KR20200018232A - 디엔의 제조방법 - Google Patents

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KR20200018232A
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oxidative dehydrogenation
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최대흥
한상진
고동현
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원의 일 실시상태는, 알켄을 포함하는 반응물을 제1 반응기에 투입하고, 상기 제1 반응기에서 비산화적 탈수소화(non-oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계; 및 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물 및 산소를 상기 제1 반응기와 직렬연결된 제2 반응기에 투입하고, 상기 제2 반응기에서 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법을 제공한다.

Description

디엔의 제조방법{METHOD FOR PREPARING DIENE}
본 출원은 2018년 8월 10일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0093796호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 디엔의 제조방법에 관한 것이다.
1,3-부타디엔(1,3-butadiene)은 석유화학 제품의 중간체로서 전세계적으로 그 수요와 가치가 점차 증가하고 있다. 상기 1,3-부타디엔은 납사 크래킹, 부텐의 직접 탈수소화 반응, 부텐의 산화적 탈수소화 반응 등을 이용해 제조되고 있다.
상기 납사 크래킹 공정은 높은 반응 온도로 인해 에너지 소비량이 많을 뿐만 아니라, 1,3-부타디엔 생산만을 위한 단독 공정이 아니기 때문에, 1,3-부타디엔만을 생성하기 위해서는 막대한 투자비가 필요하다는 문제가 있다. 또한, n-부텐의 직접 탈수소화 반응은 열역학적으로 불리할 뿐만 아니라, 흡열반응으로써 높은 수율의 1,3-부타디엔 생산을 위해 고온 및 저압의 조건이 요구되어, 1,3-부타디엔을 생산하는 상용화 공정으로는 적합하지 않다.
따라서, 부텐의 산화적 탈수소화 반응을 이용하여 1,3-부타디엔을 제조하는 기술이 널리 알려져있다.
미국 특허 공개 공보 제2016-0152529호
본 출원은 디엔의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는,
알켄을 포함하는 반응물을 제1 반응기에 투입하고, 상기 제1 반응기에서 비산화적 탈수소화(non-oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계; 및
상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물 및 산소를 상기 제1 반응기와 직렬연결된 제2 반응기에 투입하고, 상기 제2 반응기에서 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계
를 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 디엔의 제조방법에 따르면, 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응의 두 반응 시스템을 직렬로 연결시킴으로써, 상기 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응 각각의 시스템의 단점을 보완할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 비산화적 탈수소화 반응 또는 산화적 탈수소화 반응 단독으로 진행하는 경우와 비교하였을 때, 선택도의 감소가 적게 알켄의 전환율을 크게 증가시킬 수 있으므로, 전체적으로 높은 수율의 디엔을 제조할 수 있다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서, '수율(%)'은 산화적 탈수소화 반응의 생성물인 1,3-부타디엔(BD)의 중량을, 원료인 부텐(BE)의 중량으로 나눈 값으로 정의된다. 예컨대, 수율은 하기의 식으로 표시될 수 있다.
수율(%) = [(생성된 1,3-부타디엔의 몰수)/(공급된 부텐의 몰수)]×100
본 명세서에 있어서, '전환율(conversion, %)'은 반응물이 생성물로 전환하는 비율을 말하며, 예컨대, 부텐의 전환율은 하기의 식으로 정의될 수 있다.
전환율(%) = [(반응한 부텐의 몰수)/(공급된 부텐의 몰수)]×100
본 명세서에 있어서, '선택도(%)'는 부타디엔의 변화량을 부텐의 변화량으로 나눈 값으로 정의된다. 예컨대, 선택도는 하기의 식으로 표시될 수 있다.
선택도(%) = [(생성된 1,3-부타디엔 또는 COx의 몰수)/(반응한 부텐의 몰수)]×100
일반적으로, 비산화적 탈수소화(non-oxidative dehydrogenation) 반응은 평형 반응으로서 전환율이 낮고 선택도가 높은 반면에, 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 반응은 평형에 제약이 적으며, 전환율이 높고 선택도가 상대적으로 낮다는 문제점이 있다.
