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제거제의 금속 입자 혼합물은 다공성 물질에 담지된 상태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the metal particle mixture of the remover may be supported on a porous material.

본 발명은 또한, 올레핀 복분해 반응용 촉매의 존재하에서, 본 발명의 방법에 따라 정제되어 촉매 독성 불순물이 제거된 올레핀 복분해 반응용 원료로 올레핀 복분해 반응을 수행하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for carrying out olefin metathesis reaction with a raw material for olefin metathesis reaction from which catalyst toxic impurities have been removed by purification according to the method of the present invention in the presence of a catalyst for olefin metathesis reaction.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 올레핀 복분해 반응용 촉매의 투입량은 20 ppm 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the input amount of the catalyst for the olefin metathesis reaction may be 20 ppm or less.

본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료에 존재할 수 있는 복분해 촉매 독성 불순물들을 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 금속 입자 혼합물과 접촉시키는 간단한 동작으로, 오일 유도체 원료의 복분해 촉매 독성 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.The present invention is a simple operation of contacting toxic impurities of the metathesis catalyst that may be present in the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture containing two or more transition metals of manganese, iron, cobalt, and nickel, and oil derivative raw material of the metathesis catalyst can effectively remove toxic impurities.

이로 인하여 본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법을 사용하면 촉매 독성 불순물을 손쉽게 제거하여 낮은 순도의 올레핀 복분해 반응용 원료를 고순도의 것으로 쉽게 정제할 수 있으며, 이로 인해 올레핀 복분해 반응에서 낮은 순도의 원료도 사용할 수 있어 경제적으로 이점이 있다.Therefore, if the method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction according to the present invention is used, catalytic toxic impurities can be easily removed to easily purify low-purity raw materials for olefin metathesis reaction into high-purity ones. raw materials can also be used, which is economically advantageous.

또한 본 발명에 따라 정제되어 촉매 독성 불순물이 제거된 올레핀 복분해 반응용 원료를 사용하여 복분해 반응을 실시하게 되면, 복분해 촉매의 사용량을 최소화하면서(10ppm이하), 촉매활성을 극대화(50,000TON 이상)시킬 수 있다.In addition, when the metathesis reaction is performed using the raw material for the olefin metathesis reaction purified according to the present invention and the catalytic toxic impurities are removed, the amount of the metathesis catalyst is minimized (10 ppm or less) and the catalytic activity is maximized (50,000 TON or more). can

도 1은 본 발명의 일실시예에서 금속 입자 혼합물을 이용한 올레핀 복분해 반응용 원료의 순환 정제 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에서 활성 알루미나를 이용한 올레핀 복분해 반응용 원료의 순환 정제 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 사용한 올레핀 복분해 반응용 촉매(Ru-CAAC, Ultra-Cat 등)의 분자구조이다.
1 is a schematic diagram of a circulation purification system for raw materials for olefin metathesis reaction using a metal particle mixture in one embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a circulation and purification system for raw materials for olefin metathesis reaction using activated alumina in one embodiment of the present invention.
3 is a molecular structure of a catalyst for olefin metathesis reaction (Ru-CAAC, Ultra-Cat, etc.) used in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 포함한 발명의 구성을 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, the configuration of the present invention, including a preferred embodiment, in which a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention will be described in detail. In describing the principles of preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

다른 식으로 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is one well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.Terms used in this specification may be defined as follows.

본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료에 포함되어 있는 불순물을 제거하여 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제하는 방법에서 사용되는 용어 "정제"는 모든 불순물을 100% 제거하여 올레핀 복분해 반응용 원료의 고순도화하는 것을 의미하는 것이 아니라 촉매에 부정적 영향을 주는 특정 불순물을 감소시켜 촉매의 부정적 영향을 완화 시키고 촉매의 효율을 증가시키는 것을 의미한다.The term "refining" used in the method of purifying the raw material for olefin metathesis reaction by removing impurities contained in the raw material for olefin metathesis reaction according to the present invention refers to the high purity of the raw material for olefin metathesis reaction by removing 100% of all impurities. It does not mean that the catalyst has a negative effect, but it means that the negative effect of the catalyst is mitigated and the efficiency of the catalyst is increased by reducing certain impurities that have a negative effect on the catalyst.

또한, 본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료에 포함되어 있는 촉매 독성 불순물을 제거하는 방법에서 사용되는 용어 "불순물"은 광범위하게 올레핀 복분해에 사용되는 촉매와 천연 오일 원료를 사용한 촉매 복분해 반응에 영향을 줄 수 있는 임의의 불순물을 나타낸다. 상기 불순물은 과산화물 계열과, 색소나 극성물질 등의 비과산화물 계열을 망라하며, 구체적으로 올레핀 복분해 원료인 동식물유가 공기 중의 산소와 만나 필연적으로 생성되는 화합물인 과산화물, 산소를 포함한 라디칼인 과산화라디칼, 하이드로과산화물, 하이드록시디엔, 알데히드 화합물, 에폭시하이드록시 화합물 그리고 아니시딘이나 인산염 그리고 황산염 등을 지칭하며 이러한 불순물은 올레핀 복분해 촉매의 활성을 크게 감소시켜 복분해 반응을 저하시킨다.In addition, the term "impurity" used in the method for removing catalytically toxic impurities contained in the raw material for olefin metathesis reaction according to the present invention has a broad effect on the catalyst used for olefin metathesis and the catalyst metathesis reaction using natural oil raw materials. Indicates any impurities that may be present. The impurities include peroxides and non-peroxides such as pigments and polar substances, and specifically, peroxides, which are compounds inevitably generated when animal and vegetable oils, which are raw materials for olefin metathesis, meet oxygen in the air, peroxide radicals, which are radicals containing oxygen, and hydro It refers to peroxides, hydroxydienes, aldehyde compounds, epoxyhydroxy compounds, and anisidine, phosphates, and sulfates, and these impurities greatly reduce the activity of olefin metathesis catalysts, thereby lowering the metathesis reaction.

본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료에 포함되어있는 불순물을 고도로 제거하여 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제하는 방법에 관한 것이며, 이러한 정제방법으로 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 이용하여 복분해 반응이 수행되면 소량의 복분해 촉매 존재 하에서도 복분해 반응의 촉매 활성이 우수한 효과를 나타낸다.The present invention relates to a method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction by highly removing impurities contained in raw materials for olefin metathesis reaction. Even in the presence of a metathesis catalyst, the catalytic activity of the metathesis reaction shows an excellent effect.

먼저, 본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제방법은 원료 내 촉매 유독 불순물을 고도로 제거하기 위하여, 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자가 혼합된 것을 특징으로 한다.First, the method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction according to the present invention includes the step of contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to obtain a purified raw material for olefin metathesis reaction in order to highly remove catalytically toxic impurities in the raw material. The metal particle mixture is characterized in that metal particles containing two or more transition metals among manganese, iron, cobalt, and nickel are mixed.

이하, 본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료 내 복분해 촉매 유독 불순물을 고도로 제거하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제방법을 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction in which impurities toxic to the metathesis catalyst are highly removed from the raw material for olefin metathesis reaction according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 정제방법은 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 촉매 독성 불순물을 제거함으로서 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 올레핀 복분해 반응용 원료와 접촉 반응시키는 금속 입자 혼합물은 금속 성분으로서, 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함할 수 있으며, 특정된 전이금속의 종류 및 함량에 따라 올레핀 복분해 반응용 원료내 불순물을 제거하는 능력이 결정된다.The purification method according to the present invention includes the step of contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to remove catalytic toxic impurities to obtain a purified raw material for olefin metathesis reaction, wherein the contact reaction with the raw material for olefin metathesis reaction The metal particle mixture may include two or more transition metals among manganese, iron, cobalt, and nickel as metal components, and the ability to remove impurities in the raw material for olefin metathesis reaction is determined depending on the type and content of the specified transition metal. .

