KR20110038178A - 알칸의 탈수소화를 위한 촉매 담체로서의 고기공성 폼 - Google Patents

알칸의 탈수소화를 위한 촉매 담체로서의 고기공성 폼 Download PDF

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맥스 헤인리쯔-아드리안
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Abstract

본 발명은 알칸 탈수소화와 산화적 알칸탈수소화에 있어서 촉매 담체로서 적합한 물질에 관한 것으로, 상기 물질은 산화 세라믹 폼 및 비산화 세라믹 폼으로서 역할하고, 상기 물질은 알루미늄산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석산화물, 지르콘이산화물, 칼슘알루미네이트, 아연알루미네이트, 규소카바이드 및 붕소질화물이란 물질을 그 조합된 상태로 포함할 수 있고, 또한 상기 물질에 하나 이상의 적합한 촉매 활성 물질이 주입됨으로써 촉매의 유동 저항이 현저히 감소하고, 촉매 활성 물질의 접근성이 현저히 개선되며, 상기 물질의 열적 및 기계적 안정성이 증가한다. 본 발명은 이러한 물질의 제조 방법 및 본 발명에 따른 물질을 이용한 알칸 탈수소화 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

알칸의 탈수소화를 위한 촉매 담체로서의 고기공성 폼{HIGHLY POROUS FOAM CERAMICS AS CATALYST CARRIERS FOR THE DEHYDROGENATION OF ALKANES}
본 발명은 알칸의 탈수소화를 위한 촉매로서 적합하고 폼 세라믹 소재의 담체로 구성된 물질에 관한 것이며, 상기 폼 세라믹에는 촉매적으로 활성인 물질이 주입된다(impregnated). 본 발명에 따른 물질을 이용하면, 알칸이 수증기와의 혼합된 상태에서 온도가 상승할 때 탈수소화되게 하여, 수증기와의 혼합물에서 수소, 알켄 및 변환되지 않은 알칸을 얻는 방법을 실시할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 물질을 이용하면, 알칸이 수증기 및 산소와의 혼합된 상태에서 온도가 상승할 때 산화적으로 탈수소화되게 하여, 수증기와의 혼합물에서 알켄, 수소, 변환되지 않은 알칸, 반응 수증기를 얻는 방법을 실시할 수 있다. 본 발명은 본 발명에 따른 물질의 제조 방법에 관한 것이기도 하다.
기술적으로 실시된 알칸의 탈수소화는, 합당한 가격의 파라핀으로부터 올레핀을 얻는 가능성을 제시하며, 이 때 올레핀은 반응성이 증가하므로 고가이면서 수요가 크다. 파리핀의 기술적인 탈수소화는 감속재 가스(moderator gas)로서 수증기가 있을 때 실시할 수 있는데, 이 때 파라핀이 탈수소화되어 알켄 및 수소가 얻어진다. 이러한 공정 단계는 흡열식이어서, 반응 혼합물이 열 공급 없이도 냉각된다. 그래서, 상기 공정 단계는 단열식으로 먼저 가열된 반응 혼합물이 단열 반응기(lagged reactor)를 통해 흐르게 하거나, 변온식으로 외부에서 가열된 관형 반응기에서 실시된다.
이러한 공정 단계는 이후의 산화 단계와 조합될 수 있으며, 상기 산화 단계에 의해 제1단계에서 발생한 수소가 선택적으로 연소된다. 이를 통해, 한편으로는 이후의 공정 실시를 위해 사용될 수 있는 열이 발생한다. 다른 한편으로는, 수소의 연소에 의해 수소의 부분압이 감소하여, 탈수소화의 균형이 알켄 형성에 의해 지연될 수 있다. 방법을 더욱 양호하게 실시하기 위해, 탈수소화 및 선택적 수소 연소라는 방법 단계는 일반적으로 차례로 실시한다.
변온식 탈수소화는 이를 위해 적합한 개질 반응기(reforming reactor)에서 실시된다. 반응 가스는 버너를 이용한 간접적 가열에 의해 데워진다. 반응에 필요한 열은 일반적으로 보상될 뿐만 아니라, 온도가 더 높으면 반응기에서 반응 가스가 나온다. 반응 이후, 아직 연소되지 않은 알칸을 함유한 가스 생성물은 선택적 수소 연소를 위해 반응기로 안내된다. 이 곳에서 연소 반응에 의해 다시 데워지고, 이후, 알켄 및 부산물이 분리된 후 다시 변온식 탈수소화 공정으로 돌아간다. 이러한 반응이 실시되는 과정에서 임의의 중간 단계가 포함될 수 있다.
