KR20150116118A - 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법 - Google Patents

선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150116118A
KR20150116118A KR1020140040646A KR20140040646A KR20150116118A KR 20150116118 A KR20150116118 A KR 20150116118A KR 1020140040646 A KR1020140040646 A KR 1020140040646A KR 20140040646 A KR20140040646 A KR 20140040646A KR 20150116118 A KR20150116118 A KR 20150116118A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
platinum
tin
alumina
hours
Prior art date
Application number
KR1020140040646A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101562458B1 (ko
Inventor
최은정
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020140040646A priority Critical patent/KR101562458B1/ko
Publication of KR20150116118A publication Critical patent/KR20150116118A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101562458B1 publication Critical patent/KR101562458B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/62Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead
    • B01J23/622Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead
    • B01J23/626Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead with tin
    • B01J35/397

Abstract

본 발명은 유기용매에 대한 용해도가 우수한 백금화합물을 이용하여 함침법으로 백금을 담지시키고, 촉매 제조 용액의 증발속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 불균일 탈수소화 촉매의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 제조방법에 의하면 기존의 담지법에 의해 제조된 균일 촉매에 비하여 프로필렌 선택도가 높고 분산성이 향상된 불균일 탈수소화 촉매를 제조할 수 있다. 또한 복잡한 공정이 필요치 않아 낮은 공정 비용으로 탈수소화 촉매를 제조할 수 있어 경제적이다.

Description

선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법{Preparation of dehydrogenation catalysts having superior selectivity}
본 발명은 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법에 관한 것으로, 유기용매에 대한 용해도가 높은 백금화합물을 이용하여 함침법으로 백금을 담지시키고, 촉매 제조 용액의 증발속도를 증가시킴으로써 기존의 담지법에 의해 제조된 촉매에 비하여 프로필렌 선택도가 높고 분산성이 향상된 불균일 탈수소화 촉매의 제조방법에 관한 것이다.
탄화수소 기체의 탈수소화 반응에 사용되는 촉매로, 백금계 탈수소화 촉매는 탈수소 촉매 활성 및 안정성이 우수하고 촉매의 수명도 길기 때문에 많이 활용되고 있다. 촉매의 담체로는 알루미나, 실리카, 제올라이트 등을 매우 다양하게 사용되고 있다. 이러한 탈수소 촉매에서 요구되는 특성으로는 활성성분의 함량, 조촉매의 종류, 활성성분의 분산도, 담체의 종류, 담체의 기공 특성, 담체의 산도 등을 고려하여야 한다. 특히 활성성분의 분산도는 촉매의 초기 활성도가 매우 중요한 역할을 하며, 공정 내에서 장기 사용할 경우 활성금속 성분의 뭉침현상 (sintering)이 진행되어 분산도가 낮아지고 결국에는 활성이 저하되는 특성을 갖게 된다. 따라서 높은 활성성분 분산도를 가지는 촉매의 제조방법이 필요로 된다.
일반적으로 탈수소화 촉매는 상온/승온 흡착 담지법으로 제조된다. 먼저 염화백금산, 염산, 질산을 증류수에 넣어 녹인 후, 일정량의 담체를 추가한다. 상온에서 충분히 교반한 후 건조 및 열처리를 수행한다. 이후, 조촉매로 사용되는 성분을 증류수에 녹이고, 백금과 동일한 방법으로 흡착 담지한다.
탈수소화 촉매 제조시 용매로서 과량의 물을 사용하여 염화백금산을 용해시킨 후 환원제로서 포름알데히드를 사용하여 이를 환원시킨 후에 여과하여 용매를 제거하고 진공건조시킴으로써 백금 합금이 담지된 촉매를 제조하는 용매 환원법이 알려져 있으나 환원제에 따라 촉매 입자의 크기가 급변하며, 30 중량% 이상의 농도가 되면 촉매 입자의 크기가 너무 커진다는 문제점이 있다. 또한, 과량의 용매를 사용하여 촉매 원료물질을 용해시킨 후에 이를 탄소담체에 함침시킨 후, 건조과정을 통해 용매를 제거한 후, 수소기체를 이용해 환원시켜 탄소 담지 촉매를 제조하는 방법도 알려져 있으나, 건조 단계에서 농도 구배가 발생하기 때문에 모세관현상에 의한 금속염이 담체 표면으로 유출될 수 있으며, 백금의 함량이 증가할수록 입자의 크기가 커진다는 문제점이 있다.
