KR102639656B1 - A supported catalyst for oxidative dehydrogenation of alkane and method for preparing alkene using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알케인의 탈수소화 반응용 담지 촉매 및 이를 이용한 알켄의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 프로페인의 탈수소화 반응에 의해 프로펜을 제조하는 과정에서, 촉매 활성이 높고, 프로펜에 대한 선택도가 높은, 담지 촉매 및 이를 이용한 프로펜의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of alkanes and a method for producing alkenes using the same. More specifically, in the process of producing propene by the dehydrogenation reaction of propane, the catalytic activity is high and the pro It relates to a supported catalyst with high selectivity for pen and a method for producing propene using the same.

Description

알케인의 탈수소화 반응용 담지 촉매 및 이를 이용한 알켄의 제조 방법 {A SUPPORTED CATALYST FOR OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ALKANE AND METHOD FOR PREPARING ALKENE USING THE SAME}Supported catalyst for dehydrogenation reaction of alkanes and method for producing alkenes using the same {A SUPPORTED CATALYST FOR OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ALKANE AND METHOD FOR PREPARING ALKENE USING THE SAME}

본 발명은 알케인의 탈수소화 반응용 담지 촉매 및 이를 이용한 알켄의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of alkanes and a method for producing alkenes using the same.

에텐(에틸렌), 프로펜(프로필렌), 부텐 등과 같은 알켄(alkene) 화합물, 즉, 올레핀 화합물은, 석유 화학 산업에 있어서 다른 화합물이나 고분자 합성에 기초 소재로 널리 사용되고 있다. Alkene compounds such as ethene (ethylene), propene (propylene), butene, etc., that is, olefin compounds, are widely used as basic materials for the synthesis of other compounds or polymers in the petrochemical industry.

일례로, 에틸렌의 경우, 가장 간단한 구조를 가지는 올레핀 화합물로, 폴리에틸렌이나, 기타 다른 고분자 합성을 위한 기본 단량체로 사용되고, 그 외에도 용접이나, 과일 숙성을 위해서도 사용된다. For example, ethylene is an olefin compound with the simplest structure and is used as a basic monomer for the synthesis of polyethylene and other polymers, and is also used for welding and fruit ripening.

프로필렌은 에틸렌과 함께 석유 화학 산업의 척도로 이용되는 가장 기초적인 물질로, 메틸기와 에틸렌성 불포화 결합을 가지고 있어 다양한 화학 물질로 전환될 수 있다. 대표적으로 열가소성 플라스틱인 폴리프로필렌의 제조에 주로 사용되며 그 외에도 아크릴로나이트릴, 산화프로필렌, 에폭시 수지, 옥소 알코올, 이소프로필 알코올 등의 원료로 사용된다.Propylene, along with ethylene, is the most basic substance used as a standard in the petrochemical industry. It has a methyl group and an ethylenically unsaturated bond, so it can be converted into various chemical substances. Representatively, it is mainly used in the production of polypropylene, a thermoplastic plastic, and is also used as a raw material for acrylonitrile, propylene oxide, epoxy resin, oxo alcohol, and isopropyl alcohol.

부텐의 경우, 에틸렌, 프로필렌과의 공중합 단량체로 사용되거나, 다른 주요 산업 원료인 부타디엔의 제조에 사용된다. In the case of butene, it is used as a copolymer monomer with ethylene and propylene, or in the production of butadiene, another major industrial raw material.

일반적으로 이러한 올레핀 화합물은, 원유의 정제 과정에서 부산물로 생성되거나, 납사의 열 분해 공정에 의해 얻어지지만, 최근에는 석유 화학 산업에서 많은 수요를 감당하기 위하여, 촉매를 이용한 저급 탄화수소의 탈수소 공정을 통해서도 생산되고 있다. Generally, these olefin compounds are produced as by-products during the refining process of crude oil or obtained through the thermal decomposition process of naphtha, but recently, in order to meet the large demand in the petrochemical industry, they are also produced through the dehydrogenation process of low-grade hydrocarbons using catalysts. It is being produced.

특히, 프로필렌의 경우, 차량이나 전재 소재로의 사용이 급격히 증가하여, 수요가 높아지고 있는데, 기존의 원유 정제 과정 혹은, 납사 크래킹 과정은, 주로 에틸렌의 생산에 집중되고 있기 때문에, 프로필렌의 공급 증가에는 제한이 따르고 있으며, 프로필렌 공급 다변화를 위한 기술이 주목 받고 있다. In particular, in the case of propylene, demand is increasing as its use as a vehicle or electrical material material is rapidly increasing. Since the existing crude oil refining process or naphtha cracking process is mainly focused on the production of ethylene, the increase in supply of propylene is not possible. There are restrictions, and technologies for diversifying propylene supply are attracting attention.

알케인의 탈수소화 반응은, 이러한 올레핀 화합물을 제조할 수 있는 주요 반응으로, 고온, 저압 조건에서, 귀금속 촉매 혹은 전이 금속 촉매의 존재 하에 이루어질 수 있다. The dehydrogenation reaction of alkanes is the main reaction that can produce these olefin compounds, and can be carried out under high temperature and low pressure conditions and in the presence of a noble metal catalyst or transition metal catalyst.

귀금속 촉매의 경우, 활성 점에 수소가 흡착되는 직접 탈수소화 메커니즘에 의해 반응이 진행되는 것으로 알려져 있으며, 전이 금속 산화물의 경우 촉매의 격자 산소의 부분 산화 메커니즘에 의해 반응이 진행되는 것으로 알려져 있다. In the case of noble metal catalysts, the reaction is known to proceed by a direct dehydrogenation mechanism in which hydrogen is adsorbed at the active site, and in the case of transition metal oxides, the reaction is known to proceed by a partial oxidation mechanism of the lattice oxygen of the catalyst.

귀금속 촉매로는 백금 등의 촉매가 알려져 있고, 전이 금속 촉매로는 알루미나 담체에 활성상으로 산화 크로뮴 혹은 산화 바나듐등을 담지한 촉매가 알려져 있다. As noble metal catalysts, catalysts such as platinum are known, and as transition metal catalysts, catalysts containing chromium oxide or vanadium oxide as the active phase on an alumina carrier are known.

그러나, 단일 금속만으로는 산화제 없이 충분한 수율의 프로필렌을 얻기 어려운 문제가 있고, 낮은 표면적으로 인해, 촉매 활성이 쉽게 저하되는 문제가 있어, 반응에 높은 활성을 보이면서도, 특정 결과물에 대한 높은 선택도를 보이는 촉매 연구가 필요한 실정이다.However, there is a problem in that it is difficult to obtain sufficient yield of propylene with a single metal alone without an oxidizing agent, and the catalyst activity is easily reduced due to the low surface area, so while showing high activity in the reaction, it shows high selectivity for a specific product. Catalytic research is needed.

본 명세서는, 알케인의 탈수소화 반응에 높은 활성을 보이면서도, 특정 알켄에 대한 높은 선택도를 보이는, 알케인의 탈수소화 반응용 촉매를 제공하고자 한다. The present specification seeks to provide a catalyst for the dehydrogenation reaction of alkanes, which shows high activity in the dehydrogenation reaction of alkanes and high selectivity for specific alkenes.

또한, 본 명세서는, 상기 촉매를 이용하여, 알켄을 제조하는 방법을 제공하고자 한다. Additionally, the present specification seeks to provide a method for producing alkenes using the catalyst.

본 발명은, 담체, 및 상기 담체에 담지된 촉매 활성 금속을 포함하고; 상기 촉매 활성 금속은, i) 백금(Pt), 및 ii) 주석(Sn), 아연(Zn), 세륨(Ce), 이리듐(Ir), 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며; 상기 담체는, 카파 상 알루미나를 포함하는; 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매를 제공하고자 한다. The present invention includes a carrier and a catalytically active metal supported on the carrier; The catalytically active metal is one or more selected from the group consisting of i) platinum (Pt), and ii) tin (Sn), zinc (Zn), cerium (Ce), iridium (Ir), and gallium (Ga). Contains; The carrier includes alumina on kappa; The object is to provide a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of alkanes having 2 to 6 carbon atoms.