WO 2004039920 A2는 불포화 탄화수소의 제조 방법을 기술하고 있는 바, 제1스테이지에서 탄화수소, 특히 알칸을 함유한 혼합물이 연속적인 주행 방식으로 제1촉매 베드(catalyst bed)를 통해 안내되고, 이후에 제1스테이지에서 얻은 반응 혼합물에 물뿐만 아니라 수증기, 그리고 산소 함유 가스를 첨가하며, 이후 얻어진 반응 혼합물은 제2스테이지에서 수소의 산화 및 이후의 탄화 수소의 탈수소화를 위해 다른 촉매 베드를 통해 안내된다. 상기 알칸을 함유한 혼합물은 수증기를 포함할 수 있고 실질적으로 산소를 포함하지 않는다. 상기 제1촉매 베드는 일반적인 탈수소화 조건을 포함한다. 이 때, 변환되지 않은 알칸, 수소, 부산물 및 수증기를 포함한 혼합물에서 알켄이 얻어진다. 상기 알켄은 적합한 방법 단계를 거쳐 혼합 생성물로부터 분리될 수 있다.
이러한 방법을 위해 탈수소화뿐만 아니라 산화적 수소 연소에 적합한 촉매가 사용될 수 있다. 적합한 촉매는 US 5151401 A에 기술되어 있다. 이러한 촉매의 제조를 위해, 아연알루미네이트 화합물로 이루어진 담체에 염소를 함유한 백금 화합물이 주입되고, 상기 백금화합물은 하소 단계를 통해 담체상에 고정된다. 이후, 담체에서는 이후의 세척 단계에서, 공정중에 노출될 수 있고 강한 부식 특성을 가진 염화물 이온들이 떨어져나간다. 담체 특성을 개선하기 위해, 담체는 아연산화물, 주석산화물, 스테아린산, 그라파이트와 같은 화합물과 섞일 수 있다.
탈수소화 공정은 일반적으로 450℃ 내지 820℃의 온도에서 진행된다. 적합한 온도 조절을 위해, 탈수소화 공정 전에 수증기가, 산화적 수소 연소 공정 전에 수증기, 수소 또는 수증기와 수소의 혼합물이 첨가된다. 그밖에도, 수증기가 첨가되면, 촉매상에 탄소가 침전되는 경우가 줄어든다.
관류성 가스의 유속을 충분히 빠르게 구현하고, 촉매의 충분히 높은 내온도성을 보장하기 위해, 담지된 촉매는 하소 공정 또는 소결 공정에 의해 성형체(molded article)에 압착된다. 적합한 성형체는 예컨대 실린더 성형체, 펠렛 또는 구체(sphere)가 있고, 이들 각각은 구체와 등가인 직경 0.1 mm 내지 30 mm을 가진다. 이러한 기하학적 형태의 단점은 성형체 내부로의 반응 가스 접근성이 불량하다는 것이다. 또한, 압력 손실, 특히 촉매가 매우 조밀하게 산적되어 있을 때 압력 손실이 여전히 현저하다. 반응기에 촉매 성형체를 충전하는 것은 성형체의 기하학적 형상에 따라 많은 소모가 따를 수 있다. 마지막으로, 성형체는 파괴될 수 있어, 산적물의 유동 특성이 부정적으로 변경된다.
그러므로, 본 발명의 과제는 가능한 한 압력 손실이 낮고 촉매의 접근성이 양호할 때 충분히 빠른 유속을 보장하는 촉매의 기하학적 형태를 제공하는 것이다. 촉매는 유속이 클 때도 충분히 기계적 및 열적으로 안정적이어야 한다.