도 1은 종래의 상온/승온 흡착 담지법에 의해 제조된 탈수소화 촉매의 모식도이다. 도 1에 의한 탈수소화 촉매는 담체 내에 백금, 주석, 칼륨 및 염소의 분포가 균일하다. 상기 담체는 5~100nm의 메조 기공과 0.1~20um의 매크로 기공을 갖고, 백금의 활성밀도는 0.001~0.009중량%/m2이다.
최근, 프로필렌 생산성을 높이고 원단위를 낮추기 위해, 프로필렌 선택도를 더 높일 수 있는 촉매의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 기존의 방법으로 제조한 균일 촉매에 비하여 프로필렌 선택도 및 분산도가 우수한 불균일 탈수소화 촉매를 제공하는 것이다
본 발명의 그 밖의 목적, 이점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 자명해질 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
주석 염화물(SnCl2), 염산(HCl) 및 질산(HNO3)을 증류수에 넣어 녹인 후, 알루미나를 넣어 담지하는 단계;
담지액을 증발시켜 주석이 담지된 알루미나를 수득하는 단계;
상기 주석이 담지된 알루미나를 헥산, 벤젠, 아세톤, 톨루엔 및 자일렌으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매에 용해된 백금 화합물에 넣어 담지하는 단계;
상기 유기 용매를 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 증발시켜 주석과 백금이 담지된 알루미나를 수득하는 단계;
상기 주석과 백금이 담지된 알루미나를 질산 칼륨(KNO3) 및 염산이 녹아있는 증류수에 넣어 담지하는 단계; 및
상기 증류수를 증발시키고 상기 알루미나를 열처리하는 단계를 포함하는 탈수소화 촉매의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 방법에 의해서 제조된, 담체의 코어(core)부와 쉘(shell)부의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대하여 0.02 내지 1.0중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 불균일 탈수소화 촉매에 관한 것이다.
본 발명에 의한 제조방법에 의하면 기존의 담지법에 의해 제조된 균일 촉매에 비하여 프로필렌 선택도가 높고 분산성이 향상된 코어-쉘 구조를 갖는 불균일 탈수소화 촉매를 제조할 수 있다. 또한 복잡한 공정이 필요치 않아 낮은 공정 비용으로 탈수소화 촉매를 제조할 수 있어 경제적이다.
도 1은 종래의 상온/승온 흡착 담지법에 의해 제조된 탈수소화 촉매의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 제조방법에 의해 제조된 탈수소화 촉매의 모식도이다.
도 3은 실시예 1에 의해 제조된 촉매의 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 촉매를 이용하여 프로판을 탈수소 반응시킨 후 기체 크로마토그래피로 분석하여 프로판 전환율과 반응 후 생성물 중의 프로필렌 선택도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 1에 의해 제조된 촉매의 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 실시예 1에서 제조된 촉매를 이용하여 프로판을 탈수소 반응시킨 후 기체 크로마토그래피로 분석하여 프로판 전환율과 반응 후 생성물 중의 프로필렌 선택도를 나타낸 그래프이다.
이하에서 본 발명에 의한 탈수소화 촉매의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 탈수소화 촉매의 제조방법은 기존의 상온/승온 흡착 담지법과 달리 백금 제조방법에 차별성을 두어, 유기용매에 대한 용해도가 우수한 백금화합물을 이용하여 함침법으로 백금을 담지시키고, 촉매 제조 용액의 증발속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 백금은 주요금속으로 사용되며, 보조금속으로는 주석, 게르마늄, 갈륨, 인듐, 아연 및 망간으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하며, 특히 주석이 바람직하다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속은 칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 리튬, 스트론튬, 바륨, 라듐 및 베릴륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용한다. 할로겐 성분으로는 염소, 인 및 불소로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하며, 특히 염소가 바람직하다.