이에 본 출원에서는, 상기 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응 각각의 단점을 보완하고자 하였고, 알켄의 높은 전환율과 디엔의 높은 선택도를 나타내어 디엔의 수율을 향상시킬 수 있는 디엔의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는, 알켄을 포함하는 반응물을 제1 반응기에 투입하고, 상기 제1 반응기에서 비산화적 탈수소화(non-oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계; 및 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물 및 산소를 상기 제1 반응기와 직렬연결된 제2 반응기에 투입하고, 상기 제2 반응기에서 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 비산화적 탈수소화 반응에 사용되는 제1 반응기는 비산화적 탈수소화 반응에 사용될 수 있는 반응기인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 설치된 제1 촉매층의 반응온도가 일정하게 유지되고 반응물이 제1 촉매층을 연속적으로 통과하면서 비산화적 탈수소화 반응이 진행되는 반응기일 수 있다. 또한, 상기 산화적 탈수소화 반응에 사용되는 제2 반응기는 산화적 탈수소화 반응에 사용될 수 있는 반응기인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 설치된 제2 촉매층의 반응온도가 일정하게 유지되고 반응물이 제2 촉매층을 연속적으로 통과하면서 산화적 탈수소화 반응이 진행되는 반응기일 수 있다.
상기 제1 반응기 및 제2 반응기의 구체적인 예로, 각각 독립적으로 관형 반응기, 회분식 반응기, 유동상 반응기 또는 고정상 반응기일 수 있으며, 상기 고정상 반응기는 일례로 다관식 반응기 또는 플레이트식 반응기일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 반응기 및 제2 반응기에서 각각 상기 알켄으로부터 디엔을 제조하는 1 단계의 탈수소화 공정이 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 반응기에서는 상기 알켄으로부터 디엔을 제조하는 1 단계의 비산화적 탈수소화 공정이 수행될 수 있다. 또한, 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물은 제1 반응기에서 미반응된 알켄을 포함하고, 상기 제2 반응기에서는 상기 미반응된 알켄으로부터 디엔을 제조하는 1 단계의 산화적 탈수소화 공정이 수행될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 반응기는 비산화적 탈수소화 반응을 위한 제1 촉매층을 포함할 수도 있다. 상기 제1 촉매층은 바나듐 옥사이드(Vanadium Oxide), 크로뮴 옥사이드(Chromium Oxide) 또는 Pt/Sn 형태의 금속이 담체에 담지된 촉매를 이용할 수 있다. 이 때, 상기 담체는 SiO2, Al2O3, MgO 등의 옥사이드(oxide) 형태가 사용가능하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물은 미반응된 알켄을 포함하고, 상기 제2 반응기에는 미반응된 알켄 : 산소가 1 : 0.5~2.0의 몰비로 투입될 수 있고, 1: 0.7~1.5의 몰비로 투입될 수 있다. 상기 몰비를 벗어나는 경우로서, 산소량이 과다한 경우에는 부산물의 생성이 높아 부타디엔의 선택도가 낮아질 수 있고, CO 및 CO2의 과다생성으로 인한 발열로 인해 반응기 온도의 제어가 어려워지고, 산소량이 부족한 경우에는 촉매 내에서 소모된 산소가 보충되지 않아서 촉매가 비활성화될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 알켄을 포함하는 반응물은 부텐을 포함하고, 상기 디엔은 부타디엔을 포함할 수 있다.
본 출원에서는 부텐을 포함하는 반응물로부터 디엔을 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하였으나, 본 출원에 기재된 내용을 바탕으로 하여 부텐 이외에 다른 알켄을 포함하는 반응물로부터 디엔을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 부텐을 포함하는 반응물은, C4 혼합물을 포함하는 반응물을 이용할 수 있다. 상기 C4 혼합물은 일례로 2-부텐(trans-2-Butene, cis-2-Butene) 및 1-부텐(1-Butene) 중에서 선택된 1종 이상의 노르말 부텐을 포함하며, 선택적으로 노르말 부탄이나 C4 라피네이트-3을 더 포함할 수 있다. 상기 반응물은 일례로 공기, 질소, 스팀 및 이산화탄소 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 질소 및 스팀을 더 포함하는 것이다. 구체적인 일례로, 상기 반응물은 C4 혼합물, 산소, 스팀 및 질소를 1 : 0.1~1.5 : 1~15 : 0.5~10 또는 1 : 0.5~1.2 : 5~12 : 0.5~5의 몰비로 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, C4 혼합물 1몰 대비 1몰 내지 10몰, 또는 5몰 내지 10몰로 소량의 스팀을 사용함에도 반응효율이 우수하고, 폐수발생이 적은 이점이 있으며, 궁극적으로는 폐수처리 비용은 물론 공정에 소모되는 에너지를 절감하는 효과를 제공한다. 상기 산화적 탈수소화 반응은 일례로 250℃ 내지 500℃, 300℃ 내지 450℃, 320℃ 내지 400℃, 330℃ 내지 380℃, 또는 350℃ 내지 370℃의 반응온도에서 수행할 수 있으며, 이 범위 내에서 에너지 비용을 크게 증가시키지 않으면서 반응효율이 우수하여 1,3-부타디엔을 생산성 높게 제공할 수 있다.