바람직하게는 금속 입자 혼합물내 금속 성분은 철과 니켈을 동시에 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 금속 입자 혼합물내 금속 성분은 철, 니켈 및 코발트 3종을 포함하는 것이 복분해 반응 촉매 활성이 높게 나타나며, 이에 따라 높은 전환수 값을 나타낸다.Preferably, the metal component in the metal particle mixture may include iron and nickel at the same time, and more preferably, the metal component in the metal particle mixture includes iron, nickel, and cobalt to show high metathesis reaction catalytic activity, As a result, it shows a high conversion value.

여기서 복분해 반응 촉매 활성의 지표로서 전환수(turnover number, TON)이 사용되며, 전환수(TON)는 복분해 반응의 생성물 몰수를 복분해 반응에서 사용된 촉매의 몰수로 나눈 값을 의미한다.Here, a turnover number (TON) is used as an indicator of the activity of the metathesis reaction catalyst, and the turnover number (TON) means a value obtained by dividing the number of moles of a metathesis product by the number of moles of a catalyst used in the metathesis reaction.

TON = (복분해 반응의 생성물 몰수)/(사용된 촉매의 몰수)TON = (number of moles of product of metathesis reaction)/(number of moles of catalyst used)

또한 일 실시예로서, 상기 금속 입자 혼합물이 금속 성분으로서 철과 니켈을 동시에 포함하는 경우에 상기 철과 니켈의 함량비는 1 : 5 ~ 5 : 1 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 철과 니켈의 함량비는 1 : 2 ~ 2 : 1 인 것이 복분해 반응의 높은 전환수 값을 나타낸다.In addition, as an embodiment, when the metal particle mixture simultaneously includes iron and nickel as metal components, the content ratio of iron and nickel is preferably 1: 5 to 5: 1, more preferably the iron and nickel A nickel content ratio of 1:2 to 2:1 indicates a high conversion value of the metathesis reaction.

상기 금속 입자 혼합물은 담체에 지지되지 않은 상태로도 사용될 수 있으나, 취급의 편의를 위해 다공성 물질에 전이금속 입자를 담지하여 제조할 수 있다.The metal particle mixture may be used even when not supported on a carrier, but may be prepared by supporting the transition metal particles on a porous material for convenience of handling.

이의 제조방법으로는 a) 전이금속의 전구체 2종 이상을 적절한 용매에 녹여 금속 전구체 혼합물 용액을 제조하는 단계; b) 금속 전구체 혼합물 용액에 다공성 물질을 첨가하여 금속 전구체 혼합물과 다공성물질의 슬러리를 제조하는 단계; c) 상기 슬러리를 건조하여 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 수득하는 단계; d) 상기 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 열처리하여 금속입자 혼합물 함유 다공성 물질을 수득하는 단계; 및 e) 상기 열처리되어 수득된 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질을 환원하여 활성화시키는 단계;를 통하여 제조할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.A manufacturing method thereof includes a) preparing a metal precursor mixture solution by dissolving two or more precursors of a transition metal in an appropriate solvent; b) preparing a slurry of the metal precursor mixture and the porous material by adding the porous material to the metal precursor mixture solution; c) drying the slurry to obtain a porous material containing a metal precursor mixture; d) obtaining a porous material containing a metal particle mixture by heat-treating the porous material containing the metal precursor mixture; and e) reducing and activating the metal particle mixture-containing porous material obtained through the heat treatment, but is not limited thereto.

상기 a) 단계는 전이금속의 전구체 2종 이상을 적절한 용매에 녹여 금속 전구체 혼합물 용액을 제조하는 단계이다.Step a) is a step of preparing a metal precursor mixture solution by dissolving two or more types of transition metal precursors in an appropriate solvent.

상기 전이금속의 전구체는 전이금속 이온이 다른 유기물질과 배위를 이루고 있어 활성 전이금속의 소스가 될 수 있는 금속염을 말하며, 구체적으로는 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속 전구체를 포함하여, 2종 이상의 금속 전구체를 조합하여 사용할 수 있다. The precursor of the transition metal refers to a metal salt that can be a source of an active transition metal because transition metal ions are coordinated with other organic materials, specifically, including two or more transition metal precursors among manganese, iron, cobalt, and nickel. , Two or more metal precursors may be used in combination.

상기 전이금속의 전구체는 바람직하게는 질산염, 초산염, 아세틸아세토산염, 탄산염의 전이금속 전구체가 사용될 수 있다.The precursor of the transition metal may preferably be a transition metal precursor of nitrate, acetate, acetylacetoate, or carbonate.

이때, 전이금속 전구체의 2종 이상을 용매에 녹이는 과정에서 사용되는 용매는 전이금속 전구체가 잘 녹을 수 있는 적절한 용매를 사용할 수 있으며, 구체적으로 물 또는 프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 테트라하이드로퓨란과 같은 적절한 유기용매를 사용할 수 있다.At this time, as the solvent used in the process of dissolving two or more types of transition metal precursors in a solvent, an appropriate solvent in which the transition metal precursor can be easily dissolved may be used, and specifically, water or propanol, ethanol, methanol, acetone, tetrahydrofuran and Any suitable organic solvent may be used.

상기 b) 단계는 금속 전구체 혼합물 용액에 다공성 물질을 첨가하여 금속 전구체 혼합물 용액과 다공성 물질의 슬러리를 제조하는 단계이다.Step b) is a step of preparing a slurry of the metal precursor mixture solution and the porous material by adding the porous material to the metal precursor mixture solution.

이때, 상기 전이금속의 담체로 사용되는 다공성 물질은 알루미나, 실리카, 실리카알루미나, 제올라이트, 티타니아, 지르코늄 옥사이드 등의 금속 산화물이나 카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브 등의 다공성 탄소 물질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알루미나, 실리카, 실리카알루미나, 제올라이트 등의 다공성 물질이다. At this time, the porous material used as the carrier of the transition metal may be a metal oxide such as alumina, silica, silica alumina, zeolite, titania, or zirconium oxide, or a porous carbon material such as carbon black, graphene, or carbon nanotube, Preferably, it is a porous material such as alumina, silica, silica alumina, or zeolite.

상기 c) 단계는 금속 전구체 혼합물 용액과 다공성 물질의 슬러리를 건조하여 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 수득하는 단계이다.Step c) is a step of drying the slurry of the metal precursor mixture solution and the porous material to obtain a porous material containing the metal precursor mixture.

구체적으로, 상기 건조 공정은, 전이금속 전구체 용액과 다공성 물질을 섞은 슬러리를 30 내지 150℃ 의 온도에서 1시간 이상 수행하는 것이 바람직하나 이에 제한되지는 않는다.Specifically, in the drying process, it is preferable to perform the slurry in which the transition metal precursor solution and the porous material are mixed at a temperature of 30 to 150° C. for 1 hour or more, but is not limited thereto.