본 발명에 따른 촉매에서, 담체는 알루미나, 실리카 및 이의 혼합성분이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 알루미나가 적당하다. 알루미나의 세타 결정성은 코크의 생성 정도를 결정해주는 인자로서, 90% 이상이 바람직하다. 상기 담체는 비표면적이 50~170㎡/g이고, 5~100㎚의 메조 기공과 0.1~20㎛의 매크로 기공을 갖는다. 만일 담체의 비표면적이 50㎡/g 미만이면 금속 활성 성분의 분산도가 낮아지고, 170㎡/g을 초과하면 알루미나의 감마 결정성이 높게 유지되어 부반응성이 증대된다. 또한, 담체 기공의 부피와 기공의 크기는 반응물과 생성물의 물질 전달 계수를 결정짓는 주요 인자이며, 화학반응 속도가 빠른 상황에서 물질의 확산 저항은 전체적인 반응속도를 결정짓기 때문에 기공의 크기가 큰 구조체가 촉매의 활성을 높게 유지하는데 유리하다. 따라서, 기공의 크기가 큰 담체를 사용하는 것이 코크의 축적에 둔감하게 되고, 물질 전달 속도가 높아 액체공간속도 (liquid hourly space velocity; LHSV)의 증가에도 높은 반응 활성을 보이게 된다.
본 발명에 따른 탈수소화 촉매는 담체의 코어(core)부와 쉘(shell)부의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대하여 0.02 내지 1.0중량%이다. 도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 제조방법에 의해 제조된 탈수소화 촉매의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 의하여 제조된 탈수소화 촉매는 코어-쉘(core-shell)형 불균일 촉매로서, 담체의 코어부(10)에는 칼륨 및 염소가 균일하게 분포되어 있고, 쉘부(20)에는 백금 및 주석이 분포되어 있다. 상기 코어부(10)는 촉매 총 중량에 대해 칼륨 0.20 내지 2.0 중량% 및 염소 0.20 내지 2.0 중량%를 담체에 담지시킨 형태이고, 상기 쉘부(20)는 촉매 총 중량에 대해 백금 0.20 내지 0.50중량% 및 주석 0.050 내지 0.20 중량%를 담체에 담지시킨 형태이다.
또한, 상기 코어부(10)의 직경(R1)은 550μm 내지 800μm이고, 쉘부(20)의 직경(R2)는 50μm 내지 200μm이다.
상기 코어부(10)와 쉘부(20)의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대하여 0.02중량% 미만이면 활성점이 충분하지 못해 반응 전환율 및 프로필렌 선택도가 낮아지게 되고, 1.0 중량%를 초과하면 코크의 생성량이 증대하고 부반응성이 높아져 반응 선택도가 낮아지게 된다. 따라서, 본 발명에서 담체 코어부(10)와 쉘부(20)의 백금 담지량 차이는 반응 전환율 및 프로필렌 선택도를 결정짓는 중요한 요소이다.
본 발명에 따른 촉매는 할로겐 성분의 양을 촉매 총 중량에 대해 0.1~3.0 중량%로 조절하여 제조할 수 있다. 만일 할로겐의 함량이 0.1 중량% 미만이면 촉매상에 코크의 생성속도가 급격히 높아지고 촉매의 코크 재생성이 낮아지며 촉매 재생시 백금의 분산도가 낮아지고, 할로겐의 함량이 3.0 중량%를 초과하면 할로겐에 의한 귀금속의 피독현상으로 촉매의 활성이 낮아지게 된다. 즉, 할로겐 성분, 특히 염소는 알루미나 담체의 알루미늄 원소와 결합되어 알루미나 자체가 갖고 있는 루이스 산의 특성을 감쇠시켜 생성물의 탈착을 용이하게 하며, 그로 인한 코크의 생성을 억제하는 효과를 갖는다. 코크의 생성은 담체 자체에서 흡착하며 반응이 완결되거나, 활성점에서 생성된 주산물/부산물이 스필-오버(spill-over) 되어 담체에 적체되고 추가적인 코크 생성 반응을 통해 최종적으로 생성되기도 하지만, 루이스 산을 약화시켜 생성물의 탈착을 용이하게 하면 담체에 적체되는 양이 줄어들어 코크 생성을 감소시킬 수 있다. 또한, 알루미나의 결정성 자체에 내재된 산점을 감소시키는 방향으로, 감마의 성상에서 세타 또는 알파의 성상으로 변형 시킴으로써도 동일한 산점 감소의 효과를 보이게 된다. 또, 촉매의 재생 과정 중에 백금의 소결현상을 제어하기 위해서도 염소가 활용된다.