상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 10 내지 약 500 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 제1 금속 약 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 50 내지 약 300 중량부, 또는 약 80 내지 약 250 중량부를 포함할 수 있다. The supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms may include about 10 to about 500 parts by weight of the second metal based on 100 parts by weight of the first metal, and more preferably may include about 50 to about 300 parts by weight of the second metal, or about 80 to about 250 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the first metal.

그리고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 0.01 내지 약 10 중량부, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 중량부, 또는 약 0.5 내지 약 2 중량부를 포함할 수 있다. In addition, the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms contains about 0.01 to about 10 parts by weight of the second metal, preferably about 0.1 to about 0.1 to about 100 parts by weight of the carrier. It may contain 5 parts by weight, or about 0.5 to about 2 parts by weight.

그리고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제1 금속 약 0.01 내지 약 10 중량부, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 2 중량부를 포함할 수 있다. In addition, the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms contains about 0.01 to about 10 parts by weight of the first metal, preferably about 0.05 to about 0.05 to about 100 parts by weight of the carrier. It may contain 5 parts by weight, or about 0.1 to about 2 parts by weight.

그리고, 상기 촉매 활성 금속은, 1족 금속을 더 포함할 수 있다. 이 때 1족 금속은, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 및 세슘(Cs)을 포함할 수 있다. And, the catalytically active metal may further include a Group 1 metal. At this time, the Group 1 metal may include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), and cesium (Cs).

이 경우, 상기 1족 금속은, 상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 약 10 내지 약 200 중량부, 또는 약 50 내지 약 150 중량부로 포함될 수 있다. In this case, the Group 1 metal may be included in an amount of about 10 to about 200 parts by weight, or about 50 to about 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the first metal.

그리고, 상기 카파 상 알루미나는, BET 표면적이, 약 50 내지 약 200 m2/g, 바람직하게는 약 100 내지 약 170 m2/g, 또는 약 120 내지 약 150 m2/g일 수 있다. In addition, the kappa phase alumina may have a BET surface area of about 50 to about 200 m 2 /g, preferably about 100 to about 170 m 2 /g, or about 120 to about 150 m 2 /g.

그리고, 상기 카파 상 알루미나는, 기공의 평균 직경이 약 5 내지 약 20 nm, 바람직하게는 약 10 내지 약 15 nm일 수 있고, 총 기공 체적이 약 0.2 내지 0.7 cm3/g, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 0.5 cm3/g일 수 있다. In addition, the kappa phase alumina may have an average pore diameter of about 5 to about 20 nm, preferably about 10 to about 15 nm, and a total pore volume of about 0.2 to 0.7 cm 3 /g, preferably about It may be 0.3 to about 0.5 cm 3 /g.

그리고, 상기 카파 상 알루미나는, 그 표면에서 관능기의 함량이, 약 0.5 내지 0.8 mmol/g, 바람직하게는 약 0.6 내지 약 0.7 mmol/g, 또는 약 0.63 내지 약 0.68 mmol/g일 수 있다. In addition, the kappa phase alumina may have a functional group content on its surface of about 0.5 to 0.8 mmol/g, preferably about 0.6 to about 0.7 mmol/g, or about 0.63 to about 0.68 mmol/g.

한편, 본 발명은, 상술한 어느 촉매의 존재 하에 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응을 진행하는 단계를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법을 제공하고자 한다. Meanwhile, the present invention provides a method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms, comprising the step of carrying out a dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms in the presence of any of the catalysts described above. We would like to provide

이 때, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 프로페인(propane), 부테인(butane), 펜탄(pentane), 및 헥세인(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고; 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)은 프로펜(propene), 부텐(butane), 펜텐(pentene), 및 헥센(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 프로페인(propane)이고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)은 프로펜(propene)일 수 있다. At this time, the alkane having 2 to 6 carbon atoms is propane, butane, pentane, and hexane. At least one selected from the group consisting of hexane; The alkene having 2 to 6 carbon atoms may be one or more selected from the group consisting of propene, butane, pentene, and hexane, and more preferably, the alkene An alkane having 2 to 6 carbon atoms may be propane, and an alkene having 2 to 6 carbon atoms may be propene.

그리고, 구체적으로 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법은, 활성 기체를 이용하여 상기 촉매를 활성화시키는 단계; 및 활성화된 촉매와 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)을 접촉시키는 단계를 포함하여 진행될 수 있다. And, specifically, the method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms includes activating the catalyst using an active gas; and contacting the activated catalyst with an alkane having 2 to 6 carbon atoms.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. Additionally, the terminology used herein is only used to describe exemplary embodiments and is not intended to limit the invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are used to describe implemented features, numbers, steps, components, or combinations thereof, and include one or more other features, numbers, or steps. , does not exclude the possibility of components, combinations or additions thereof.

또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Additionally, in this specification, when each layer or element is referred to as being formed “on” or “on” the respective layers or elements, it means that each layer or element is formed directly on the respective layers or elements, or other This means that layers or elements can be additionally formed between each layer, on the object, or on the substrate.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this does not limit the present invention to the specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에서, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응이라 함은, 촉매의 활성 점에 수소가 흡착되어, 알케인의 서로 인접한 탄소에 결합되어있던 서로 다른 두 개의 수소가 제거되면서, 상기 서로 인접한 탄소 사이에 이중 결합이 형성되는, 직접적 탈수소화 반응을 의미하는 것으로, 이는, 촉매의 격자에 위치한 산소의 부분 산화 메커니즘을 경유하는, 산화적 탈수소화 반응과는 구분된다. In this specification, the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms means that hydrogen is adsorbed to the active site of the catalyst, and two different hydrogens bonded to adjacent carbons of the alkane are removed. This refers to a direct dehydrogenation reaction in which a double bond is formed between adjacent carbons, and is distinguished from an oxidative dehydrogenation reaction that occurs through a partial oxidation mechanism of oxygen located in the lattice of the catalyst.

이러한 직접적 탈수소화 반응은, 하기와 같은 반응 메커니즘으로 간략히 표시될 수 있다. This direct dehydrogenation reaction can be briefly expressed by the reaction mechanism below.

상기 반응식에서, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 서로 동일하거나 상이하게, 수소, 또는 탄소 수 1 내지 4의 알킬일 수 있다. In the above reaction formula, R1 and R2 may each independently be the same or different from each other, hydrogen, or alkyl having 1 to 4 carbon atoms.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 담체, 및 상기 담체에 담지된 촉매 활성 금속을 포함하고; 상기 촉매 활성 금속은, i) 백금(Pt), 및 ii) 주석(Sn), 아연(Zn), 세륨(Ce), 이리듐(Ir), 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며; 상기 담체는, 카파 상 알루미나를 포함하는; 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매가 제공된다. According to one aspect of the present invention, it includes a carrier and a catalytically active metal supported on the carrier; The catalytically active metal is one or more selected from the group consisting of i) platinum (Pt), and ii) tin (Sn), zinc (Zn), cerium (Ce), iridium (Ir), and gallium (Ga). Contains; The carrier includes alumina on kappa; A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms is provided.

알케인의 직접 탈수소화 반응은, 상술한 바와 같이, 알케인으로부터 서로 인접한 탄소에 결합되어 있던 수소 원자를 떼어내어 탄소 이중 결합을 구비한 올레핀을 제조하는 반응이다. As described above, the direct dehydrogenation reaction of an alkane is a reaction that removes hydrogen atoms bonded to adjacent carbons from an alkane to produce an olefin having a carbon double bond.

이러한 직접 탈수소화 반응은, 반응 메커니즘 자체는 매우 단순하지만, 고도의 흡열 반응이기 때문에, 열역학적으로 불리하다. 따라서, 알켄의 수득률을 높이기 위해서는, 매우 높은 온도의 반응 조건이 요구되며, 일반적으로는, 약 500 내지 약 800 ℃의 온도 조건, 및 약 0.5 내지 약 2 기압 정도의 압력 조건에서, 백금 등, 금속 촉매의 존재 하에 진행된다. This direct dehydrogenation reaction is thermodynamically unfavorable because it is a highly endothermic reaction, although the reaction mechanism itself is very simple. Therefore, in order to increase the yield of alkenes, very high temperature reaction conditions are required, generally, at temperature conditions of about 500 to about 800 ° C. and pressure conditions of about 0.5 to about 2 atm, metals such as platinum It proceeds in the presence of a catalyst.