상기 d) 단계는 상기 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 열처리하는 단계이며, 이 과정에서 금속 전구체는 금속 산화물 형태로 전환된다.Step d) is a step of heat-treating the porous material containing the metal precursor mixture, and in this process, the metal precursor is converted into a metal oxide form.

구체적으로, 건조된 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질의 열처리는 100 내지 400℃ 온도의 오븐에서 3시간 이상 수행하는 것이 바람직하나 이에 제한되지는 않는다.Specifically, the heat treatment of the porous material containing the dried metal precursor mixture is preferably performed in an oven at a temperature of 100 to 400° C. for 3 hours or more, but is not limited thereto.

마지막으로, 상기 e) 단계는 상기 얻어진 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질을 환원하여 활성화시키는 단계이며, 상기 d) 단계에서 산화물 형태로 전환된 금속을 환원시켜 복분해 분해용 원료의 정제하기에 적합한 형태로 전환하기 위한 필수적인 공정이다.Finally, step e) is a step of reducing and activating the obtained porous material containing a mixture of metal particles, and converting the metal converted into an oxide form in step d) into a form suitable for purification of a raw material for metathesis decomposition. It is an essential process for

구체적으로, 상기 활성화 단계는 300 내지 600℃의 온도에서 5% 이상의 수소 농도를 가진 비활성 혼합 가스 혹은 순수 수소 가스를 흘려 넣어주며 7시간 이상 수행하는 것이 바람직하다.Specifically, the activation step is preferably performed at a temperature of 300 to 600 ° C. for 7 hours or more while introducing an inert mixed gas or pure hydrogen gas having a hydrogen concentration of 5% or more.

본 발명에서 불순물을 가진 정제 대상 물질은 올레핀 복분해 반응용 원료이며, 예로서, 올레핀 관능기를 갖는 천연오일 및 천연오일 유도체를 포함한다. 상기 올레핀은 적어도 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 함유하는 불포화 탄화수소 화합물을 지칭한다. In the present invention, the material to be purified having impurities is a raw material for olefin metathesis reaction, and includes, for example, natural oil and natural oil derivatives having an olefin functional group. The olefin refers to an unsaturated hydrocarbon compound containing at least one carbon-carbon double bond.

일 실시예로서, 본 발명에서의 올레핀 복분해 반응용 원료로서 올레핀 관능기를 갖는 식물성 오일, 동물성오일 및 이들의 유도체 중에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다.As an example, any one selected from vegetable oil, animal oil, and derivatives thereof having an olefin functional group may be used as a raw material for the olefin metathesis reaction in the present invention.

상기 올레핀 복분해 반응용 원료는 구체적으로, 올레산 또는 올레산 메틸유도체, 예로서, 9-데센산(9-decenoic acid), 메틸 9-데세노에이트(methyl 9-decenoate), 10-운데세 노산(10-undecenoic acid), 메틸 10-운데세노에이트(methyl 10-undecenoate), 9-옥타 데센디오익산(9-octadecenedioic acid), 메틸 9-옥타데센디오에이트(methyl 9-octadecenedioate), 12-트리데세노산(12-tridecenoic acid), 메틸 12-트리 데세노에이트(methyl 12-tridecenoate), 13-테트라데세노산(13-tetradecenoic acid), 메틸 13-테트라데세노에이트(methyl 13-tetradecenoate), 11-도데세노산(11-dodecenoic acid), 메틸 11-도데세노에이트(methyl 11-dodecenoate) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The raw material for the olefin metathesis reaction is specifically, oleic acid or a methyl oleate derivative, such as 9-decenoic acid, methyl 9-decenoate, 10-undecenoic acid (10 -undecenoic acid), methyl 10-undecenoate, 9-octadecenedioic acid, methyl 9-octadecenedioate, 12-tridecenoic acid (12-tridecenoic acid), methyl 12-tridecenoate, 13-tetradecenoic acid, methyl 13-tetradecenoate, 11-dodecenoate It may be at least one selected from 11-dodecenoic acid and methyl 11-dodecenoate.

본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시킴으로써, 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득할 수 있으며, 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료는 소량의 복분해 촉매 존재 하에서도 복분해 반응의 촉매 활성이 우수한 효과를 나타낸다.The present invention can obtain a purified raw material for olefin metathesis reaction by bringing the raw material for olefin metathesis reaction into contact with a metal particle mixture, and the purified raw material for olefin metathesis reaction has catalytic activity of the metathesis reaction even in the presence of a small amount of a metathesis catalyst. shows excellent effect.

하기 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 금속 입자 혼합물과 올레핀 복분해 반응용 원료의 접촉 반응은 상기 금속 입자 혼합물이 충진된 관에 올레핀 복분해 반응용 원료를 공급하여 30 내지 200℃의 온도로 1시간 이상 접촉시켜 수행할 수 있다.As shown in FIG. 1 below, the contact reaction between the metal particle mixture and the raw material for olefin metathesis reaction is performed by supplying the raw material for olefin metathesis reaction to a tube filled with the metal particle mixture at a temperature of 30 to 200 ° C. for 1 hour or more contact can be made.

상기 금속 입자 혼합물이 충진된 관으로 공급되는 올레핀 복분해 반응용 원료의 함량은 촉매적 활성을 갖는 금속의 무게 대비 1 내지 30 배의 양일 수 있다.The amount of the raw material for olefin metathesis reaction supplied to the tube filled with the metal particle mixture may be 1 to 30 times greater than the weight of the catalytically active metal.

이때, 올레핀 복분해 반응용 원료가 산소와 접촉하게 되면, 복분해 촉매에 치명적인 영향을 주는 불순물이 생성되기 때문에 올레핀 복분해 반응용 원료가 산소와 접촉할 수 없는 환경에서 진행하며, 구체적으로 정제시스템 전체를 비활성가스로 가압하여 양압을 걸어준 상태에서 올레핀 복분해 반응용 원료를 공급하여 산소와의 접촉을 피할 수 있다.At this time, when the raw material for olefin metathesis reaction comes into contact with oxygen, impurities that have a fatal effect on the metathesis catalyst are generated, so the raw material for olefin metathesis reaction proceeds in an environment where it cannot come into contact with oxygen. Specifically, the entire purification system is inactive. It is possible to avoid contact with oxygen by supplying raw materials for olefin metathesis reaction in a state in which a positive pressure is applied by pressurizing with gas.

또한, 본 발명은 올레핀 복분해 반응용 원료를 정제하는 방법으로서, ⅰ) 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계; 및 ⅱ) 상기 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 알루미나 입자와 접촉시켜 2차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계;를 포함하며, 상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속 입자가 혼합된 것으로서, 비담지 형태 또는 다공성 물질에 담지된 형태인 것이 특징인 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, comprising: i) contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to obtain a first-purified raw material for olefin metathesis reaction; and ii) obtaining a secondly purified raw material for olefin metathesis reaction by contacting the firstly purified raw material for olefin metathesis reaction with alumina particles, wherein the metal particle mixture is selected from among manganese, iron, cobalt, and nickel. As a mixture of two or more transition metal particles, it provides a method characterized by being in a non-supported form or a form supported in a porous material.

이때, 상기 ⅰ) 단계에서 올레핀 복분해 반응용 원료와 금속 입자 혼합물의 접촉 반응은 상기에서 설명한 바와 동일하다.In this case, the contact reaction between the raw material for olefin metathesis reaction and the metal particle mixture in step i) is the same as described above.