이하, 본 발명에 의한 촉매 활성금속의 분포가 불균일한 탈수소화 촉매의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
주석 염화물(SnCl2), 염산(HCl), 질산(HNO3)을 증류수에 넣어 녹인 후, 알루미나를 넣어 담지한다. 이어서 회전증발기(HAHNSHIN Scientific Co.)를 이용하여 담지액을 건조시키는데, 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 회전시켜 건조시킨다. 완전한 건조를 위하여 100 내지 120℃ 오븐에서 15 내지 20시간 동안 건조하고, 200 내지 800℃ 가열로에서 5 내지 20시간 동안 열처리한다.
이어서, 주석이 담지된 알루미나를 헥산, 벤젠, 아세톤, 톨루엔 및 자일렌으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매에 용해된 백금 화합물에 넣어 담지한다. 담지액을 회전증발기를 이용하여 건조시키고, 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 회전시켜 건조시킨다. 이어서 100 내지 120℃ 오븐에서 15시간 내지 20시간 동안 건조하고, 200 내지 800℃ 가열로에서 5 내지 20시간 동안 열처리한다.
이후, 주석과 백금이 담지된 알루미나를 질산 칼륨(KNO3), 염산이 녹아있는 증류수에 넣어 담지한다. 담지액을 회전증발기를 이용하여 건조시키고, 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 회전시켜 건조시킨다. 이어서, 100 내지 120℃ 오븐에서 15 내지 20시간 동안 건조시키고, 200 내지 800℃ 가열로에서 5 내지 20시간 동안 열처리하여 탈수소화 촉매를 제조한다.
이와 같이 제조된, 본 발명에 따른 불균질 촉매는 담체 중심부와 바깥층 구간의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대해 0.02~1.0중량%을 가지는 불균일 촉매로서, 종래의 균일한 촉매 대비 우수한 선택도 및 분산도를 갖는다. 또한, 강도가 높아 외적 충격에 강하고, 열에 의한 구조적 변화나 활성 물질의 특성 변화가 없다.
본 발명은 유기용매에 대한 용해도가 우수한 클로로백금산암모늄, 백금아세틸아세토네이트, 염화백금산 또는 백금아미노알콕사이드를 백금 화합물로 사용하고, 촉매 제조 용액을 헥산, 벤젠, 아세톤, 톨루엔 및 자일렌으로부터 선택되는 1종 이상의 유기용매를 사용하는 것을 특징으로 한다. 촉매 제조 용액의 증발 속도는 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 회전시켜 건조시키는데, 상기 교반 속도가 30rpm 미만이거나 100rpm을 초과하는 경우에는 본 발명에 의한 코어-쉘 구조를 갖는 불균일 상의 탈수소화 촉매를 제조할 수 없다.
본 발명에 따른 촉매는 0.5~0.8g/cc의 체적밀도를 갖는 것이 바람직하며, 촉매의 체적밀도는 공정내 투입되는 촉매의 충진량을 결정지어 공정 내에 투입된 촉매의 총 활성밀도를 결정짓는 인자이다.
본 발명에 따른 촉매는 15~70N의 강도를 갖는 것이 바람직하며, 강도를 높여 재생이나 촉매의 순환에도 부스러짐이 적은 강성을 갖도록 한다. 만일 촉매의 강도가 15N 이하이면 쉽게 깨어져 연속식 반응시스템에 적용하기 어렵게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 탈수소화 촉매의 제조방법에 대하여 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적일 뿐 본 발명의 보호범위가 이에 제한되어 해석되어서는 아니된다.