그러나, 촉매를 사용하고, 온도를 상승시켜 전환율을 높이는 경우, 반응물인 알케인의 탄소-탄소 결합이 깨지고, 오히려 수소가 첨가되면서, 더 작은 알케인으로 분해되는 등의 부반응이 증가하고, 촉매나 담체에 코크, 혹은 타르 등의 부생성물이 급속도로 침적되어, 촉매의 활성이 순식간에 저하되는 문제점이 있다. However, when using a catalyst and increasing the temperature to increase the conversion rate, the carbon-carbon bond of the alkane reactant is broken, and as hydrogen is added, side reactions such as decomposition into smaller alkanes increase, and the catalyst or There is a problem in that by-products such as coke or tar are rapidly deposited on the carrier, and the activity of the catalyst is instantly reduced.

본 발명의 발명자들은, 특정한 조성의 금속 촉매를, 특정한 담체에 담지하여 사용하는 경우, 알케인의 탈수소화 반응에 대한 활성이 매우 높고, 특정 올레핀에 대한 선택도가 매우 높아, 부생성물의 생성을 억제할 수 있고, 이에 따라, 높은 촉매 활성을 안정적으로 유지할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention have found that when a metal catalyst of a specific composition is used while supported on a specific carrier, the activity for the dehydrogenation reaction of alkanes is very high and the selectivity for specific olefins is very high, preventing the generation of by-products. The present invention was completed after discovering that catalytic activity can be suppressed and thus high catalytic activity can be stably maintained.

본 발명의 일 구현 예에 따른, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 담체, 및 상기 담체에 담지된 촉매 활성 금속을 포함하고; 상기 촉매 활성 금속은, i) 백금(Pt), 및 ii) 주석(Sn), 아연(Zn), 세륨(Ce), 이리듐(Ir), 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며; 상기 담체는, 카파 상 알루미나(kappa phase alumina, κ-phase alumina, or κ-alumina)를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms includes a carrier and a catalytically active metal supported on the carrier; The catalytically active metal is one or more selected from the group consisting of i) platinum (Pt), and ii) tin (Sn), zinc (Zn), cerium (Ce), iridium (Ir), and gallium (Ga). Contains; The carrier includes kappa phase alumina, κ-phase alumina, or κ-alumina.

이 때, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 10 내지 약 500 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 제1 금속 약 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 50 내지 약 300 중량부, 또는 약 80 내지 약 250 중량부를 포함할 수 있다. At this time, the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms may include about 10 to about 500 parts by weight of the second metal based on 100 parts by weight of the first metal, More preferably, it may include about 50 to about 300 parts by weight, or about 80 to about 250 parts by weight, of the second metal, based on about 100 parts by weight of the first metal.

그리고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 약 0.01 내지 약 10 중량부, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 중량부, 또는 약 0.5 내지 약 2 중량부를 포함할 수 있다. In addition, the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms contains about 0.01 to about 10 parts by weight of the second metal, preferably about 0.1 to about 0.1 to about 100 parts by weight of the carrier. It may contain 5 parts by weight, or about 0.5 to about 2 parts by weight.

그리고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매는, 상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제1 금속 약 0.01 내지 약 10 중량부, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 2 중량부를 포함할 수 있다. In addition, the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms contains about 0.01 to about 10 parts by weight of the first metal, preferably about 0.05 to about 0.05 to about 100 parts by weight of the carrier. It may contain 5 parts by weight, or about 0.1 to about 2 parts by weight.

상기와 같은 상대적 함량에 의해, 본 발명의 촉매 중, 촉매 활성 금속은, 하기와 같은 조성식의 형태를 가지게 되는 것이 더욱 바람직할 수 있다. Due to the above relative amounts, it may be more preferable for the catalytically active metal in the catalyst of the present invention to have the following compositional form.

X(M2)-Y(M1)/Al2O3 X(M2)-Y(M1)/Al 2 O 3

상기 조성식에서, M2는, 제2 금속, M1은 제1 금속이고, In the above composition formula, M2 is the second metal, M1 is the first metal,

X 및 Y는, 각 금속 원자 또는 금속 원자단의 비율로, X는, 0.1 이상, 혹은 약 1 이상, 혹은 약 3 이상, 5 이하, 혹은 약 4 이하, 혹은 약 3.5 이하이며, Y는, 1.0이다. X and Y are the ratio of each metal atom or metal atom group, where X is 0.1 or more, or about 1 or more, or about 3 or more, or 5 or less, or about 4 or less, or about 3.5 or less, and Y is 1.0. .

본 발명의 일 예에 따른 촉매는, 상기와 같은 조성으로 인하여, 알케인의 탈수소 반응에 대해 높은 활성을 나타내는 동시에, 특정 알켄에 대한 높은 선택성을 가지게 될 수 있다. Due to the composition described above, the catalyst according to an example of the present invention can exhibit high activity for the dehydrogenation reaction of alkanes and at the same time have high selectivity for specific alkenes.

촉매 조성 중, 상기 제1 금속은, 주로, 상술한 반응의 활성 점을 제공하는 역할을 할 수 있다. In the catalyst composition, the first metal may mainly serve to provide an active site for the above-described reaction.

그리고, 상기 제2 금속은, 상기 제2 금속과 반응의 생성물인 알켄 사이의 상호 작용을 약화시켜, 촉매 활성 점으로부터 생성물의 탈락을 촉진할 수 있고, 부반응을 억제시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 제1 금속의 소결 현상에 의한 촉매 활성 저하를 방지하는, 일종의 조촉매 역할을 할 수 있다. 이러한 제2 금속의 역할은 특히, 상기 제2 금속이 상기 담체, 혹은 상기 담체 상의 제1 금속과 결합하여 이온성을 가지게 될 때 극대화될 수 있다. In addition, the second metal may weaken the interaction between the second metal and the alkene, which is a product of the reaction, thereby promoting removal of the product from the catalytic active site and playing a role in suppressing side reactions. It can act as a kind of co-catalyst that prevents a decrease in catalytic activity due to sintering of the first metal. The role of this second metal can be especially maximized when the second metal becomes ionic by combining with the carrier or the first metal on the carrier.

이러한 관점에서, 상기 제2 금속의 비율이 상기 범위를 벗어나 너무 높아지는 경우, 상기 제1 금속, 즉 백금(Pt)의 활성 점을 덮어 전환율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며 제1 금속의 이온이 금속 자체의 상태로 존재할 확률이 높아, 상술한 효과가 저하될 수 있다. From this point of view, if the ratio of the second metal exceeds the above range and becomes too high, a problem may occur in which the conversion rate is reduced by covering the active sites of the first metal, that is, platinum (Pt), and the ions of the first metal may be converted into metal. There is a high probability that it exists in its own state, so the above-mentioned effects may be reduced.

반면에, 상기 제1 금속, 즉 백금(Pt)의 비율이 상기 범위를 벗어나 너무 높아지는 경우, 금속의 소결 현상(sintering)이 발생하여 코크가 쉽게 생성되고, 이에 따라 촉매 활성이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다. On the other hand, if the ratio of the first metal, that is, platinum (Pt), exceeds the above range and becomes too high, sintering of the metal occurs and coke is easily generated, which causes the problem of reduced catalytic activity. You can.

그리고, 상기 촉매 활성 금속은, 1족 금속을 더 포함할 수 있다. 이 때 1족 금속은, 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 및 세슘(Cs)을 포함할 수 있다. And, the catalytically active metal may further include a Group 1 metal. At this time, the Group 1 metal may include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), and cesium (Cs).

본원발명에서 담체로 사용되는 알루미나, 즉, Al2O3는, 물질 자체로서는 중성을 띄지만, 그 표면에는 산 점이 존재하는데, 이러한 산 점은, 알케인의 탈수소화 반응에서 부반응의 활성 점으로 작용하여, 부생성물의 형성을 촉진시킬 수 있다. Alumina, that is, Al 2 O 3 , used as a carrier in the present invention, is neutral as a material itself, but acid points exist on its surface, and these acid points serve as active points for side reactions in the dehydrogenation reaction of alkane. This action can promote the formation of by-products.