본 발명에 따른 올레핀 복분해 반응용 원료내에 존재할 수 있는 올레핀 복분해 반응용 촉매의 촉매독으로 작용하는 불순물을 제거하여 올레핀 복분해 반응용 원료를 정제하는 방법은, 상기 ⅰ) 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계; 및 ⅱ) 상기 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 활성 알루미나 입자와 접촉시켜 2차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계;를 통하여 상기 금속 입자 혼합물과의 접촉 반응으로부터 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 활성 알루미나 입자와의 2차 정제 공정을 통하여 올레핀 복분해 반응용 원료내 불순물을 더 높은 비율로 제거할 수 있으며, 2차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료는 복분해 반응에 있어서 더 우수한 반응성을 나타낼 수 있다.A method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction by removing impurities that may be present in the raw material for olefin metathesis reaction and acting as a catalyst poison for the catalyst for olefin metathesis reaction according to the present invention, wherein i) the raw material for olefin metathesis reaction is mixed with metal particles contacting the mixture to obtain a firstly purified raw material for olefin metathesis reaction; and ii) contacting the firstly purified raw material for olefin metathesis reaction with activated alumina particles to obtain a secondly purified raw material for olefin metathesis reaction; Impurities in the raw material for olefin metathesis can be removed at a higher rate through the secondary purification process of the raw material for metathesis reaction with activated alumina particles, and the second purified raw material for olefin metathesis reaction has better reactivity in metathesis reaction can represent

상기 ⅱ) 단계에서 활성 알루미나는 산성이나 염기성이 아닌 중성(neutral) 알루미나이며, 활성 알루미나의 비표면적은 150m2/g 이상이며, 세공크기는 50Å 이상인 다공성 중성 알루미나인 것이 바람직하다.In step ii), the activated alumina is neutral alumina that is not acidic or basic, and preferably is porous neutral alumina having a specific surface area of 150 m 2 /g or more and a pore size of 50 Å or more.

하기 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 ⅱ) 단계는 금속 입자 혼합물로 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 활성 알루미나가 충진된 관으로 공급하여 접촉시킬 수 있으며, 이때 30 내지 200℃의 온도로 1시간 이상 접촉하여 수행할 수 있다. As shown in FIG. 2 below, in step ii), the raw material for olefin metathesis reaction, which has been primarily purified as a metal particle mixture, may be supplied to a tube filled with activated alumina and brought into contact with it at a temperature of 30 to 200 ° C. It can be carried out in contact for an hour or more.

상기 활성 알루미나가 충진된 관으로 공급되는 올레핀 복분해 반응용 원료의 함량은 활성 알루미나에 대하여 1 내지 30 배의 양일 수 있다. The amount of the raw material for olefin metathesis reaction supplied to the tube filled with activated alumina may be 1 to 30 times greater than that of activated alumina.

이때, 상기 ⅱ) 단계에서도 정제시스템 전체를 비활성가스로 가압하여 양압을 걸어준 상태에서 올레핀 복분해 반응용 원료를 공급하여 산소와의 접촉을 피하였다.At this time, in step ii), the entire purification system was pressurized with an inert gas to avoid contact with oxygen by supplying raw materials for olefin metathesis reaction in a state where a positive pressure was applied.

따라서, 상기 금속 입자 혼합물과의 접촉 반응으로부터 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 활성 알루미나 입자와의 2차 정제 공정을 통하여 수득된 올레핀 복분해 반응용 원료는 올레핀 복분해 반응용 촉매에 악영향을 주는 불순물이 고도로 제거되어 기존의 고진공 다단계 분별증류정제나 알루미나 정제보다 더 높은 전환수(TON)를 달성할 수 있다. Therefore, the raw material for olefin metathesis reaction obtained through the secondary purification process of the raw material for olefin metathesis reaction, which was first purified from the contact reaction with the metal particle mixture, is an impurity that adversely affects the catalyst for olefin metathesis reaction. Since this is highly removed, it is possible to achieve a higher conversion number (TON) than conventional high vacuum multi-stage fractional distillation or alumina purification.

즉, 불순물이 고도로 제거된 올레핀 복분해 반응용 원료를 사용하여 복분해 반응을 진행할 경우, 낮은 순도의 올레핀 복분해 반응용 원료를 사용한 경우보다, 동일한 양의 촉매에서 수율이 증가함에 따라 더 많은 양의 고부가가치 생성물을 얻을 수 있으며, 촉매의 사용량을 최소로 하는 것과 생성물에서 촉매분리정제 비용의 감소로 경제성이 증가하는 효과를 가져온다.That is, when the metathesis reaction is performed using a raw material for olefin metathesis reaction from which impurities are highly removed, a larger amount of high added value is obtained as the yield increases with the same amount of catalyst than when a raw material for olefin metathesis reaction of low purity is used. The product can be obtained, and the effect of increasing economic efficiency is brought about by minimizing the amount of catalyst used and reducing the cost of separating and refining the catalyst from the product.

또한, 본 발명은 망간, 철, 코발트, 니켈 중 둘 이상의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 금속 입자 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제를 제공한다.In addition, the present invention provides a remover for removing catalytically toxic impurities in a raw material for an olefin metathesis reaction, characterized in that it comprises a metal particle mixture in which metal particles containing two or more transition metals of manganese, iron, cobalt, and nickel are mixed. to provide.

상기 제거제의 금속 입자 혼합물은 다공성 물질에 담지된 상태일 수 있으며, 상기 다공성 물질은 알루미나, 실리카, 실리카알루미나, 제올라이트, 티타니아, 지르코늄 옥사이드, 카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.The metal particle mixture of the remover may be supported in a porous material, and the porous material may be one or more selected from alumina, silica, silica alumina, zeolite, titania, zirconium oxide, carbon black, graphene, and carbon nanotubes. there is.

또한, 본 발명은 상기 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제방법으로 수득된 원료와 올레핀의 복분해 반응 방법을 제공하며, 이때 첨가되는 촉매는 정제 공정을 거치지 않은 원료를 사용하는 경우에 비하여 매우 낮은 함량으로도 반응을 활성화시킬 수 있으며, 높은 전환율을 나타낸다.In addition, the present invention provides a method for metathesis reaction of raw materials and olefins obtained by the method for purifying the raw materials for olefin metathesis reaction, wherein the added catalyst has a very low content compared to the case of using raw materials that have not undergone a purification process. The reaction can be activated, and the conversion rate is high.

일 실시예로서, 본 발명에 따른 에틸렌 복분해 반응에서의 촉매 투입량은 20 ppm 이하에서도 복분해 반응을 효과적으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 10 ppm 이하에서도 복분해 반응을 수행할 수 있다.As an example, the catalyst input in the ethylene metathesis reaction according to the present invention can effectively perform the metathesis reaction even at 20 ppm or less, and preferably, the metathesis reaction can be performed even at 10 ppm or less.