실시예 1: 탈수소화 촉매 제조
다음과 같은 흡착 담지법을 사용하여 탈수소화 촉매를 제조하였다. 염화주석 (SnCl2, 98%, Sigma-Aldrich) 0.055 g, 염산 (HCl, >35%, JUNSEI) 1.7 g, 질산 (HNO3, 70%, Yakuri) 0.21 g을 증류수 30 g 에 녹인 후, 알루미나 15 g을 넣어 담지하였다. 담지액은 회전증발기를 이용하여 건조하였으며, 상온에서 1시간 35rpm 으로 교반한 후, 감압 상태에서 1.5시간 35rpm으로 회전시켜 건조시켰다. 완전한 건조를 위하여 120℃ 오븐에서 15시간 건조하고, 600℃ 가열로에서 5시간 열처리하였다. 이후, 주석이 담지된 알루미나 13g을, 백금아세틸아세토네이트 (Pt(C5H7O2)2 99.99%, Sigma-Aldrich) 0.12g을 아세톤 (CH3COCH3, 99.5%, 대정화금) 26 ml 에 용해시킨 용액에 넣어 담지하였다. 담지액을 회전증발기를 이용하여 건조시키고, 상온에서 1.5시간 35rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1.5 시간 35rpm으로 회전시켜 건조시켰다. 완전한 건조를 위하여 120℃ 오븐에서 15시간 건조하고, 600℃ 가열로에서 5시간 열처리하였다. 이후, 주석과 백금이 담지된 알루미나 10 g을, 질산 칼륨(KNO3, >99%, Sigma-Aldrich) 0.19 g, 염산 (HCl, >35%, JUNSEI) 0.16 g이 증류수 21 g 에 용해된 용액에 담지하였다. 담지액을 회전증발기를 이용하여 건조하였으며, 상온에서 1시간 35rpm 으로 교반한 후, 감압 상태에서 1.5시간 35rpm으로 회전시켜 건조시켰다. 완전한 건조를 위하여 120℃ 오븐에서 15시간 건조하고, 600℃ 가열로에서 5시간 열처리하였다.
도 3은 실시예 1에 의해 제조된 촉매의 주사전자현미경 사진이다. 도 3에 의하면, 실시예 1에 의하여 제조된 탈수소화 촉매는 담체 중심부와 바깥층 구간의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대해 0.02 내지 1.0중량%인 불균일 촉매임을 알 수 있다.
비교예 1: 탈수소화 촉매 제조
일반적인 흡착 담지법을 사용하여 탈수소화 촉매를 제조하였다. 염화 백금산 (H2PtCl6·6H2O, 99.95 %, Aldrich) 0.53 g, 염산 (HCl, >35%, JUNSEI) 0.2143 g, 질산 (HNO3, 70%, Yakuri) 0.0536 g을 증류수 24 g 에 녹인 후, 알루미나 0.8g을 넣어 담지하였다. 담지액은 회전증발기를 이용하여 건조하였으며, 상온에서 1.5시간 25rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1.5시간을 25 rpm으로 회전시켜 건조하였고, 오븐에서 15시간 건조, 600℃가열로에서 3시간 열처리하였다. 이후, 주석과 백금이 담지된 알루미나 10 g을 질산 칼륨(KNO3, >99%, Sigma-Aldrich) 0.1933 g, 염산 (HCl, >35%, JUNSEI) 0.1629 g이 녹아있는 증류수 12.1136 g 에 넣어 담지하였다. 담지액은 회전증발기를 이용하여 건조하였으며, 상온에서 1.5시간 25rpm 교반한 후, 감압 상태에서 1.5시간을 25 rpm으로 회전시켜 건조하였고, 오븐에서 15시간 건조, 600℃가열로에서 3시간 열처리하여 촉매를 제조하였다. 제조된 백금의 입자크기는 10~30 nm이다.
도 5는 비교예 1에 의해 제조된 촉매의 주사전자현미경 사진이다. 도 5에 의하면, 비교예 1에 의하여 제조된 탈수소화 촉매는 촉매의 활성금속이 균등하게 분포되어 있음을 알 수 있다.