상술한 1족 금속은, 알루미나 표면의 산 점에 결합되어, 부반응을 억제할 수 있고, 이에 따라, 부산물, 코크 등의 침적을 감소시킬 수 있다. The above-described Group 1 metal can bind to acid sites on the alumina surface to suppress side reactions, thereby reducing deposition of by-products, coke, etc.

이 경우, 상기 1족 금속은, 상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 약 10 내지 약 200 중량부, 또는 약 50 내지 약 150 중량부로 포함될 수 있다. In this case, the Group 1 metal may be included in an amount of about 10 to about 200 parts by weight, or about 50 to about 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the first metal.

1족 금속의 함량이 너무 적은 경우, 상술한 효과 구현을 위해 충분치 않을 수 있고, 1족 금속의 함량이 너무 많은 경우, 오히려, 알케인의 탈수소화 반응의 활성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. If the content of the Group 1 metal is too small, it may not be sufficient to achieve the above-described effect, and if the content of the Group 1 metal is too high, the problem of lowering the activity of the dehydrogenation reaction of the alkane may occur.

한편, 본 발명의 일 구현 예에 따른 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매에서는, 담체로, 카파 상 알루미나 (kappa phase alumina, κ-phase alumina, or κ-alumina)를 사용한다. Meanwhile, in the supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms according to an embodiment of the present invention, kappa phase alumina, κ-phase alumina, or κ-alumina is used as a carrier. ) is used.

알루미나는, 그 결정 격자의 구조(crystalline structure)에 따라, 알파 상(α phase, alpha phase), 카이 상(χ phase, chi phase), 에타 상(η phase, eta phase), 델타 상(δ phase, delta phase), 카파 상(κ phase, kappa phase), 쎄타 상(θ phase, theta phase), 감마 상(γ phase, gamma phase), 로 상(ρ phase, rho phase) 등, 다양한 상으로 구분될 수 있으며, 일반적으로 촉매 담체로는, 알파 상 혹은, 감마 상의 알루미나가 사용된다. Alumina, depending on its crystalline structure, has alpha phase (α phase, chi phase), eta phase (η phase, eta phase), and delta phase (δ phase). , delta phase, kappa phase (κ phase, kappa phase), theta phase (θ phase, theta phase), gamma phase (γ phase, gamma phase), rho phase (ρ phase, rho phase), etc. It can be, and generally, alpha-phase or gamma-phase alumina is used as a catalyst carrier.

그러나, 이러한 알파 상, 혹은 감마 상 알루미나의 경우, 표면에 산 점이 상대적으로 많이 분포하고 있고, 이러한 산 점은, 상술한 바와 같이, 알케인의 탈수소화 반응에서 부반응의 활성 점으로 작용하기 때문에, 부생성물의 침적이 촉진되어, 촉매의 비활성화가 매우 빠르게 진행된다. However, in the case of such alpha-phase or gamma-phase alumina, a relatively large number of acid points are distributed on the surface, and these acid points act as active points for side reactions in the dehydrogenation reaction of alkanes, as described above. Deposition of by-products is accelerated, and deactivation of the catalyst progresses very quickly.

또한, 이러한 산 점 문제를 해결하기 위해, 1족 금속을 사용하면, 1족 금속의 사용량이 지나치게 증가하게 되어, 비용 측면에서 문제가 발생할 수 있으며, 또한, 촉매 활성 점의 감소로, 오히려, 알케인의 탈수소화 반응에 대한 활성이 저하될 수 있고, 특정 올레핀에 대한 선택도가 크게 감소하게 되는 문제점이 있다. In addition, if Group 1 metals are used to solve this acid point problem, the amount of Group 1 metals used may excessively increase, which may cause problems in terms of cost. In addition, a decrease in catalytic activity points may result in Al. There is a problem in that the activity for the dehydrogenation reaction of cane may be reduced and the selectivity for specific olefins is greatly reduced.

그러나, 카파 상의 알루미나는, 다른 형태에 비해, 표면적은 상대적으로 넓으면서도, 표면에 분포하는 산 점의 수가 상대적으로 적기 때문에, 이를 담체로 사용하면, 알케인의 탈수소화 반응에 대한 촉매 활성이 매우 높게 유지되고, 부반응은 상대적으로 억제되며, 특정 올레핀에 대한 선택도 역시 높게 유지될 수 있다. However, compared to other forms, alumina in the kappa phase has a relatively large surface area, but the number of acid sites distributed on the surface is relatively small, so when it is used as a carrier, its catalytic activity for the dehydrogenation reaction of alkanes is very high. is maintained high, side reactions are relatively suppressed, and selectivity for specific olefins can also be maintained high.

이러한 카파 상의 알루미나는, 깁사이트(gibbsite)나, 카이(chi) 상의 알루미나로부터 열 처리 반응에 의해 형성될 수 있는데, 구체적으로, 깁사이트는, 약 150 ℃ 이하에서는 안정하지만, 약 250 ℃ 이상의 온도에서는, 카이 상의 알루미나로 전환(replaced)되고, 카이 상의 알루미나는 약 250 내지 약 650 ℃의 온도에서는 역시 안정한 형태로 유지될 수 있지만, 약 700, 혹은 약 750 ℃ 이상의 온도에서는, 카파 상의 알루미나로 전환(replaced)된다. 카파 상의 알루미나의 경우, 약 750 내지 약 1000 ℃의 온도에서는 안정하게 그 형태가 유지될 수 있다. Such kappa-phase alumina can be formed from gibbsite or chi-phase alumina by heat treatment reaction. Specifically, gibbsite is stable below about 150°C, but is stable at temperatures above about 250°C. , the alumina in the chi phase is replaced by the alumina in the chi phase, which can also remain in a stable form at temperatures from about 250 to about 650° C., but at temperatures above about 700 or about 750° C., it is replaced by the alumina in the kappa phase. (replaced) In the case of alumina in the kappa phase, its form can be stably maintained at a temperature of about 750 to about 1000°C.

이러한 카파 상 알루미나는, 헥사고날(hexagonal) 결정 구조를 가지는 것으로 알려져 있으며, 특히 단위 격자(unit cell) 당, 약 28개의 단위 분자를 구비하여, 이는 다른 상들의 알루미나와 비교하였을 때, 단위 격자 당 가장 많은 수의 단위 분자를 포함하는 것이다. This kappa phase alumina is known to have a hexagonal crystal structure, and in particular, has about 28 unit molecules per unit cell, which, compared to alumina of other phases, per unit cell. It contains the largest number of unit molecules.

이러한 분자 구조적 특징으로 인하여, 카파 상의 알루미나는, 높은 비표면적을 가지면서도, 그 표면에 상대적으로 적은 양의 산 점만이 분포하게 되며, 촉매 활성 금속을 카파 상의 알루미나에 담지하는 경우, 촉매 활성 금속을 도와 알케인의 탈수소화 반응에 대한 촉매 활성이 매우 높게 유지시킬 수 있으면서도, 부반응은 효과적으로 억제시킬 수 있다. Due to these molecular structural characteristics, although kappa-phase alumina has a high specific surface area, only a relatively small amount of acid sites are distributed on its surface. When a catalytically active metal is supported on kappa-phase alumina, the catalytically active metal is While the catalytic activity for the dehydrogenation reaction of alkanes can be maintained very high, side reactions can be effectively suppressed.

이러한 관점에서, 상기 카파 상 알루미나의 BET 표면적 값은, 구체적으로, 약 50 내지 약 200 m2/g, 바람직하게는 약 100 내지 약 170 m2/g, 또는 약 120 내지 약 150 m2/g일 수 있다.In this respect, the BET surface area value of the kappa phase alumina is specifically about 50 to about 200 m 2 /g, preferably about 100 to about 170 m 2 /g, or about 120 to about 150 m 2 /g. It can be.

BET 표면적 값이 너무 적은 경우, 촉매 활성 금속에 충분한 활성 점을 제공하지 못하여, 반응에 대한 활성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. If the BET surface area value is too small, sufficient active sites may not be provided to the catalytically active metal, which may result in a decrease in activity for the reaction.