이때, 본 발명에 따른 에틸렌 복분해 반응에서의 촉매는 Ru-CAAC[Ru-Cyclic Alkyl Amino Carbene], UltraCat[Ru-Bis(Cyclic Alkyl Amino Carbene)] 등이 사용될 수 있다. At this time, as a catalyst in the ethylene metathesis reaction according to the present invention, Ru-CAAC [Ru-Cyclic Alkyl Amino Carbene], UltraCat [Ru-Bis (Cyclic Alkyl Amino Carbene)], and the like may be used.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1~13Examples 1-13

(1) 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질의 합성(1) Synthesis of Porous Materials Containing Metal Particle Mixtures

금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질내의 전이금속의 함량은 1mmol/g을 기준으로 하여 단일 혹은 2종 이상의 망간, 철, 니켈, 코발트 전구체를 일정 몰(mol) 비율로 섞인 금속 담지 복합체를 합성하고자 한다. 이때, 사용한 금속 전구체는 Fe(NO3)3·9H2O, Ni(NO3)2·6H2O 그리고 Co(NO3)2·6H2O를 사용하였으며, 본 실시예에서 사용한 몰 비율은 Fe, Ni, Mn, Fe/Ni(4:1), Fe/Ni(1:1), Fe/Co(1:1), Co/Ni(1:1), Ni/Mn(1:1), Fe/Ni/Co(1:1:1)이며, 각각의 몰 비율에 해당하는 40mmol 금속 전구체를 25mL 에탄올에 녹여 용액으로 제조하였다. 이때 45℃ 이상으로 온도를 높여 전이금속 전구체를 완전히 녹였다. 이렇게 금속전구체가 완전히 녹은 용액에 40g의 중성 알루미나(activated, neutral, Brockmann I)를 첨가하여 물리적으로 섞어준 뒤 70℃ 오븐에서 1시간 동안 건조한다. 그 뒤 소성로에 넣은 후 100℃에서 3시간, 350℃에서 5시간 동안 열처리를 해준다. 이후, 도 1에서 도시한 원료정제 시스템 1과 같이, 열처리된 전이금속/알루미나 20ml를 직경 1/2인치, 길이 30cm의 스테인리스 관에 충진하고, 수소 혼합 질소가스(수소 23% 농도)를 65ml/min 속도로 공급하여 500℃에서 10시간 동안 활성화하였다. Based on the content of the transition metal in the porous material containing the metal particle mixture is 1 mmol / g, a metal-supported composite is synthesized in which single or two or more manganese, iron, nickel, and cobalt precursors are mixed in a predetermined molar ratio. At this time, the metal precursors used were Fe(NO 3 ) 3 9H 2 O, Ni(NO 3 ) 2 6H 2 O and Co(NO 3 ) 2 6H 2 O, and the molar ratio used in this example was Fe, Ni, Mn, Fe/Ni(4:1), Fe/Ni(1:1), Fe/Co(1:1), Co/Ni(1:1), Ni/Mn(1:1) , Fe/Ni/Co (1:1:1), and 40mmol metal precursors corresponding to each molar ratio were dissolved in 25mL ethanol to prepare a solution. At this time, the temperature was raised to 45° C. or higher to completely melt the transition metal precursor. In this way, 40 g of neutral alumina (activated, neutral, Brockmann I) was added to the solution in which the metal precursor was completely dissolved, mixed physically, and then dried in an oven at 70° C. for 1 hour. After that, it is put into a sintering furnace and heat-treated at 100 ° C for 3 hours and at 350 ° C for 5 hours. Then, as in the raw material purification system 1 shown in FIG. 1, 20 ml of the heat-treated transition metal/alumina was filled in a stainless steel tube with a diameter of 1/2 inch and a length of 30 cm, and hydrogen mixed nitrogen gas (23% hydrogen concentration) was supplied at 65 ml/ml. It was activated at 500° C. for 10 hours by supplying at a rate of min.

(2) 금속 입자 혼합물을 활용한 메틸올레이트의 정제(2) Purification of methyl oleate using a mixture of metal particles

상기 제조된 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질을 이용하여 도 1에 나타낸 원료정제 시스템에서 메틸올레이트 정제를 실시하였다. 시그마알드리치사의 technical grade, 70% 메틸올레이트를 분별증류하여 96% 순도의 메틸올레이트를 제조하여 복분해반응 원료로 사용하였다. 원료정제 전에 전체적인 정제시스템에 질소를 불어넣어 주어 가스라인 및 저장소에 있는 산소를 제거해주었으며, 이후 시스템 내에 산소가 들어갈 수 없도록 질소가스로 1기압 이상의 양압을 유지해 주었다. 그 뒤 반응원료 저장소1에 메틸올레이트를 넣어주고, 제조된 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질이 충진된 스테인리스관을 50℃로 가열하여 온도를 유지하면서 12시간 동안 메틸올레이트 100ml를 펌프를 통해 8mL/min 속도로 공급하여 메틸올레이트를 정제해주었다. 이때 메틸올레이트는 제조된 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질과 접촉 후에 원료저장소 1에 순환되고, 순환 접촉시간이 지남에 따라 원료에 함유된 유독성 불순물은 정제되고 12시간 후 정제된 메틸올레이트는 복분해 반응원료로 사용하였다.Methyl oleate was purified in the raw material purification system shown in FIG. 1 using the prepared porous material containing the metal particle mixture. Sigma-Aldrich's technical grade, 70% methyl oleate was fractionated to produce 96% pure methyl oleate, which was used as a raw material for metathesis reaction. Before refining raw materials, nitrogen was blown into the entire refining system to remove oxygen from the gas line and storage, and then a positive pressure of more than 1 atm was maintained with nitrogen gas to prevent oxygen from entering the system. After that, methyl oleate was added to the reaction raw material reservoir 1, and the stainless steel tube filled with the porous material containing the prepared metal particle mixture was heated to 50 ° C. While maintaining the temperature, 100 ml of methyl oleate was supplied through a pump at 8 mL/ml for 12 hours. methyl oleate was purified by feeding at a min rate. At this time, methyl oleate is circulated to raw material storage 1 after contact with the porous material containing the prepared metal particle mixture, and toxic impurities contained in the raw material are purified as the circulation contact time elapses, and the purified methyl oleate after 12 hours undergoes a metathesis reaction used as raw material.

(3) 알루미나를 활용한 메틸올레이트의 2차 정제(3) Secondary purification of methyl oleate using alumina

도 2에 나타낸 활성 알루미나에 의한 원료정제 시스템에서 알루미나를 활용하여 메틸올레이트의 2차 정제를 실시하였다. 다공성 중성 알루미나(activated, neutral, Brockmann I, 비표면적 205m2/g, 세공크기 58Å) 20ml를 직경 1/2인치, 길이 30cm 스테인리스 관에 충진하고, 10 mbar로 진공 감압하면서 250℃에서 10시간 동안 활성화하였다. 그 뒤 반응원료 저장소 2에 금속 담지 복합체로 1차 정제된 메틸올레이트를 넣어주고 25℃ 상온에서 12시간 동안 메틸올레이트 100ml를 펌프를 통해 2mL/min 속도로 공급하여 메틸올레이트를 정제해 주었다. 이때 메틸올레이트는 활성 알루미나와 접촉 후에 원료저장소 2에 순환되고, 순환 접촉시간이 지남에 따라 원료에 함유된 유독성 불순물은 정제되고 12시간 후 2차 정제된 메틸올레이트는 복분해 반응원료로 사용하였다.Secondary purification of methyl oleate was performed using alumina in the raw material purification system using activated alumina shown in FIG. 2 . 20 ml of porous neutral alumina (activated, neutral, Brockmann I, specific surface area 205 m 2 /g, pore size 58 Å) was filled in a 1/2 inch diameter, 30 cm long stainless steel tube, and vacuumed to 10 mbar at 250 ° C for 10 hours. Activated. After that, the first purified methyl oleate as a metal supporting composite was added to the reaction raw material reservoir 2, and 100 ml of methyl oleate was supplied through a pump at a rate of 2 mL/min for 12 hours at room temperature at 25 ° C to purify methyl oleate. . At this time, methyl oleate is circulated to the raw material storage 2 after contact with activated alumina, and toxic impurities contained in the raw material are purified as the circulation contact time elapses, and the second purified methyl oleate after 12 hours is used as a raw material for the metathesis reaction. .