상기 산화적 탈수소화 반응은 일례로 노르말 부텐을 기준으로 50h-1 내지 2,000h-1, 50h-1 내지 1,500h-1, 또는 50h-1 내지 1,000h-1의 공간속도(GHSV: Gas Hourly Space Velocity)로 수행할 수 있으며, 이 범위 내에서 반응효율이 우수하여 전환율, 선택도, 수율 등이 우수한 효과가 있다.
C4 유분은 납사크래킹으로 생산된 C4 혼합물에서 유용한 화합물을 분리하고 남은 C4 라피네이트-1, 2, 3을 의미하는 것일 수 있으며, 에틸렌 다이머리제이션(dimerization)을 통해 얻을 수 있는 C4 류를 의미하는 것일 수 있다.
상기 C4 유분은 n-부탄(n-butane), 트랜스-2-부텐(trans-2-butene), 시스-2-부텐(cis-2-butene), 및 1-부텐(1-butene)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 스팀(steam) 또는 질소(N2)는 산화적 탈수소화 반응에 있어서, 반응물의 폭발 위험을 줄이는 동시에, 촉매의 코킹(coking) 방지 및 반응열의 제거 등의 목적으로 투입되는 희석기체이다.
상기 산소(O2)는 산화제(oxidant)로서 C4 유분과 반응하여 탈수소화 반응을 일으킨다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 탈수소화 반응은 하기 반응식 1의 비산화반응과 하기 반응식 2의 산화반응에 따라 수행될 수 있다.
[반응식 1]
C4H8 → C4H6 + H2
[반응식 2]
C4H8 + 1/2O2 → C4H6 + H2O
상기 탈수소화 반응으로 부텐의 수소가 제거됨으로써 부타디엔(butadiene)이 제조된다. 한편, 상기 산화적 탈수소화 반응은 상기 반응식 2와 같은 주반응 외에, 일산화탄소(CO), 또는 이산화탄소(CO2) 등을 포함하는 부반응 생성물이 생성될 수 있다. 상기 부반응 생성물은 공정 내에서 지속적인 축적이 발생하지 않도록 분리되어 계 외부로 배출되는 공정을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 반응기는 산화적 탈수소화 반응을 위한 제2 촉매층을 포함할 수 있다. 상기 제2 촉매층은 비스무스-몰리브덴계 촉매 및 페라이트계 촉매 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 페라이트계 촉매는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
AFe2O4
상기 화학식 1에서, A는 구리(Cu), 라듐(Ra), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 칼슘(Ca), 베릴륨(Be), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 페라이트계 촉매는 아연 페라이트 촉매인 것이 바람직하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 촉매층은 상기 화학식 1로 표시되는 페라이트계 촉매 90 중량% 내지 95 중량%; 및 클레이(clay) 바인더 5 중량% 내지 10 중량%가 혼합 결합된 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 다른 실시상태에 있어서, 상기 제2 촉매층은 상기 화학식 1로 표시되는 페라이트계 촉매 91 중량% 내지 95 중량%; 및 클레이 바인더 5 중량% 내지 9 중량%가 혼합 결합된 것을 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 COx와 같은 부반응 물질의 생성이 억제되고 부텐의 전환율 및 부타디엔의 선택도가 향상되는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태에 있어서, 상기 제2 촉매층은 상기 화학식 1로 표시되는 페라이트계 촉매 93 중량% 내지 95 중량%; 및 클레이 바인더 5 중량% 내지 7 중량%가 혼합 결합된 것을 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 COx와 같은 부반응 물질의 생성이 억제되어 발열이 감소하며, 궁극적으로는 부텐의 전환율 및 부타디엔의 선택도가 향상될 수 있다.