그리고, 상기 카파 상 알루미나는, 기공의 평균 직경이 약 5 내지 약 20 nm, 바람직하게는 약 10 내지 약 15 nm일 수 있고, 총 기공 체적이 약 0.2 내지 0.7 cm3/g, 바람직하게는 약 0.3 내지 약 0.5 cm3/g일 수 있다. In addition, the kappa phase alumina may have an average pore diameter of about 5 to about 20 nm, preferably about 10 to about 15 nm, and a total pore volume of about 0.2 to 0.7 cm 3 /g, preferably about It may be 0.3 to about 0.5 cm 3 /g.

이에 더하여, 상기 카파 상 알루미나는, 그 표면에서 관능기의 함량이, 약 0.5 내지 0.8 mmol/g, 바람직하게는 약 0.6 내지 약 0.7 mmol/g, 또는 약 0.63 내지 약 0.68 mmol/g일 수 있다. In addition, the kappa phase alumina may have a functional group content on its surface of about 0.5 to 0.8 mmol/g, preferably about 0.6 to about 0.7 mmol/g, or about 0.63 to about 0.68 mmol/g.

상기 카파 상 알루미나는, 상기와 같은 기공 특성으로 인하여, 기공 평균 직경 대비 넓은 BET 표면적 및 큰 총 기공 체적을 가질 수 있지만, 상대적으로 표면에 분포하는 관능기, 즉 산 점의 수가 상대적으로 적은 특징이 있다. Due to the above-described pore characteristics, the kappa-phase alumina may have a large BET surface area and a large total pore volume compared to the average pore diameter, but has the characteristic of having a relatively small number of functional groups, that is, acid points, distributed on the surface. .

따라서, 이러한 특징을 가지는 카파 상 알루미나를 촉매의 담체로 사용하는 경우, 알케인의 탈수소화 반응에 대한 촉매 활성이 매우 높게 유지되고, 부반응은 상대적으로 억제되며, 특정 올레핀에 대한 선택도 역시 높게 유지될 수 있다. Therefore, when kappa-phase alumina, which has these characteristics, is used as a catalyst carrier, the catalytic activity for the dehydrogenation reaction of alkanes is maintained very high, side reactions are relatively suppressed, and selectivity for specific olefins is also maintained high. It can be.

상기와 같은, 담지 촉매는, 상술한 제1 및 제2 금속의 전구체로, 이들 금속의 염 등을 사용하는, 순차적 함침법(sequential impregnation method)이나, 공침법(co-precipitation), 및 졸-겔 법(sol-gel method) 등, 담체에 금속 성분의 촉매를 담지할 때 일반적으로 사용되는 방법에 의해 제조될 수 있다. The supported catalyst as described above can be prepared by a sequential impregnation method, a co-precipitation method, or a sol- It can be manufactured by a method generally used when supporting a metal catalyst on a carrier, such as the gel method (sol-gel method).

이 때 사용될 수 있는 상기 제1 금속, 즉 백금(Pt)의 염으로는, PtBr2, PtCl2, PtCl4, PtI2 등을 포함하는, 백금의 할로겐화 물; H2PtBr6(xH2O), H2PtCl6(xH2O) 등을 포함하는 백금의 수소할로겐화 물, H2Pt(OH)6 등을 포함하는, 백금의 수소수산화 물, 또는, Pt(NH3)2Cl4, Pt(NH3)2Cl2 등을 포함하는, 백금의 암모니아 염화물 등을 들 수 있다. Salts of the first metal, that is, platinum (Pt), that can be used at this time include halogenates of platinum, including PtBr 2 , PtCl 2 , PtCl 4 , PtI 2 , etc.; Hydrohalides of platinum, including H 2 PtBr 6 (xH 2 O), H 2 PtCl 6 (xH 2 O), hydrogen hydroxides of platinum, including H 2 Pt(OH) 6 , or Pt. and ammonia chloride of platinum, including (NH 3 ) 2 Cl 4 and Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 .

그리고, 상기 제2 금속의 염으로는, 상술한 제2 금속 및 Cl, Br, I 등을 포함하는 할로겐화 물, 상기 제2 금속의 황산 염, 제2 금속의 탄산 염, 제2 금속의 질산 염, 제2 금속의 수산화 염, 또는 제2 금속의 유기산 염 등을 사용할 수 있다. In addition, the salt of the second metal includes halides containing the above-mentioned second metal and Cl, Br, I, etc., sulfate salt of the second metal, carbonate salt of the second metal, and nitrate salt of the second metal. , hydroxide salts of the second metal, or organic acid salts of the second metal, etc. can be used.

이들 전구체는, 수용액이나 기타 용매를 사용한 용액의 형태로 준비될 수 있으며, 담지 활성화를 위하여, 질산이나 염산, 혹은 황산이 더 첨가된 형태로 준비될 수도 있다. These precursors may be prepared in the form of an aqueous solution or a solution using another solvent, and may be prepared in the form of further addition of nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid for support activation.

순차적 함침법을 따르면, 먼저, 상기 제1 금속을 담체에 담지하고, 담지가 완료된 이후, 상기 제2 금속을 다시 담지하는 방법으로 담지를 진행할 수 있다. According to the sequential impregnation method, the first metal is first supported on the carrier, and after the support is completed, the second metal is supported again.

구체적으로, 담지 반응의 매개가 되는 물, 또는 기타 용매를 준비하고, 여기에 질산이나 염산, 혹은 황산을 적량 첨가한 후, 상기 제1 금속의 전구체를 첨가하고, 교반한 후, 용매를 제거한다. 이후 선택적으로, 약 500 내지 약 700 ℃의 온도에서 소성하는 과정을 더 거칠 수도 있다. Specifically, prepare water or other solvent as a medium for the supporting reaction, add an appropriate amount of nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid thereto, add the precursor of the first metal, stir, and remove the solvent. . Afterwards, optionally, it may further undergo a firing process at a temperature of about 500 to about 700°C.

이와는 별도로, 질산이나 염산, 혹은 황산이 적량 첨가된 물, 또는 기타 용매에 상기 제2 금속의 전구체를 용해시킨 용액을 준비한 후, 여기에 상기 제1 금속이 담지된 담체를 첨가하고, 교반한 후, 용매를 제거하여, 상기 제1 및 제2 금속이 모두 담지된 담지 촉매를 얻을 수 있고, 역시 선택적으로, 약 500 내지 약 700 ℃의 온도에서 소성하는 과정을 더 거칠 수도 있다. Separately, after preparing a solution in which the precursor of the second metal is dissolved in water or other solvent to which an appropriate amount of nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid is added, a carrier carrying the first metal is added thereto, and then stirred. , by removing the solvent, a supported catalyst on which both the first and second metals are supported can be obtained, and optionally, a further calcination process may be performed at a temperature of about 500 to about 700° C.

순차적 함침법에 따르는 경우, 담지 순서에 따라 담지 촉매의 표면에서 제1 및 제2 금속의 비율을 효과적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. When following the sequential impregnation method, there is an advantage of being able to effectively control the ratio of the first and second metals on the surface of the supported catalyst according to the loading order.

기타 졸-겔 법이나, 공침법의 경우, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 방법과 크게 다르지 않게 진행할 수 있으며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In the case of other sol-gel methods or co-precipitation methods, the process can be carried out without much difference from methods generally used in the technical field to which the present invention pertains, and the present invention is not necessarily limited thereto.

한편, 본 발명은, 상술한 어느 촉매의 존재 하에 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응을 진행하는 단계를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법을 제공하고자 한다. Meanwhile, the present invention provides a method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms, comprising the step of carrying out a dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms in the presence of any of the catalysts described above. We would like to provide

이러한 알케인의 탈수소화 반응은, 상술한 바와 같이, 하기와 같은 반응 메커니즘으로 간략히 표시될 수 있으며, 2 단계의 반응으로 진행될 수 있다. As described above, the dehydrogenation reaction of an alkane can be briefly expressed as the following reaction mechanism and can proceed in two steps.