(4) 정제된 메틸올레이트의 에틸렌 복분해 반응(4) Ethylene metathesis reaction of purified methyl oleate

복분해 실험은 다음과 같이 수행하였다. 글로버 박스 안에서 20ml 유리 바이알에 5g의 1차 또는 2차 정제된 메틸올레이트와 internal standard(IS, 내부기준물)인 dodecane 100mg과 Ru-CAAC(Aperion에 주문생산공급 또는 합성) 혹은 UltraCat(Aldrich 구입) 복분해 촉매 10ppm(Ru-CAAC: 0.11mg, UltraCat: 0.17mg)을 넣었다. 반응물이 함유된 바이알을 125ml 스테인레스 반응기에 넣고 반응기를 체결해주었다. 사용한 복분해촉매의 분자 구조는 도 3에 나타내었다. 이후 반응기는 글로브 박스에서 꺼내고 10bar의 에틸렌을 충전하여 40℃에서 3시간 동안 교반시켜 에틸렌 복분해 반응을 진행해주었다. 반응이 끝난 물질은 Gas chromatography(GC)를 이용하여 내부 기준물 대비 생성물과 미반응물 면적을 측정하여 정량분석을 실시하였다. 시료는 DB-23 column을 통과시킨 후 FID detector를 통하여 생성물을 분석하였다. TON은 생성된 methyl 9-decenoate(9DCE)의 몰수에서 사용한 촉매의 몰수를 나눈 값이며 이를 촉매 효율의 지표로 삼았다. 분석결과는 하기 표 1에 나타내었다.Metathesis experiments were performed as follows. In a 20ml glass vial in a glove box, 5g of primary or secondary purified methyl oleate and 100mg of internal standard (IS, internal standard) dodecane and Ru-CAAC (made to order from Aperion or synthesized) or UltraCat (purchased from Aldrich) ) 10 ppm of metathesis catalyst (Ru-CAAC: 0.11 mg, UltraCat: 0.17 mg) was added. The vial containing the reactant was put into a 125ml stainless reactor and the reactor was fastened. The molecular structure of the metathesis catalyst used is shown in FIG. 3 . Thereafter, the reactor was taken out of the glove box, filled with 10 bar of ethylene, and stirred at 40° C. for 3 hours to proceed with the ethylene metathesis reaction. Quantitative analysis of the reacted material was performed by measuring the area of the product and unreacted material compared to the internal standard using gas chromatography (GC). After the sample passed through the DB-23 column, the product was analyzed through an FID detector. TON is a value obtained by dividing the number of moles of catalyst used by the number of moles of methyl 9-decenoate (9DCE) produced, and was used as an indicator of catalyst efficiency. The analysis results are shown in Table 1 below.

비교예 1~2Comparative Examples 1-2

메틸올레이트 원료에서 불순물을 제거한 정제효과를 비교하기 위하여 메틸올레이트 원료를 정제하지 않고, 실시예 1과 동일한 조건에서 복분해반응을 수행하여 그 결과를 하기 표 1의 비교예 1에 나타내었고, 금속 입자 혼합물에 의한 정제 공정 없이, 알루미나에 의한 정제 공정을 거친 원료를 이용한 복분해 반응 결과를 하기 표 1의 비교예 2에 나타내었다.In order to compare the purification effect of removing impurities from the methyl oleate raw material, the metathesis reaction was performed under the same conditions as in Example 1 without refining the methyl oleate raw material, and the results are shown in Comparative Example 1 in Table 1 below. The results of the metathesis reaction using raw materials that had undergone a purification process using alumina without a purification process using a particle mixture are shown in Comparative Example 2 in Table 1 below.

비교예 3~5Comparative Examples 3 to 5

망간, 철, 니켈, 코발트 이외의 금속 입자 혼합물의 정제효과를 비교하기 위하여 상기 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질의 합성 방법에서 금속의 종류만을 바나듐(V), 구리(Cu) 및 니켈/구리(Ni/Cu(1/1))로 변경하는 것외에는 동일하게 하여 합성하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건에서 복분해반응을 수행하여 그 결과를 하기 표 1의 비교예 3-5에 나타내었다.In order to compare the purification effect of metal particle mixtures other than manganese, iron, nickel, and cobalt, vanadium (V), copper (Cu), and nickel/copper (Ni/ It was synthesized in the same manner except for changing to Cu (1/1)), and a metathesis reaction was performed under the same conditions as in Example 1, and the results are shown in Comparative Examples 3-5 in Table 1 below.

- 메틸올레이트 전환율(%)는 다음을 의미한다.- Methyl oleate conversion rate (%) means the following.

전환율 = 100 - 100 x [(반응 후 메틸올레이트의 몰수/초기 넣어준 메틸올레이트의 몰수)]Conversion rate = 100 - 100 x [(Number of moles of methyl oleate after reaction/Number of moles of methyl oleate initially added)]

- 1-데센+메틸9-데센노에이트 선택률(%)는 다음을 의미한다.- 1-decene + methyl 9-decennoate selectivity (%) means the following.

선택률 = 100 x [(복분해 반응 생성물 (1-decene + methyl 9-decenoate)의 총 몰수/(복분해 반응 생성물+(2 x 부산물의 총 몰수))] Selectivity = 100 x [(total number of moles of metathesis reaction product (1-decene + methyl 9-decenoate) / (total number of moles of metathesis reaction product + (2 x total number of moles of byproduct))]

/ 계산에서 부산물의 총 몰수에 2를 곱해야 하는데, 그 이유는 부산물이 촉매에 의해 두 개의 메틸올레이트로부터 제조되기 때문이다./ In the calculation, the total number of moles of by-products must be multiplied by 2 because the by-products are catalytically prepared from two methyl oleates.

- TON은 다음 전환수를 말한다. - TON is the number of conversions.

TON = 생성된 methyl 9-decenoate(9DCE)의 몰수/사용한 촉매의 몰수 TON = number of moles of methyl 9-decenoate (9DCE) produced / number of moles of catalyst used

[표 1] 복분해 반응 결과 [Table 1] metathesis reaction results

Figure 112020138022585-pat00001
Figure 112020138022585-pat00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 불순물이 제거되지 않은 메틸올레이트의 복분해 반응을 수행한 비교예 1에서는 복분해 반응이 전혀 진행되지 않았으며, 상기 금속 입자 혼합물로 정제된 원료를 사용한 실시예 1~5, 7, 9~11에서는 활성 알루미나에 의해서만 정제된 비교예 2에 비하여 전환율(TON)이 크게 늘어난 것을 확인할 수 있었다. As shown in Table 1, in Comparative Example 1 in which the metathesis reaction of methyl oleate from which impurities were not removed, the metathesis reaction did not proceed at all, and Examples 1 to 5 using raw materials purified with the metal particle mixture , 7, 9 to 11, it was confirmed that the conversion rate (TON) increased significantly compared to Comparative Example 2 purified only by activated alumina.