상기 비스무스-몰리브덴계 촉매는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
MoaBibFecCodEeOy
상기 화학식 2에서, E는 니켈, 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘 중 선택되는 1종 이상이고,
a, b, c, d 및 e는, a가 10인 경우 b, c, d 및 e는 각각 0.1 내지 10, 0.1 내지 10, 1 내지 20, 및 0 내지 5이고,
y는 다른 성분에 의해 원자가를 맞추기 위해 정해지는 값이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 반응기와 제2 반응기가 직렬연결되어, 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응이 순차적으로 수행될 수 있다. 산화적 탈수소화 반응이 수행된 후 비산화적 탈수소화 반응이 수행되는 경우에는, 산화적 탈수소화 반응이 수행되는 동안 산소를 전부 소모하지 않는 한 산소를 제거하는 공정이 추가되어야 하고, 산소가 첨가된 부산물이 형성될 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 비산화적 탈수소화 반응에 있어서, 알켄의 전환율은 10% 내지 70% 일 수 있고, 디엔의 선택도는 90% 이상일 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 산화적 탈수소화 반응에 있어서, 알켄의 전환율은 90% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 디엔의 제조방법에 있어서, 알켄의 전환율은 72% 이상일 수 있고, 바람직하게는 72.5% 이상일 수 있고, 더 바람직하게는 79% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 디엔의 제조방법에 있어서, 디엔의 선택도는 85% 이상일 수 있고, 바람직하게는 85.8% 이상일 수 있고, 더 바람직하게는 87% 이상일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 디엔의 수율(Yield)은 74% 이상일 수 있고, 바람직하게는 74.4% 이상일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
< 실시예 1> 산소는 제2 반응기에만 투입
반응물로 1-부텐, 트랜스-2-부텐 및 시스-2-부텐의 혼합물을 사용하였고, 부가적으로 질소와 스팀이 함께 유입되도록 하였다. 산소는 제2 반응기 전단에 혼합하여 제2 반응기에 유입이 되도록 하였다. 산소의 투입량은 제1 반응기를 통과한 생성물 가스에 포함된 미반응된 부텐 1몰 기준으로 산소 1몰이 되도록 투입하였다. 제1 반응기 및 제2 반응기로는 금속 관형 고정층 반응기를 사용하였다. GHSV(부텐 혼합물을 기준)는 120h-1로 설정하였다. 제1 반응기에는 크로뮴 옥사이드(Chromium oxdie) 촉매를 충전하였고, 제2 반응기에는 아연 페라이트(Zinc ferrite) 촉매를 충전하였다. 스팀은 물의 형태로 주입되고, 기화기(vaporizer)를 이용해 150℃에서 스팀으로 기화되어 반응물인 부텐 혼합물과 함께 혼합되어 반응기에 유입되도록 하였다. 반응 온도는 하기 표 1에 기재하였다.
< 실시예 2> 다른 온도 조건
실시예 1과 동일한 조성의 산소를 반응기에 투입하였으며, 하기 비교예 1 및 3과 동일한 온도조건으로 비교하기 위해 온도를 조절하여 반응 실험을 진행하였다. 제1 반응기에는 크로뮴 옥사이드 촉매를 충전하였고, 제2 반응기에는 아연 페라이트 촉매를 충전하였다. 반응 온도는 하기 표 1에 기재하였다.
< 비교예 1> 산소 분할투입
실시예 1과 동일한 조성의 부텐 혼합물과 스팀이 질소와 함께 투입되었으며, 산소는 부텐 1몰 기준으로 0.5몰씩 각 반응기에 분할되어 투입하였다. 제1 반응기 및 제2 반응기에는 모두 아연 페라이트(Zinc ferrite) 촉매가 충진되었으며, 반응 온도는 표 1에 기재하였다.
< 비교예 2> 산소 미투입
실시예 1과 동일한 조성의 부텐 혼합물과 스팀이 질소와 함께 투입되었으며, 산소는 투입하지 않았다. 제1 반응기 및 제2 반응기에는 모두 크로뮴 옥사이드(Chromium oxide) 촉매가 충진되었으며, 반응 온도는 표 1에 기재하였다.
< 비교예 3> 산소는 제1 반응기에만 투입
실시예 1과 동일한 조성의 부텐 혼합물과 스팀, 질소 및 산소와 함께 투입되었으며, 산소는 부텐 1몰 기준으로 1몰을 제1 반응기에 투입하였다. 제1 반응기에는 아연 페라이트(Zinc ferrite) 촉매를, 제2 반응기에는 크로뮴 옥사이드(Chromium oxdie) 촉매를 충진하였으며, 반응 온도는 표 1에 기재하였다.
< 비교예 4> 촉매 교체 투입
실시예 1과 동일한 조성의 부텐 혼합물과 스팀, 질소 및 산소와 함께 투입되었으며, 산소는 제2 반응기 전단에 혼합하여 제2 반응기에 유입이 되도록 하였다. 실시예 1과 촉매의 순서만 반대로 충진하였다. 제1 반응기에는 아연 페라이트(Zinc ferrite) 촉매를, 제2 반응기에는 크로뮴 옥사이드(Chromium oxdie) 촉매를 충진하였으며, 반응 온도는 표 1에 기재하였다. 해당 조건에서는 반응 온도가 급격하게 올라가서 안정적인 반응 결과를 얻지 못하였다.