본 발명은 특정한 물질 조성물로 이루어진 폼 세라믹을 통해 이러한 과제를 해결한다. 폼 세라믹은 개방 기공성(open-celled) 폴리우레탄폼(PUR)계열일 수 있다. 개방 기공 폼 구조는 차후에 셀벽이 파괴되면서 제조될 수 있다(소위 망상화). 물질들은, 알루미늄산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 아연산화물, 아연알루미네이트와 같은 산화 세라믹 또는 예컨대 규소카바이드, 붕소질화물 등의 비산화 세라믹으로 이루어진 군으로부터 얻는다. 이러한 물질은 조합된 형태로도 사용될 수 있다. 이러한 물질들의 침전물에 PUR폼이 적셔짐으로써, 건조 및 소결 이후에 폼 세라믹이 얻어지고, 이러한 폼 세라믹이 담체로서 역할한다. 촉매 활성도를 얻기 위해, 폼 세라믹에는 하나 이상의 적합한 촉매 활성 물질로 주입된다. 이는 통상적으로 금속 백금이다. 그러나, 다른 부가적 촉매 활성 물질도 원하는 반응의 변환을 위해 적합하다면 주입용으로 사용될 수 있다.
특히, C2- 내지 C6 알칸 및 수소, 산소 또는 수증기와 산소의 혼합물을 포함할 수 있는 가스 혼합물을 촉매 변환하기 위한 물질로서, 이 때 주로 알켄, 수소 및 부가적인 수증기가 얻어지도록 하는 물질을 청구하는 바,
상기 물질은 단일 성분들, 또는 산화 세라믹 물질들이나 비산화 세라믹 물질들의 혼합물, 또는 산화 세라믹 물질들과 비산화 세라믹 물질들의 혼합물로 구성되는 세라믹 폼으로 이루어지고, 그리고
상기 물질에는 촉매 활성도를 얻기 위해 적어도 하나의 촉매 활성 물질로 주입된다.
산화 세라믹이란, 특히, 알루미늄(III)-산화물, 칼슘산화물, 칼슘알루미네이트, 지르콘이산화물, 마그네슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 아연이산화물 또는 아연알루미네이트와 같은 세라믹 물질을 가리킨다. 이러한 물질은 단일 성분들로서 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 비산화 세라믹 물질이란, 특히, 규소카바이드 또는 붕소질화물과 같은 세라믹 물질을 가리킨다. 이러한 물질도 단일 성분들로서 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 마지막으로, 담체 물질의 제조를 위해 산화 물질 및 비산화 물질이 혼합되어 사용될 수 있다.
담체 특성을 개선하기 위해, 담체 물질은 부가적으로, 크롬(III)-산화물, 철(III)-산화물, 하프늄이산화물, 마그네슘이산화물, 티타늄이산화물, 이트륨(III)-산화물, 칼슘알루미네이트, 세륨이산화물, 스칸듐산화물 또는 제올리트라는 물질의 그룹으로부터 한가지 물질을 포함할 수 있다. 부가적으로, 지르콘이산화물은 칼슘산화물, 세륨이산화물, 마그네슘산화물, 이트륨(III)-산화물, 스칸듐산화물 또는 이터븀산화물과 조합하여 안정기로서 사용될 수 있다.
세라믹 폼의 제조를 위한 통상적 방법은 EP 260826 B1에 교시되어 있다. 세라믹 폼의 제조를 위해, 예컨대 적합한 세라믹 원료 물질로서의 α-알루미늄산화물은 안정기로서의 티타늄이산화물과 혼합되고, 폴리머 수용액이 첨가된다. 이러한 혼합물의 교반 이후, 폴리우레탄 폼 펠렛이 첨가되고, 혼합물이 뒤섞인다. 이후, 건조 및 소결 단계가 수반된다. 이러한 단계는 1600℃까지 이르는 온도에서 이루어지고, 폴리우레탄폼 매트릭스를 연소시킬 수 있다. 이 때, 지지체(scaffold), 즉 소결된 세라믹폼은 남는다.
더 간단한 방법은, 폴리우레탄을 적합한 구조의 형태로 예비 성형하는 것이다. 상기 적합한 구조란 통상적으로 응용물 형태의 기하학을 가지는 것이다. 관련된 기하학은 예컨대 블록 또는 셀스트럿(cell strut)일 수 있다. 이러한 형태는 세라믹 입자의 부유물 및 소결을 위해 적합한 보조 물질을 구비한다. 이는 예컨대 압축 수단이다. 물질은 1600℃까지 이르는 온도에서 건조 또는 소결 단계를 거치고, 이 때 폴리우레탄폼은 연소되며, 세라믹 폼으로 이루어진 지지체가 남는다.