또한, 2종 이상의 금속이 섞여 있는 실시예 4 내지 실시예 10은 1종의 금속을 사용한 경우보다 더욱 활성이 증가하는 경향을 보이는데, 이 때의 활성 증가 정도는 둘 이상의 금속 각각의 활성의 산술적 평균 이상의 반응성을 보인다. In addition, Examples 4 to 10 in which two or more metals are mixed show a tendency to increase activity more than when one metal is used, and the degree of activity increase at this time is the arithmetic average of the activities of two or more metals show more reactivity.

예로서, 상기 실시예 5의 Fe과 Ni의 혼합 금속에서 Fe와 Ni의 몰수의 합은 그 금속 각각인 Fe와 Ni에 대한 실시예 1 또는 실시예 2와 동일한 몰수를 사용한다. 즉, 실시예 1에 비하여 실시예 5에서의 Fe의 몰수는 50%에 해당할 뿐이다. 그러나, 상기 실시예 5의 TON은 51,600으로 실시예 1의 29,400과, 실시예 2의 29,200의 산술적 평균인 29,300의 약 1.8배에 해당하는 TON을 보이고 있다. 이는 Fe와 Ni의 혼합 금속을 사용함으로 인하여 각각의 단독 금속을 사용한 경우보다 더 높은 효과를 보인 것으로, 상기 둘 이상의 금속이 서로 상승작용을 가지는 시너지 효과를 보인 것임을 알 수 있다. 특히 3종의 금속을 Fe/Ni/Co(1:1:1)의 비율로 혼합하여 제조한 금속 입자 혼합물을 이용하여 정제한 실시예 11 내지 실시예 13의 전환율은 각각 60,800 과 61,000을 나타냄으로서 반응성이 극대화된 것을 확인할 수 있었다. For example, the sum of the moles of Fe and Ni in the mixed metal of Fe and Ni of Example 5 uses the same number of moles as in Example 1 or Example 2 for each of the metals, Fe and Ni. That is, compared to Example 1, the number of moles of Fe in Example 5 corresponds to only 50%. However, the TON of Example 5 is 51,600, which is about 1.8 times the arithmetic average of 29,400 of Example 1 and 29,200 of Example 2, 29,300. This is due to the use of a mixed metal of Fe and Ni, which shows a higher effect than the case of using each metal alone, and it can be seen that the two or more metals show a synergistic effect with each other. In particular, the conversion rates of Examples 11 to 13 purified using a metal particle mixture prepared by mixing three types of metals at a ratio of Fe / Ni / Co (1: 1: 1) were 60,800 and 61,000, respectively. It was confirmed that the reactivity was maximized.

반면에 비교예5의 경우에서는 Ni와 Cu를 혼합한 경우, TON이 4,200으로 Ni과 Cu 단일 금속에서의 TON 값의 산술적 평균 16,100 보다 훨씬 낮은 값을 보이고 있어, 이러한 두 금속의 혼합으로 인한 시너지 효과는 특정의 금속 사이에서만 발생하는 것임을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 5, when Ni and Cu were mixed, the TON was 4,200, which is much lower than the arithmetic average of 16,100 of the TON values in Ni and Cu single metals, synergistic effect due to the mixing of these two metals It was confirmed that it occurs only between specific metals.

이와 같은 결과를 통해 본 발명에 따른 금속 입자 혼합물을 이용한 메틸올레이트 내의 유독성 불순물 제거 방법은, 기존에 알려진 알루미나를 사용한 불순물 제거 방법에 비해 더 적은 시간으로 더 효율적인 불순물 제거가 가능하며, 최소량의 촉매를 사용함으로 촉매 비용의 감소와 촉매활성의 효율화로 복분해 반응 생산성이 증가되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 추후 산업 적용시 비용 절감 및 효율 증대를 기대해 볼 수 있다.Through these results, the method for removing toxic impurities in methyl oleate using the metal particle mixture according to the present invention can remove impurities more efficiently in less time than the previously known impurity removal method using alumina, and the minimum amount of catalyst It can be confirmed that the catalyst cost is reduced and the efficiency of the catalyst activity is increased by using the catalyst, and the productivity of the metathesis reaction is increased, which can be expected to reduce costs and increase efficiency in future industrial applications.

실시예 14~19: 금속 입자 혼합물을 이용한 메틸올레이트 원료 순도별 불순물 제거 및 복분해 반응Examples 14 to 19: Impurity removal and metathesis reaction by purity of methyl oleate raw material using metal particle mixture

활성 전이금속 중 Fe/Ni(1:1)의 비율의 금속 입자 혼합물을 사용하여 메틸올레이트 원료를 순도별로 정제하여 불순물을 제거한 뒤 복분해 반응을 수행하였다. 메틸올레이트의 순도를 제외하고는 모든 실험조건은 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 사용한 메틸올레이트는 총 3종류로 시그마알드리치사 technical grade, 70% 메틸올레이트를 분별증류한 96% 메틸올레이트, Acros사 90% 메틸올레이트와 시그마알드리치사 technical grade 70% 메틸올레이트를 사용하였다. The raw material for methyl oleate was purified by purity using a metal particle mixture having a ratio of Fe/Ni (1:1) among active transition metals to remove impurities, and then a metathesis reaction was performed. Except for the purity of methyl oleate, all experimental conditions were carried out in the same manner as in Example 1. A total of three types of methyl oleate were used: Sigma-Aldrich technical grade, 96% methyl oleate obtained by fractional distillation of 70% methyl oleate, 90% methyl oleate from Acros and 70% technical grade methyl oleate from Sigma-Aldrich. did

[표 2] 복분해 반응 결과 [Table 2] metathesis reaction results

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상기 실시예 14 내지 실시예19에서는 다른 순도를 가지는 메틸올레이트를 정제한 후, 정제된 메틸올레이트의 에틸렌 복분해 반응을 수행한 결과로 고순도일수록 금속 담지 복합체에 의한 정제 공정 이후에 높은 전환율(TON)을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 추가 알루미나 정제를 실시할 때에는 오히려 원료의 순도가 낮을수록 전환율(TON)의 증가율이 높았고 결국 추가 알루미나 정제를 하고 난 이후에는 전체적으로 높은 TON을 확보할 수 있었다.In Examples 14 to 19, after purifying methyl oleate having different purities, as a result of performing ethylene metathesis of the purified methyl oleate, the higher the purity, the higher the conversion rate (TON ) could be confirmed. In addition, when performing additional alumina purification, the higher the purity of the raw material, the higher the conversion rate (TON) increase rate. Eventually, after additional alumina purification, a high TON was secured overall.

이와 같은 결과를 통해 본 발명에서 제시한 금속 담지 복합체를 통한 정제 공정을 통해 낮은 순도의 원료에서도 효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 저급의 다양한 동식물 오일원료를 사용한 복분해반응이 가능하므로 이는 추후 산업적으로 이용가치가 높음을 기대해 볼 수 있다.Through these results, it was confirmed that the purification process through the metal-supported composite presented in the present invention is effective even in low-purity raw materials, and since metathesis reactions using various low-grade animal and plant oil raw materials are possible, it can be used industrially in the future. You can expect high value.