먼저, 제1 단계에서는, 촉매 활성 금속에, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)에 결합된 각 수소가 정렬되고, 임의의 어느 하나의 수소에서, 탄소와 수소의 결합이 깨지면서, 수소는 촉매 활성 금속에 흡착되고, 알케닐 라디칼이 형성될 수 있다. First, in the first step, each hydrogen bonded to an alkane having 2 to 6 carbon atoms is aligned in the catalytically active metal, and in any one hydrogen, the bond between carbon and hydrogen is broken, and the hydrogen It may be adsorbed on catalytically active metals and alkenyl radicals may be formed.

제2 단계에서는, 그 이후, 인접한 탄소에 결합되어 있던, 다른 하나의 수소에서, 탄소와 수소의 결합이 깨지면서, 수소는 촉매 활성 금속에 흡착되면서, 탄소-탄소 간에 이중 결합이 형성된다. In the second step, the bond between carbon and hydrogen is broken in the other hydrogen bonded to the adjacent carbon, and the hydrogen is adsorbed to the catalytically active metal, forming a double bond between carbon and carbon.

그리고, 이후, 촉매 활성 금속에 흡착되어 있던 수소가 이탈하며, 촉매가 재생될 수 있다. Then, the hydrogen adsorbed on the catalytically active metal is released, and the catalyst can be regenerated.

이 때, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 프로페인(propane), 부테인(butane), 펜탄(pentane), 및 헥세인(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고; 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)은 프로펜(propene), 부텐(butane), 펜텐(pentene), 및 헥센(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 프로페인(propane)이고, 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)은 프로펜(propene)일 수 있다. At this time, the alkane having 2 to 6 carbon atoms is propane, butane, pentane, and hexane. At least one selected from the group consisting of hexane; The alkene having 2 to 6 carbon atoms may be one or more selected from the group consisting of propene, butane, pentene, and hexane, and more preferably, the alkene An alkane having 2 to 6 carbon atoms may be propane, and an alkene having 2 to 6 carbon atoms may be propene.

상기 알케인은, 직쇄 또는 분지쇄 형태일 수 있고, 상기 알켄 역시, 반응물인 알케인의 구조에 따라, 직쇄 또는 분지쇄 형태를 가질 수 있으며, 이 경우, 직쇄 혹은 분지쇄의 가장자리 부분, 혹은 중간 부분 중에서, 이중 결합 형성 가능한 위치 어디라도, 이중결합이 형성되는 형태일 수 있다. The alkane may be in a straight-chain or branched-chain form, and the alkene may also be in a straight-chain or branched-chain form depending on the structure of the alkane, which is a reactant. In this case, the edge portion or the middle of the straight-chain or branched chain. Among the parts, the double bond may be formed at any position where a double bond can be formed.

또한, 상기 알케인의 탈수소 반응은, 반응물의 탄소 수가 4 이상인 경우, 알케인 분자 중, 두 군데 이상의 위치에서 진행될 수도 있고, 이 경우, 생성물은 디엔의 형태로 생성될 수도 있다. In addition, the dehydrogenation reaction of the alkane may proceed at two or more positions in the alkane molecule when the number of carbon atoms of the reactant is 4 or more, and in this case, the product may be produced in the form of a diene.

구체적으로, 반응물이 부테인인 경우, 생성물로 1,3-부타디엔이 형성될 수 있고, 반응물이 펜테인인 경우, 생성물로 1,3-펜타디엔, 혹은 1,4-펜타디엔이 형성될 수 있으며, 반응물이 헥세인인 경우, 생성물로 1,3-헥사디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 2,4-헥사디엔, 혹은, 1,3,5-헥사트리엔이 형성될 수도 있다. Specifically, if the reactant is butane, 1,3-butadiene may be formed as the product, and if the reactant is pentane, 1,3-pentadiene or 1,4-pentadiene may be formed as the product. When the reactant is hexane, the product is 1,3-hexadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 2,4-hexadiene, or 1,3,5-hexadiene. This may be formed.

이러한 디엔 형태의 화합물이 형성되는 경우, 상기 알케인의 탈수소 반응은, 알케인 분자 중, 두 군데 이상의 위치에서 동시에 진행될 수도 있고, 먼저 제1 반응에 의해 알켄이 형성된 후, 분자의 다른 부위에 순차적으로 제2, 혹은 제3의 탈수소 반응이 진행될 수도 있다. When such a diene-type compound is formed, the dehydrogenation reaction of the alkane may proceed simultaneously at two or more positions in the alkane molecule, and the alkene is first formed through a first reaction, and then sequentially at other sites of the molecule. A second or third dehydrogenation reaction may proceed.

다만, 촉매 활성 금속의 반응 활성 및 선택도 측면에서, 상기 반응물은 프로페인인 경우가 가장 바람직하며, 이에 따라 상기 생성물은 프로펜인 것이 가장 바람직하다. However, in terms of the reaction activity and selectivity of the catalytically active metal, it is most preferable that the reactant is propene, and accordingly, it is most preferable that the product is propene.

그리고, 구체적으로 상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법은, 활성 기체를 이용하여 상기 촉매를 활성화시키는 단계; 및 활성화된 촉매와 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)을 접촉시키는 단계를 포함하여 진행될 수 있다. And, specifically, the method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms includes activating the catalyst using an active gas; and contacting the activated catalyst with an alkane having 2 to 6 carbon atoms.

이 때, 활성 기체는, 일산화탄소, 수소, 에틸렌, 에탄, 메탄 등의 환원성 기체를 이용할 수 있으며, 이 때, 질소 등의 불활성 기체를 캐리어 가스로 이용할 수도 있다. 이러한 활성 기체는, 반응성이 높은 촉매 표면의 산소와 반응하여 촉매를 활성화시킬 수 있다. At this time, the active gas may be a reducing gas such as carbon monoxide, hydrogen, ethylene, ethane, or methane, and an inert gas such as nitrogen may be used as the carrier gas. This active gas can activate the catalyst by reacting with oxygen on the surface of the highly reactive catalyst.

이러한 전처리는, 약 300 내지 약 600 ℃의 온도 조건에서 진행될 수 있다. This pretreatment may be carried out at a temperature of about 300 to about 600 °C.

그리고, 이후, 활성화된 촉매와 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)을 접촉시켜, 탈수소화 반응을 진행시킬 수 있다. Then, a dehydrogenation reaction can be carried out by contacting the activated catalyst with an alkane having 2 to 6 carbon atoms.

상기 탈수소화 반응은 약 300 내지 약 800 ℃, 더욱 바람직하게는 약 500 내지 약 700 ℃의 온도 조건에서, 상기 촉매가 들어있는 반응기의 내부에 반응물인 알케인을 기체 형태로 공급하는 형태로 진행될 수 있다. 온도가 지나치게 낮을 경우, 반응의 활성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 온도가 지나치게 높아지는 경우, 반응물로 사용된 알케인의 분해 반응이 진행되는 문제점이 발생할 수 있다. The dehydrogenation reaction may be carried out by supplying the alkane reactant in gaseous form to the inside of the reactor containing the catalyst under temperature conditions of about 300 to about 800 ° C., more preferably about 500 to about 700 ° C. there is. If the temperature is too low, the activity of the reaction may decrease, and if the temperature is too high, the decomposition reaction of the alkane used as a reactant may proceed.

그리고, 공급할 때, 반응물인 알케인은, 질소 등의 불활성 기체를 캐리어 가스로 사용하여 주입될 수 있고, 주입량은 질량 유속 조절기 등에 의해 조절될 수 있다. 반응물의 주입량은(WHSV, weight hourly space velocity), 약 1 내지 약 10/H, 혹은 약 3 내지 약 7/H일 수 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이는 사용하는 촉매의 구체적인 조성이나, 사용 량, 혹은 반응 온도에 따라 달리 조절될 수 있다. And, when supplying, the alkane, which is a reactant, can be injected using an inert gas such as nitrogen as a carrier gas, and the injection amount can be adjusted by a mass flow rate controller or the like. The injection amount of the reactant (WHSV, weight hourly space velocity) may be about 1 to about 10/H, or about 3 to about 7/H, but the present invention is not necessarily limited thereto, and this depends on the specific composition of the catalyst used. However, it can be adjusted differently depending on the amount used or the reaction temperature.