비교예 2: 탈수소화 촉매의 탈수소 반응
비교예 1에서 제조된 촉매를 이용하여 프로판을 탈수소 반응시킨 후 기체 크로마토그래피로 분석하여 프로판 전환율과 반응 후 생성물 중의 프로필렌 선택도를 나타낸 그래프를 도 6에 도시하였다. 도 6에 의하면, 비교예 1에 의하여 제조된 탈수소화 촉매의 프로판 탈수소 촉매 성능은 반응온도 620℃, 절대압력 1.5atm, 탄화수소:수소 비율이 1:1, 액체공간속도 15h-1 하에서, 프로판 전환율 31~32%, 프로필렌 선택도 96~97%를 나타내었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
10: 코어부 20: 쉘부

Claims (6)

  1. 주석 염화물(SnCl2), 염산(HCl) 및 질산(HNO3)을 증류수에 넣어 녹인 후, 알루미나를 넣어 담지하는 단계;
    담지액을 증발시켜 주석이 담지된 알루미나를 수득하는 단계;
    상기 주석이 담지된 알루미나를 헥산, 벤젠, 아세톤, 톨루엔 및 자일렌으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 용매에 용해된 백금 화합물에 넣어 담지하는 단계;
    상기 유기 용매를 상온에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 교반한 후, 감압 상태에서 1 내지 3시간 동안 30 내지 100rpm으로 증발시켜 주석과 백금이 담지된 알루미나를 수득하는 단계;
    상기 주석과 백금이 담지된 알루미나를 질산 칼륨(KNO3) 및 염산이 녹아있는 증류수에 넣어 담지하는 단계; 및
    상기 증류수를 증발시키고 상기 알루미나를 열처리하는 단계를 포함하는 탈수소화 촉매의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 백금 화합물은 클로로백금산암모늄, 백금아세틸아세토네이트, 염화백금산 또는 백금아미노알콕사이드인 것을 특징으로 하는 탈수소화 촉매의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 주석과 백금이 담지된 알루미나를 100 내지 120℃ 오븐에서 15시간 내지 20시간 동안 건조하고, 200 내지 800℃ 가열로에서 5 내지 20시간 동안 열처리하는 단계를 추가로 포함하는 탈수소화 촉매의 제조방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되고, 담체의 코어(core)부와 쉘(shell)부의 백금 담지량 차이가 촉매 총 중량에 대하여 0.02 내지 1.0중량%인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 불균일 탈수소화 촉매.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 코어부의 직경(R1)은 550μm 내지 800μm이고, 쉘부의 직경(R2)는 50μm 내지 200μm인 것을 특징으로 하는 불균일 탈수소화 촉매.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 탈수소화 촉매의 코어부는 촉매 총 중량에 대해 칼륨 0.20 내지 2.0 중량% 및 염소 0.20 내지 2.0 중량%를 담체에 담지시킨 형태이고, 쉘부는 촉매 총 중량에 대해 백금 0.20 내지 0.50중량% 및 주석 0.050 내지 0.20 중량%를 담체에 담지시킨 형태인 것을 특징으로 하는 탈수소화 촉매.
KR1020140040646A 2014-04-04 2014-04-04 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법 KR101562458B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140040646A KR101562458B1 (ko) 2014-04-04 2014-04-04 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140040646A KR101562458B1 (ko) 2014-04-04 2014-04-04 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150116118A true KR20150116118A (ko) 2015-10-15
KR101562458B1 KR101562458B1 (ko) 2015-10-22

Family

ID=54356775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140040646A KR101562458B1 (ko) 2014-04-04 2014-04-04 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101562458B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018207992A1 (ko) * 2017-05-11 2018-11-15 희성촉매 주식회사 높은 재생 효율의 직쇄형 경질탄화수소류 탈수소화 촉매 제조방법
EP3375522A4 (en) * 2015-11-10 2019-08-28 Heesung Catalysts Corporation METHOD FOR PRODUCING A DEHYDRATION CATALYST FOR LIGHTWEIGHT HYDROCARBONS WITH ROLLED CHAIN MEMBERS USING A STABILIZED ACTIVE MATERIAL COMPLEX