이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 형태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 맹백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. In the above, specific parts of the content of the present invention have been described in detail, and for those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be blind Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (12)

올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 촉매 독성 불순물을 제거함으로서 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계를 포함하며,
상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중에서 2종의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 것이고,
금속성분 1과 금속성분 2의 몰비는 1 : 5 ~ 5 : 1 인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
obtaining a purified raw material for olefin metathesis reaction by contacting the raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to remove catalytic toxic impurities,
The metal particle mixture is a mixture of metal particles containing two types of transition metals among manganese, iron, cobalt, and nickel,
A method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction, characterized in that the molar ratio of metal component 1 and metal component 2 is 1: 5 to 5: 1.
제1항에 있어서,
상기 금속 입자 혼합물을 다공성 물질에 담지된 상태인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
According to claim 1,
A method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, characterized in that the metal particle mixture is supported in a porous material.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 다공성 물질은 알루미나, 실리카, 실리카알루미나, 제올라이트, 티타니아, 지르코늄 옥사이드, 카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
According to claim 2,
The method of purifying a raw material for olefin metathesis reaction, characterized in that the porous material is at least one selected from alumina, silica, silica alumina, zeolite, titania, zirconium oxide, carbon black, graphene, and carbon nanotubes.
제1항에 있어서,
상기 복분해 반응용 원료는 식물성 오일, 동물성오일 및 이들의 유도체 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법
According to claim 1,
The raw material for the metathesis reaction is a method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, characterized in that any one selected from vegetable oil, animal oil and derivatives thereof
제1항에 있어서,
상기 올레핀 복분해 반응용 원료는 9-데센산(9-decenoic acid), 메틸 9-데세노에이트(methyl 9-decenoate), 10-운데세 노산(10-undecenoic acid), 메틸 10-운데세노에이트(methyl 10-undecenoate), 9-옥타 데센디오익산(9-octadecenedioic acid), 메틸 9-옥타데센디오에이트(methyl 9-octadecenedioate), 12-트리데세노산(12-tridecenoic acid), 메틸 12-트리 데세노에이트(methyl 12-tridecenoate), 13-테트라데세노산(13-tetradecenoic acid), 메틸 13-테트라데세노에이트(methyl 13-tetradecenoate), 11-도데세노산(11-dodecenoic acid), 메틸 11-도데세노에이트(methyl 11-dodecenoate) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
According to claim 1,
The raw materials for the olefin metathesis reaction are 9-decenoic acid, methyl 9-decenoate, 10-undecenoic acid, methyl 10-undecenoate ( methyl 10-undecenoate, 9-octadecenedioic acid, methyl 9-octadecenedioate, 12-tridecenoic acid, methyl 12-tridecenoate Methyl 12-tridecenoate, 13-tetradecenoic acid, methyl 13-tetradecenoate, 11-dodecenoic acid, methyl 11- A method for purifying a raw material for olefin metathesis reaction, characterized in that at least one selected from dodecenoate (methyl 11-dodecenoate).
a) 올레핀 복분해 반응용 원료를 금속 입자 혼합물과 접촉시켜 1차 정제된 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계; 및
b) 상기 1차 정제된 올레핀 복분해 반응용 원료를 알루미나 입자와 접촉시켜 2차 정제된 복분해 반응용 원료를 수득하는 단계;를 포함하며,
상기 금속 입자 혼합물은 망간, 철, 코발트, 니켈 중에서 2종의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 비담지 상태 혹은 다공성 물질에 담지된 상태이고.
금속성분 1과 금속성분 2의 몰비는 1 : 5 ~ 5 : 1 인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
a) contacting a raw material for olefin metathesis reaction with a metal particle mixture to obtain a first-purified raw material for metathesis reaction; and
b) obtaining a secondly purified raw material for metathesis reaction by contacting the firstly purified raw material for olefin metathesis reaction with alumina particles;
The metal particle mixture is a state in which metal particles including two types of transition metals from among manganese, iron, cobalt, and nickel are not supported or supported in a porous material.
A method for purifying raw materials for olefin metathesis reaction, characterized in that the molar ratio of metal component 1 and metal component 2 is 1: 5 to 5: 1.
제7항에 있어서,
상기 b) 단계에서 활성 알루미나는 산성이나 염기성이 아닌 중성(neutral) 알루미나인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료의 정제 방법.
According to claim 7,
In step b), the activated alumina is neutral alumina that is neither acidic nor basic.
올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제로서,
상기 제거제는 망간, 철, 코발트, 니켈 중에서 2종의 전이금속을 포함하는 금속 입자를 혼합한 금속 입자 혼합물을 포함하고,
금속성분 1과 금속성분 2의 몰비는 1 : 5 ~ 5 : 1 인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제.
As a remover for removing catalyst toxic impurities in raw materials for olefin metathesis reaction,
The remover includes a metal particle mixture in which metal particles containing two types of transition metals among manganese, iron, cobalt, and nickel are mixed,
A remover for removing catalytically toxic impurities in a raw material for an olefin metathesis reaction, characterized in that the molar ratio of metal component 1 to metal component 2 is 1:5 to 5:1.
제9항에 있어서,
상기 금속 입자 혼합물은 다공성 물질에 담지된 상태인 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제.
According to claim 9,
The metal particle mixture is a remover for removing catalytically toxic impurities in a raw material for an olefin metathesis reaction, characterized in that it is supported in a porous material.
a) 망간, 철, 니켈 및 코발트 중에서 2종의 전이금속 전구체를 적절한 용매에 녹여 금속 전구체 혼합물 용액을 제조하는 단계;
b) 금속 전구체 혼합물 용액에 다공성 물질을 첨가하여 금속 전구체 혼합물과 다공성물질의 슬러리를 제조하는 단계;
c) 상기 슬러리를 건조하여 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 수득하는 단계;
d) 상기 금속 전구체 혼합물 함유 다공성 물질을 열처리하여 금속입자 혼합물 함유 다공성 물질을 수득하는 단계; 및
e) 상기 열처리되어 수득된 금속 입자 혼합물 함유 다공성 물질을 환원하여 활성화시키는 단계;를 포함하며,
상기 a) 단계에서 금속성분 1과 금속성분 2의 몰비는 1 : 5 ~ 5 : 1 인 것을 특징으로 하는 금속 입자 혼합물이 다공성 물질에 담지된 것인 올레핀 복분해 반응용 원료내의 촉매 독성 불순물을 제거하기 위한 제거제의 제조방법.
a) preparing a metal precursor mixture solution by dissolving two types of transition metal precursors among manganese, iron, nickel, and cobalt in an appropriate solvent;
b) preparing a slurry of the metal precursor mixture and the porous material by adding the porous material to the metal precursor mixture solution;
c) drying the slurry to obtain a porous material containing a metal precursor mixture;
d) heat-treating the porous material containing the mixture of metal precursors to obtain a porous material containing a mixture of metal particles; and
e) reducing and activating the metal particle mixture-containing porous material obtained by the heat treatment;
In step a), the molar ratio of metal component 1 and metal component 2 is 1: 5 to 5: 1. To remove catalytic toxic impurities in the raw material for olefin metathesis reaction, wherein the metal particle mixture is supported on a porous material Method for manufacturing a remover for
올레핀 복분해 반응 방법에 있어서,
제1항, 제2항, 제4항 내지 제8항 중 어느 하나의 방법으로 정제되어 촉매 독성 불순물이 제거된 올레핀 복분해 반응용 원료를 이용하여 올레핀 복분해 반응용 촉매의 존재하에서, 올레핀 복분해 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 올레핀 복분해 반응 방법.
In the olefin metathesis reaction method,
An olefin metathesis reaction is performed in the presence of a catalyst for olefin metathesis reaction using a raw material for olefin metathesis reaction from which catalytic toxic impurities have been removed by the method of any one of claims 1, 2, and 4 to 8 An olefin metathesis reaction method, characterized in that for carrying out.
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