본 발명의 일 측면에 따른 알케인의 탈수소화 반응용 촉매는, 알케인의 탈수소화 반응에 대한 활성이 높고, 높은 활성이 오래 유지될 수 있으며, 특정 알켄에 대한 높은 선택도를 보인다. The catalyst for the dehydrogenation reaction of alkanes according to one aspect of the present invention has high activity for the dehydrogenation reaction of alkanes, can maintain high activity for a long time, and shows high selectivity for specific alkenes.

따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 촉매를 이용하여, 알켄을 제조하는 경우, 기존에 비해 높은 수득률을 달성할 수 있다. Therefore, when producing an alkene using the catalyst according to one aspect of the present invention, a higher yield can be achieved compared to the existing method.

도 1 및 2는, 각각, 본원의 실시예 1 및 2에서 준비된 담체의 XRD 그래프이다. Figures 1 and 2 are XRD graphs of the carriers prepared in Examples 1 and 2 of the present application, respectively.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, these examples are merely presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not determined by them.

<실시예><Example>

담지 촉매의 제조Preparation of supported catalyst

담지 촉매의 제조: 실시예 1(Sn-Pt/AlPreparation of supported catalyst: Example 1 (Sn-Pt/Al 22 OO 33 -1)-One)

Sn-Pt/Al2O3촉매는 제1 및 제2 금속을 순차적으로 담지하는 방법으로 제조하였다. The Sn-Pt/Al 2 O 3 catalyst was manufactured by sequentially supporting the first and second metals.

제2 금속인 주석(Sn)의 전구체로는 Tin chloride dihydrate (junsei, 98 %)를 사용하였으며, 제1 금속인 백금(Pt)의 전구체로는 Chloroplatinic acid hexahydrate (Sigma-aldrich, ≥37.50% Pt basis)를 사용하였다. Tin chloride dihydrate (junsei, 98%) was used as a precursor for tin (Sn), the second metal, and chloroplatinic acid hexahydrate (Sigma-aldrich, ≥37.50% Pt basis) was used as a precursor for platinum (Pt), the first metal. ) was used.

담체로는 Al2O3 (Sumitomo사 KHO-12)를 약 700 ℃에서 약 10 시간 열처리하여 사용하였다. As a carrier, Al 2 O 3 (KHO-12 from Sumitomo) was used by heat treatment at about 700°C for about 10 hours.

도 1은, 상기에서 준비된 담체의 XRD 그래프이다. Figure 1 is an XRD graph of the carrier prepared above.

도 1을 참조하면, 상기 실시예 1에서 사용된 담체가, kappa 상으로 전환된 것을 명확히 확인할 수 있다. Referring to Figure 1, it can be clearly seen that the carrier used in Example 1 was converted to the kappa phase.

상기 카파 상 알루미나 담체의 물성과 관련된 데이터는 다음과 같다. Data related to the physical properties of the kappa phase alumina carrier are as follows.

BET 표면적: 99.38 m2/g; 평균 기공 직경: 14.8 nm; 기공 체적: 0.3681 cm3/g; 산점 (Total Acidity, NH3-TPD): 0.54619 mmol/gBET surface area: 99.38 m 2 /g; Average pore diameter: 14.8 nm; Pore volume: 0.3681 cm 3 /g; Total Acidity (NH 3 -TPD): 0.54619 mmol/g

담지 용매로는 증류수에 HCl과 HNO3를 소량 첨가한 pH 약 1.5 의 산 수용액을 사용하였다. As a supporting solvent, an acidic aqueous solution with a pH of about 1.5 containing a small amount of HCl and HNO 3 added to distilled water was used.

담체 10 g 기준으로 Sn 담지량은 1.0 wt%, Pt 담지량은 0.5 wt%이 되도록 촉매를 제조하였다. Based on 10 g of carrier, the catalyst was prepared so that the Sn supported amount was 1.0 wt% and the Pt supported amount was 0.5 wt%.

담지 량 기준으로 역산하여 도출된 양의 Pt 전구체를 상기 산 수용액에 첨가하여 완전 용해시킨 후, 상기에서 열처리한 Al2O3 를 첨가하였다.The amount of Pt precursor calculated by backward calculation based on the supported amount was added to the acid aqueous solution and completely dissolved, and then the heat-treated Al 2 O 3 was added.

이후, rotary evaporator를 이용하여 상온에서 약 1.5 시간 교반 후, 약 80 ℃ 감압 조건에서 용매를 제거하였다. Afterwards, after stirring at room temperature for about 1.5 hours using a rotary evaporator, the solvent was removed under reduced pressure conditions of about 80°C.

이를 오븐으로 옮겨, 약 105 ℃에서 약 15 시간 건조 후, 약 600 ℃의 온도, Air 분위기 하에서 약 3 시간 소성하여, Pt/Al2O3 촉매를 제조하였다. This was transferred to an oven, dried at about 105°C for about 15 hours, and then calcined at a temperature of about 600°C in an air atmosphere for about 3 hours to prepare a Pt/Al 2 O 3 catalyst.

역시 담지 량 기준으로 역산하여 도출된 양의 Sn 전구체를 상기 산 수용액에 완전 용해시킨 후, 먼저 준비한 Pt/Al2O3를 첨가하였다. After completely dissolving the amount of Sn precursor calculated by backward calculation based on the supported amount in the acid aqueous solution, the previously prepared Pt/Al 2 O 3 was added.

이후, rotary evaporator를 이용하여 상온에서 약 1.5 시간 교반 후, 약 80 ℃ 감압 조건에서 용매를 제거하였다. Afterwards, after stirring at room temperature for about 1.5 hours using a rotary evaporator, the solvent was removed under reduced pressure conditions of about 80°C.

이를 오븐으로 옮겨, 약 105 ℃에서 약 15 시간 건조 후, 약 600 ℃의 온도, Air 분위기 하에서 약 3 시간 소성하여, Pt-Sn/Al2O3 촉매를 제조하였다.This was transferred to an oven, dried at about 105°C for about 15 hours, and then calcined at a temperature of about 600°C in an air atmosphere for about 3 hours to prepare a Pt-Sn/Al 2 O 3 catalyst.

담지 촉매의 제조: 실시예 2(Sn-Pt/AlPreparation of supported catalyst: Example 2 (Sn-Pt/Al 22 OO 33 -2)-2)

담체로 Al2O3 (Sumitomo사 HD-13)를 700 ℃에서 10시간 열처리하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. The procedure was the same as Example 1, except that Al 2 O 3 (HD-13, Sumitomo) was used as a carrier and heat-treated at 700° C. for 10 hours.

도 2는, 상기에서 준비된 담체의 XRD 그래프이다. Figure 2 is an XRD graph of the carrier prepared above.

도 2를 참조하면, 상기 실시예 1에서 사용된 담체가, kappa 상으로 전환된 것을 명확히 확인할 수 있다. Referring to Figure 2, it can be clearly seen that the carrier used in Example 1 was converted to the kappa phase.

상기 카파 상 알루미나 담체의 물성과 관련된 데이터는 다음과 같다. Data related to the physical properties of the kappa phase alumina carrier are as follows.

BET 표면적: 98.3 m2/g; 평균 기공 직경: 15.2 nm; 기공 체적: 0.3738 cm3/g; 산점 (Total Acidity, NH3-TPD): 0.44043 mmol/gBET surface area: 98.3 m 2 /g; Average pore diameter: 15.2 nm; Pore volume: 0.3738 cm 3 /g; Total Acidity (NH 3 -TPD): 0.44043 mmol/g

담지 촉매의 제조: 비교예 1(Sn-Pt/theta-AlPreparation of supported catalyst: Comparative Example 1 (Sn-Pt/theta-Al 22 OO 33 ))

담체로 Al2O3 (Sasol사 1.6/130)를 약 700 ℃에서 약 10 시간 열처리하여 theta 상의 알루미나를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 진행하였다. The same procedure as Example 1 was carried out, except that Al 2 O 3 (Sasol 1.6/130) was heat-treated at about 700° C. for about 10 hours as a carrier, and theta phase alumina was used.