KR20190132717A (ko) * 2018-05-21 2019-11-29 희성촉매 주식회사 이중층 구조를 가지는 경질탄화수소류 탈수소화 촉매
KR20200002153A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 효성화학 주식회사 분산도가 우수한 탈수소 촉매의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983740B1 (ko) 2008-12-30 2010-09-24 주식회사 효성 산화 탈수소 촉매, 및 이를 이용한 프로판으로부터 프로필렌의 제조방법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3375522A4 (en) * 2015-11-10 2019-08-28 Heesung Catalysts Corporation METHOD FOR PRODUCING A DEHYDRATION CATALYST FOR LIGHTWEIGHT HYDROCARBONS WITH ROLLED CHAIN MEMBERS USING A STABILIZED ACTIVE MATERIAL COMPLEX
WO2018207992A1 (ko) * 2017-05-11 2018-11-15 희성촉매 주식회사 높은 재생 효율의 직쇄형 경질탄화수소류 탈수소화 촉매 제조방법
KR20180124313A (ko) * 2017-05-11 2018-11-21 희성촉매 주식회사 높은 재생 효율의 직쇄형 경질탄화수소류 탈수소화 촉매 제조방법
CN110603096A (zh) * 2017-05-11 2019-12-20 喜星触媒株式会社 高再生效率的直链轻烃的脱氢催化剂的制备方法
EP3623045A4 (en) * 2017-05-11 2021-01-13 Heesung Catalysts Corporation PROCESS FOR PREPARING A DEHYDROGENATION CATALYZER FOR LIGHT LINEAR CHAIN HYDROCARBONS WITH HIGH REGENERATION EFFICIENCY
CN110603096B (zh) * 2017-05-11 2023-11-07 喜星触媒株式会社 高再生效率的直链轻烃的脱氢催化剂的制备方法
KR20190132717A (ko) * 2018-05-21 2019-11-29 희성촉매 주식회사 이중층 구조를 가지는 경질탄화수소류 탈수소화 촉매
ES2803126R1 (es) * 2018-05-21 2022-03-30 Heesung Catalysts Corp Catalizador estructurado de doble capa para deshidrogenar hidrocarburos ligeros
KR20200002153A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 효성화학 주식회사 분산도가 우수한 탈수소 촉매의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101562458B1 (ko) 2015-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2470704C1 (ru) Катализатор дегидрогенизации
KR101562458B1 (ko) 선택도가 우수한 탈수소화 촉매의 제조방법
US10213769B2 (en) Method for producing hydrocarbon dehydrogenation catalyst using sponge-type support
KR20120077688A (ko) 선택도가 향상된 탈수소화 반응용 금속 촉매
CN107282080B (zh) 粗对苯二甲酸加氢精制催化剂及其制备方法
KR20180079178A (ko) 복합 촉매 담체, 탈수소 촉매 및 그의 제조방법
JP2013518710A5 (ko)
KR101921407B1 (ko) 탈수소 촉매 및 그의 제조방법
US4329260A (en) Integral shaped replication supports
KR20210018566A (ko) 프로판 탈수소화 촉매의 제조방법
CN103028398A (zh) 用于粗对苯二甲酸加氢精制钯炭催化剂的制备方法
US4786743A (en) Silver catalyst and a process for preparing same
KR102134386B1 (ko) 분산도가 우수한 탈수소 촉매의 제조방법
KR102046771B1 (ko) 탈수소화 촉매
KR102162079B1 (ko) 촉매 담체의 제조방법 및 탈수소 촉매
KR101208152B1 (ko) 탈수소 에어로젤 촉매
KR102035470B1 (ko) 탈수소화 촉매
US5439864A (en) Shaped carbonaceous composition
KR102035471B1 (ko) 선택도가 우수한 탈수소 촉매의 제조방법
CN1393514A (zh) 一种含铂锡的双功能重整催化剂及制备方法
KR101678225B1 (ko) 백금계 촉매의 제조 방법
KR101767899B1 (ko) 아연이 도핑된 알루미나 탈수소 촉매의 제조방법
KR100633381B1 (ko) 신규의 백금계 촉매 및 이의 제조방법
KR100803961B1 (ko) 신규의 메조세공형 백금계 촉매 및 이의 제조방법
JP2015511883A (ja) Pd−Auでコートされたシェル型触媒の前金被覆

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180912

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190916

Year of fee payment: 5