< 비교예 5> 산소 반대로 투입
실시예 1과 동일한 조성의 부텐 혼합물과 스팀, 질소 및 산소와 함께 투입되었으며, 산소는 부텐 1몰 기준으로 1몰을 제1 반응기에 투입하였다. 실시예 1과 촉매의 순서만 반대로 충진하였다. 제1 반응기에는 크로뮴 옥사이드(Chromium oxdie) 촉매를 충전하였고, 제2 반응기에는 아연 페라이트(Zinc ferrite) 촉매를 충전하였으며, 반응 온도는 표 1에 기재하였다. 비교예 4와 같이 산소가 투입되는 반응기에 크로뮴 옥사이드 촉매가 충진된 해당 조건에서는 반응 온도가 급격하게 올라가서 안정적인 반응 결과를 얻지 못하였다.
[표 1]
Figure pat00001
본 출원의 일 실시상태에 따른 디엔의 제조방법에 따르면, 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응의 두 반응 시스템을 순서대로 직렬로 연결시킴으로써, 상기 비산화적 탈수소화 반응과 산화적 탈수소화 반응 각각의 시스템의 단점을 보완할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 비산화적 탈수소화 반응 또는 산화적 탈수소화 반응 단독으로 진행하는 경우와 비교하였을 때, 선택도의 감소가 적게 알켄의 전환율을 크게 증가시킬 수 있으므로, 전체적으로 높은 수율의 디엔을 제조할 수 있다.

Claims (11)

  1. 알켄을 포함하는 반응물을 제1 반응기에 투입하고, 상기 제1 반응기에서 비산화적 탈수소화(non-oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물 및 산소를 상기 제1 반응기와 직렬연결된 제2 반응기에 투입하고, 상기 제2 반응기에서 산화적 탈수소화(oxidative dehydrogenation) 공정을 수행하는 단계
    를 포함하는 것인 디엔(dien)의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 반응기에서 상기 알켄으로부터 디엔을 제조하는 1 단계의 비산화적 탈수소화 공정이 수행되는 것인 디엔(dien)의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물은 미반응된 알켄을 포함하고,
    상기 제2 반응기에서 상기 미반응 알켄으로부터 디엔을 제조하는 1 단계의 산화적 탈수소화 공정이 수행되는 것인 디엔(dien)의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 반응기를 통과한 제1 생성물은 미반응된 알켄을 포함하고,
    상기 제2 반응기에는 미반응된 알켄 : 산소가 1 : 0.5~2.0의 몰비로 투입되는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 반응기는 비산화적 탈수소화 반응을 위한 제1 촉매층을 포함하고,
    상기 제1 촉매층은 바나듐 옥사이드(Vanadium Oxide), 크로뮴 옥사이드(Chromium Oxide) 또는 Pt/Sn 형태의 금속이 담체에 담지된 촉매를 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 반응기는 산화적 탈수소화 반응을 위한 제2 촉매층을 포함하고,
    상기 제2 촉매층은 비스무스-몰리브덴계 촉매 및 페라이트계 촉매 중 1종 이상을 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 페라이트계 촉매는 하기 화학식 1로 표시되는 것인 디엔(diene)의 제조방법:
    [화학식 1]
    AFe2O4
    상기 화학식 1에서, A는 구리(Cu), 라듐(Ra), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 칼슘(Ca), 베릴륨(Be), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 망간(Mn) 및 코발트(Co)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이다.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 촉매층은 상기 화학식 1로 표시되는 페라이트계 촉매 90 중량% 내지 95 중량%; 및 클레이(clay) 바인더 5 중량% 내지 10 중량%가 혼합 결합된 것을 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 촉매층은 아연 페라이트 촉매를 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 비스무스-몰리브덴계 촉매는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 디엔(diene)의 제조방법:
    [화학식 2]
    MoaBibFecCodEeOy
    상기 화학식 2에서, E는 니켈, 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘 중 선택되는 1종 이상이고,
    a, b, c, d 및 e는, a가 10인 경우 b, c, d 및 e는 각각 0.1 내지 10, 0.1 내지 10, 1 내지 20, 및 0 내지 5이고,
    y는 다른 성분에 의해 원자가를 맞추기 위해 정해지는 값이다.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 알켄을 포함하는 반응물은 부텐을 포함하고, 상기 디엔은 부타디엔을 포함하는 것인 디엔(diene)의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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