알칸의 탈수소화 반응에서 촉매 담체로서 거대기공 세라믹 물질은 공지되어 있다. US 6072097 A는 α-알루미늄산화물 및 다른 적합한 산화 물질로 이루어진 거대 기공 세라믹 물질을 기술한다. 이와 같이 제조된 세라믹 폼에는 백금과 주석 또는 구리가 촉매 활성 물질로서 주입된다. US 4088607 A는 아연알루미네이트 및 귀금속을 함유한 촉매 활성 물질로 이루어진 세라믹 폼을 기술하고 있는데, 상기 물질은 폼상에 도포된다. 이와 같이 제조된 촉매는 예컨대 자동차의 배기 가스 정제 촉매로서 적합하다.
모든 공지된 세라믹 폼은, 열적 및 기계적 안정성과 관련하여 개선의 필요가 있다는 단점이 있다. 충분히 안정성을 가지는 많은 세라믹 폼은, 촉매 담체로서, 주입된 물질의 촉매 특성에 부정적 영향을 미친다. 담지된 물질이 제조될 때 그 구성성분인 본원의 물질 조합은 상기 경우에 해당되지 않는다.
예비 제조된 물질에 다른 적합한 보조 수단이 삽입될 수 있다. 이는 예컨대 톱밥일 수 있다. 톱밥은 물질에 편입되고, 소결 공정 시 연소하여, 기공이 남겨진다. 톱밥 대신에, 소결 공정 시 기공을 남기는 다른 임의의 물질이 사용될 수 있어, 세라믹 폼이 얻어진다.
이러한 점은, 특히, 알칸 탈수소화 또는 선택적 수소 연소를 위해 적합한 촉매에 적용된다. 본 발명에 따른, 촉매 담체로서 세라믹폼 계열의 물질 조성물은 다른 방식으로 적용된 경우에도 청구된다. 예컨대, 촉매 개질 방법, 가스 상 산화 또는 탈수소화가 있다.
본 발명에 따른 물질로 구성된 세라믹 폼으로부터 제조된 담체는 기계적뿐만 아니라 열적으로도 매우 안정적이며, 주입된 촉매 물질에 부정적 영향을 미치지 않는다.
제조 공정에 따라, 세라믹 폼의 기공도는 정확히 조절될 수 있다. 이를 통해, 세라믹 폼은 적합한 적용 과정에서 다양한 유동 특성에 최적으로 조절될 수 있다. 폼의 기공성은 BET에 의한 내부 표면에 의해 특성을 규정할 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로 제조된 폼의 통상적 특정 표면은 200㎡*g-1이다. 본 발명에 따른 방법으로 제조된 폼의 통상적 기공 밀도는 5 내지 150 PPI이다(PPI:"pores per linear inch").
담체상에 위치한 촉매 활성 물질은 임의의 성질을 가질 수 있다. 어느 경우든, 원하는 반응을 촉매화하는 성질을 가질 것이다. 일반적으로, 촉매 활성 물질은 백금을 함유한 화합물이다. 이 화합물은 예컨대 염소를 함유한 화합물의 형태로 주입됨으로써 담체상에 도포될 수 있다. 염화물 이온은 다른 세척 공정에 의해 세라믹 폼으로부터 씻겨질 수 있고, 이는 예컨대 US 5151401 A에 기술된 바와 같다.
본 발명에 따른 물질은 특히 알칸 탈수소화를 위한 촉매로서 적합하다. 이 때, 출발 화합물로서 모든 임의의 알칸이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 물질은 프로판 및 n-부탄의 탈수소화를 위한 촉매로서 사용되어, 이로부터 프로판 및 n-부탄을 제조할 수 있다. 그러나, n-부탄 또는 에틸벤젠도 가능한 출발 탄화수소인데, 이 때 탈수소화에 의해 부타디엔 또는 스틸렌이 얻어진다. 물론, 알칸 혼합물도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 알칸은 수소, 수증기, 산소 또는 이러한 가스들과의 임의의 혼합물을 포함하여 사용되긴 하나, 순수한 상태로도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 물질은 일반적으로 탈수소화를 위해 사용되는 조건에서 탈수소화를 위한 촉매로서 사용될 수 있다. 탈수소화를 위한 통상적 조건은 450℃ 내지 820℃의 온도이다. 더욱 바람직하게는, 500 내지 650℃의 온도이다.