프로페인의 탈수소화 반응 진행Dehydrogenation reaction of propane progresses

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 촉매를 이용하여, 하기와 같은 방법에 의해 프로페인의 탈수소화 반응을 진행하였다. Using the catalyst prepared in the above Examples and Comparative Examples, the dehydrogenation reaction of propane was carried out by the following method.

먼저, Quartz wool 0.03 g에, 상기 담지 촉매 0.2g을, 내경이 0.8 cm 길이가 40 cm 인 quartz 반응기에 충진하였다. First, 0.03 g of quartz wool and 0.2 g of the supported catalyst were charged into a quartz reactor with an inner diameter of 0.8 cm and a length of 40 cm.

반응기를 약 10℃/min로 승온시키면서, 반응기 내부에 수소(4ml/min) 와 질소(46ml/min)의 혼합 가스를 약 60 분 간 주입하고, 이후, 질소(44ml/min)로 약 20 분 간 퍼지하였다. While raising the temperature of the reactor to about 10℃/min, a mixed gas of hydrogen (4ml/min) and nitrogen (46ml/min) was injected into the reactor for about 60 minutes, and then, nitrogen (44ml/min) was added for about 20 minutes. The liver was purged.

이후 600 ℃ 및 상압 조건에서, 반응기에 프로페인(8ml/min)과 질소(52ml/min)의 혼합 가스를, 약 4.6/H의 WHSV로 주입하면서, 프로페인의 탈수소화 반응을 진행하였다. Afterwards, at 600°C and normal pressure, a mixed gas of propane (8 ml/min) and nitrogen (52 ml/min) was injected into the reactor at a WHSV of about 4.6/H, and the dehydrogenation reaction of propane was performed.

반응은 약 60 분 간 진행하였으며, 반응 진행에 따른 촉매 활성의 저하를 확인하기 위해, 반응 시작 5 분 시점과 약 60 분 시점에서, 생성물을 분석하였다. The reaction proceeded for about 60 minutes, and the product was analyzed at 5 minutes and about 60 minutes after the start of the reaction to confirm the decrease in catalyst activity as the reaction progressed.

반응 후, 생성물은, Flame ionization detector(FID)와 thermal conductivity detector(TCD)가 장착된 기체 크로마토그래피(HP 6890N)을 통해 분석을 진행하였다. After the reaction, the product was analyzed through gas chromatography (HP 6890N) equipped with a flame ionization detector (FID) and a thermal conductivity detector (TCD).

FID를 통해서는, 메테인, 에테인, 에텐, 프로펜 등의 생성물을 분석하였고, TCD를 통하여, 수소, 메테인, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 생성물을 분석하였으며, 이를 통해 프로판의 프로펜 전환률과 프로펜 선택도, 프로펜의 수율을 계산하였다. Through FID, products such as methane, ethane, ethene, and propene were analyzed, and through TCD, products such as hydrogen, methane, carbon monoxide, and carbon dioxide were analyzed, and through this, the conversion rate of propane to propene and propene were analyzed. Selectivity and yield of propene were calculated.

분석 결과를 하기 표에 정리하였다. The analysis results are summarized in the table below.

담체 상carrier phase 5분5 minutes 60분60 minutes 프로페인
전환률
(wt%)propane
conversion rate
(wt%) 프로펜
선택도
(wt%)propene
selectivity
(wt%) 수율
(wt%)transference number
(wt%) 프로페인
전환률
(wt%)propane
conversion rate
(wt%) 프로펜
선택도
(wt%)propene
selectivity
(wt%) 수율
(wt%)transference number
(wt%) 실시예 1Example 1 KappaKappa 54.954.9 88.888.8 48.748.7 47.947.9 96.896.8 46.446.4 실시예 2Example 2 KappaKappa 50.150.1 93.493.4 46.746.7 44.844.8 97.297.2 43.643.6 비교예 1Comparative Example 1 ThetaTheta -- -- 47.747.7 -- -- 40.440.4

상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 담지 촉매는, 프로페인의 탈수소화 반응에 대한 활성이 높고, 프로펜에 대한 선택도가 높으면서도, 높은 활성 및 선택도가, 비교예에 비해 잘 유지되는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 1, the supported catalyst according to an example of the present invention has high activity for the dehydrogenation reaction of propane and high selectivity for propene, and the high activity and selectivity are as compared to the comparative example. You can see that it is maintained well.

Claims (12)

담체, 및 상기 담체에 담지된 촉매 활성 금속을 포함하고;
상기 촉매 활성 금속은, i) 제1 금속으로 백금(Pt), 및 ii) 주석(Sn), 아연(Zn), 세륨(Ce), 이리듐(Ir), 및 갈륨(Ga)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 제2 금속을 포함하며;
상기 담체는, 카파 상 알루미나를 포함하는;
탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
Comprising a carrier and a catalytically active metal supported on the carrier;
The catalytically active metal is selected from the group consisting of i) platinum (Pt) as a first metal, and ii) tin (Sn), zinc (Zn), cerium (Ce), iridium (Ir), and gallium (Ga). Contains at least one second metal;
The carrier includes alumina on kappa;
A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms.
 제1항에 있어서,
상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 10 내지 500 중량부를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, comprising 10 to 500 parts by weight of the second metal based on 100 parts by weight of the first metal.
 제1항에 있어서,
상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제2 금속 0.01 내지 10 중량부를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, comprising 0.01 to 10 parts by weight of the second metal based on 100 parts by weight of the carrier.
 제1항에 있어서,
상기 담체 100 중량부에 대하여, 상기 제1 금속 0.01 내지 10 중량부를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, comprising 0.01 to 10 parts by weight of the first metal based on 100 parts by weight of the carrier.
 제1항에 있어서,
상기 촉매 활성 금속은, 1족 금속을 더 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
The catalytically active metal is a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, further comprising a Group 1 metal.
 제5항에 있어서,
상기 1족 금속은, 상기 제1 금속 100 중량부에 대하여, 10 내지 200 중량부로 포함되는, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to clause 5,
The Group 1 metal is contained in an amount of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the first metal. A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms.
 제1항에 있어서,
상기 카파 상 알루미나는, BET 표면적이, 50 내지 200 m2/g인, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
The kappa-phase alumina is a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, and has a BET surface area of 50 to 200 m 2 /g.
 제1항에 있어서,
상기 카파 상 알루미나는, 기공의 평균 직경이 5 내지 20 nm이고, 총 기공 체적이 0.2 내지 0.7 cm3/g인, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
The kappa phase alumina has an average pore diameter of 5 to 20 nm and a total pore volume of 0.2 to 0.7 cm 3 /g. A supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms.
 제1항에 있어서,
상기 카파 상 알루미나는, 표면 관능기의 양이, 0.5 내지 0.8 mmol/g 인, 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응용 담지 촉매.
According to paragraph 1,
The kappa-phase alumina is a supported catalyst for the dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms, and the amount of surface functional groups is 0.5 to 0.8 mmol/g.
 제1항에 따른 촉매의 존재 하에 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)의 탈수소화 반응을 진행하는 단계를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법.
A method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms, comprising carrying out a dehydrogenation reaction of an alkane having 2 to 6 carbon atoms in the presence of the catalyst according to claim 1.
 제10항에 있어서,
상기 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)은, 프로페인(propane), 부테인(butane), 펜탄(pentane), 및 헥세인(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고;
상기 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)은 프로펜(propene), 부텐(butane), 펜텐(pentene), 및 헥센(hexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법.
According to clause 10,
The alkane having 2 to 6 carbon atoms is at least one selected from the group consisting of propane, butane, pentane, and hexane;
The alkene having 2 to 6 carbon atoms is at least one alkene (alkene having 2 to 6 carbon atoms) selected from the group consisting of propene, butane, pentene, and hexene. Alkene) manufacturing method.
 제10항에 있어서,
활성 기체를 이용하여, 상기 촉매를 활성화시키는 단계; 및
활성화된 촉매와 탄소 수 2 내지 6인 알케인(alkane)을 접촉시키는 단계를 포함하는, 탄소 수 2 내지 6인 알켄(alkene)의 제조 방법.
According to clause 10,
activating the catalyst using an activating gas; and
A method for producing an alkene having 2 to 6 carbon atoms, comprising contacting an activated catalyst with an alkane having 2 to 6 carbon atoms.
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