본 발명에 따른 물질은 세라믹 폼의 형태로서 촉매 활성 물질을 위한 담체로 적합하며, 상기 촉매 활성 물질은 알칸의 탈수소화 또는 산화 탈수소화를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 알칸 탈수소화를 위한 반응기에서 유동 저항은 현저히 개선될 수 있다. 촉매 물질의 활성적 활용 및 기공 활용도는 현저히 개선될 수 있다. 기공 크기 및 기공 분포는 더욱 양호하게 조절될 수 있다. 알칸 탈수소화 시 촉매의 기계적 및 열적 안정성도 마찬가지로 현저히 개선될 수 있다. 방사형 방향에서 열 전달이 개선되고, 그로 인하여 관형 반응기 내부에서 방사형 온도 구배가 더 낮아짐으로써 촉매가 최적으로 활용된다.

Claims (17)

  1. C2-알칸 내지 C6-알칸을 함유하고, 수소, 수증기, 산소 또는 이러한 가스들의 임의적 혼합물을 함유할 수 있는 가스 혼합물을 촉매 탈수소화하여, 주로 알켄 및 수소가 얻어지고, 부가적으로 수증기가 얻어질 수 있도록 하기에 사용되는 물질에 있어서,
    상기 물질은 단일 성분들, 또는 산화 세라믹 물질들이나 비산화 세라믹 물질들의 혼합물, 또는 산화 세라믹 물질들과 비산화 세라믹 물질들의 혼합물로 구성되는 세라믹 폼으로 이루어지며, 그리고
    상기 물질에는 촉매 활성도를 얻기 위해 적어도 하나의 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화 세라믹 물질들이란 알루미늄(III)-산화물, 칼슘산화물, 칼슘알루미네이트, 지르콘이산화물, 마그네슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 아연산화물 또는 아연알루미네이트라는 물질 또는 이러한 물질들의 혼합물을 가리키는 것을 특징으로 하는 물질.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비산화 세라믹 물질들이란 규소카바이드 또는 붕소질화물이라는 물질 또는 이러한 물질들의 혼합물을 가리키는 것을 특징으로 하는 물질.
  4. 청구항 1에 따른 가스 혼합물의 촉매 변환을 위한 물질에 있어서,
    상기 물질은 폼 세라믹으로 구성되고, 상기 폼 세라믹은 알루미늄(III)-산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 아연산화물 또는 아연알루미네이트, 규소카바이드 또는 붕소질화물이란 물질의 혼합물로 제조되며, 상기 폼 세라믹은 부가적으로 크롬(III)-산화물, 철(III)-산화물, 하프늄이산화물, 마그네슘산화물, 티타늄이산화물, 이트륨(III)-산화물, 칼슘알루미네이트, 세륨이산화물, 스칸듐산화물 또는 제올리트란 물질의 군으로부터 한가지 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질.
  5. 청구항 1에 따른 가스 혼합물의 촉매 변환을 위한 물질에 있어서,
    상기 물질은 폼 세라믹으로 구성되고, 상기 폼 세라믹은 알루미늄(III)-산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 아연산화물, 아연알루미네이트, 규소카바이드 또는 붕소질화물이란 물질의 혼합물로 제조되며, 상기 폼 세라믹은 부가적으로 크롬(III)-산화물, 철(III)-산화물, 하프늄이산화물, 마그네슘산화물, 티타늄이산화물, 이트륨(III)-산화물, 칼슘알루미네이트, 세륨이산화물, 스칸듐산화물 또는 제올리트란 물질의 군으로부터 한가지 물질을 포함하며, 그리고 칼슘산화물, 세륨이산화물, 마그네슘산화물, 이트륨(III)-산화물, 스칸듐산화물 또는 이터븀산화물을 안정기로서 포함하는 것을 특징으로 하는 물질.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환을 위한 물질에 있어서,
    상기 폼 세라믹은 개방 기공 폴리우레탄 폼을 이용하거나, 개방 기공성이 임의의 제조 방법에 의해 구현될 수 있는 다른 개방 기공 플라스틱 폼을 이용하여 제조되며, 이 때 상기 폼은 세라믹 입자의 부유물과 적합한 첨가물을 구비하고, 상기 얻어진 폼은 소결 공정을 거침으로써, 폼 세라믹이 얻어지고, 이러한 폼 세라믹은 제조 공정에 따라 그 형태와 기공도가 정확히 조절될 수 있고, 상기 폼 세라믹에는 적어도 하나의 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 물질의 제조 방법에 있어서,
    적합한 첨가물이 제조용 보조 수단으로서 첨가되어 있는 세라믹 기초 물질은 예비 제조된 폴리우레탄 폼 소재의 기초 물질상에 침전물로서 도포되고, 따라서 상기 얻어진 물질은 1600℃까지 이르는 소결 공정을 거치고, 이를 통해 세라믹 폼이 얻어지며, 상기 세라믹 폼에는 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보조 수단이란 미소 분포성 연소 가능 물질을 가리키며, 이러한 연소 가능 물질은 소결 공정에서 연소하고 세라믹 폼에 기공을 남기는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 보조 수단은 톱밥을 가리키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환을 위한 물질에 있어서,
    상기 폼 세라믹은 200㎡/g-1에 달하는 특정한 기공 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 물질.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 따른 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환을 위한 물질에 있어서,
    상기 촉매 활성 물질은 백금, 주석 또는 크롬을 포함하거나, 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질.
  12. 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환 방법에 있어서,
    상기 알칸은 수소, 수증기, 산소를 포함하거나 이러한 가스의 혼합물을 포함할 수 있는 가스 혼합물에서 촉매에 의해 안내되고, 상기 촉매는 기공성 폼 세라믹상에 담지되며, 상기 폼 세라믹은 알루미늄 산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 지르콘이산화물, 칼슘알루미네이트, 아연알루미네이트, 규소카바이드 또는 붕소질화물이란 물질의 혼합물로 제조되고, 상기 폼 세라믹에는 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  13. 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환 방법에 있어서,
    상기 알칸은 수소, 수증기, 산소를 포함하거나 이러한 가스의 혼합물을 포함할 수 있는 가스 혼합물에서 촉매에 의해 안내되며, 상기 촉매는 기공성 폼 레사믹상에 담지되고, 상기 폼 세라믹은 알루미늄산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 지르콘이산화물, 칼슘알루미네이트, 아연알루미네이트, 규소카바이드 또는 붕소 질화물이란 물질의 혼합물로 제조되고, 상기 폼 세라믹은 부가적으로 크롬(III)-산화물, 철(III)-산화물, 하프늄이산화물, 마그네슘산화물, 티타늄이산화물, 이트륨(III)-산화물, 칼슘알루미네이트, 세륨이산화물, 스칸듐산화물 또는 제올리트란 물질의 군으로부터 한가지 물질을 포함하며, 상기 폼 세라믹에는 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  14. 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 변환 방법에 있어서,
    상기 알칸은 수소, 수증기, 산소를 포함하거나 이러한 가스의 혼합물을 포함할 수 있는 가스 혼합물에서 촉매에 의해 안내되며, 상기 촉매는 기공성 폼 세라믹상에 담지되고, 상기 폼 세라믹은 알루미늄산화물, 칼슘산화물, 규소이산화물, 주석이산화물, 지르콘이산화물, 칼슘알루미네이트, 아연알루미네이트, 규소카바이드 또는 붕소 질화물이란 물질의 혼합물로 제조되고, 상기 폼 세라믹은 부가적으로 크롬(III)-산화물, 철(III)-산화물, 하프늄이산화물, 마그네슘산화물, 티타늄이산화물, 이트륨(III)-산화물, 칼슘알루미네이트, 세륨이산화물, 스칸듐산화물 또는 제올리트란 물질의 군으로부터 한가지 물질을 포함하고, 그리고 칼슘산화물, 세륨이산화물, 마그네슘산화물, 이트륨(III)-산화물, 스칸듐산화물 또는 이터븀산화물과 조합한 지르콘이산화물을 안정기로서 포함하며, 상기 폼 세라믹에는 촉매 활성 물질이 주입되는 것을 특징으로 하는 물질.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 알칸 함유 가스 혼합물의 촉매 탈수소화 방법에 있어서,
    상기 탈수소화는 450℃ 내지 820℃의 온도에서 실시되고, 더욱 바람직하게는 500 내지 650℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈수소화되는 알칸은 n-프로판 또는 n-부탄을 가리키는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈수소화되는 탄화수소는 n-부탄 또는 에틸벤젠을 가리키는 것을 특징으로 하는 방법.
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