KR20220076183A - Catalyst and method for preparing of styrene monomer from polystyrene using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 폴리스티렌을 스티렌 모노머로 열분해하는 반응에 사용되는 촉매로서, 상기 촉매는 고체상 반응으로 제조되고, 알칼리토금속; 및 13족 원소를 포함하는 복합산화물 촉매 및 상기 촉매의 존재 하에, 폴리스티렌을 열분해하는 단계를 포함하는, 스티렌 모노머의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 스티렌 모노머의 제조 방법은, 열분해 온도를 상대적으로 낮출 수 있어, 에너지 절감 효과가 있고, 스티렌 모노머의 선택도를 증가시켜, 스티렌 모노머의 수율을 증가시킬 수 있다.The present invention provides a catalyst used in a reaction for thermal decomposition of polystyrene into a styrene monomer, wherein the catalyst is prepared by a solid phase reaction, and includes an alkaline earth metal; And in the presence of a composite oxide catalyst containing a group 13 element and the catalyst, it provides a method for producing a styrene monomer, comprising the step of thermally decomposing polystyrene. The method for producing a styrene monomer according to the present invention can relatively lower the thermal decomposition temperature, thereby having an energy saving effect, and increasing the selectivity of the styrene monomer, thereby increasing the yield of the styrene monomer.
Description
본 발명은, 폴리스티렌으로부터 스티렌 모노머로 열분해하는 반응에 사용되는 촉매 및 이를 이용하여, 스티렌 모노머를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 에너지를 절감하고, 높은 효율로 폴리스티렌으로부터 스티렌 모노머를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a catalyst used for pyrolysis of polystyrene into styrene monomer and a method for producing a styrene monomer using the same. Specifically, the present invention relates to a method for saving energy and for producing a styrene monomer from polystyrene with high efficiency.
산업 발전과 함께 전 세계적으로 다량의 플라스틱이 사용되고 있다. 그러나 플라스틱들은 사용 후 다량 폐기 되고 있어 많은 환경문제를 야기하고 있다. 폐플라스틱은 현재 주로 매립에 의해 처리되고 있으나 토양에서 생분해 시간이 길고 매립지 등의 부족현상으로 심각한 환경문제를 야기하므로 열분해에 의한 처리가 환경적인 측면이나 경제적인 측면에서 두각을 나타내고 있다.With industrial development, a large amount of plastic is being used around the world. However, many plastics are discarded after use, causing many environmental problems. Waste plastics are currently being treated mainly by landfill, but the biodegradation time in the soil is long and the shortage of landfills causes serious environmental problems.
즉, 폐플라스틱의 열분해 처리는 폐기물의 저공해 처리와 원료의 회수라는 두 가지 과제를 하나의 기술로 해결한다는 취지로 개발이 진행되어 왔다. 한편, 폐 폴리스티렌이나 스티렌 폼은 열분해를 통하여 부가가치가 높은 스티렌 단량체의 회수가 용이하며, 그외 성분은 가솔린 등 다른 유효 화학물질로 회수되어 사용될수 있어 다른 종류의 플라스틱 폐기물보다 경제성 확보 측면에서 큰 관심의 대상이 되고 있다.That is, the pyrolysis treatment of waste plastics has been developed with the aim of solving two problems of low-pollution treatment of waste and recovery of raw materials with one technology. On the other hand, waste polystyrene or styrene foam is easy to recover value-added styrene monomer through thermal decomposition, and other components can be recovered and used as other effective chemicals such as gasoline, which is of great interest in terms of securing economic feasibility than other types of plastic waste. being targeted
종래 폐 폴리스티렌을 화학적으로 분해하여 스티렌 모노머를 제조하는 방법에는 단순히 열에너지만을 이용하는 방법인 열분해(Thermal pyrolysis) 방법과 촉매를 이용하는 방법인 촉매 열분해(Catalytic pyrolysis) 방법이 알려져 있다. Conventionally, as a method of chemically decomposing waste polystyrene to produce a styrene monomer, a thermal pyrolysis method using only thermal energy and a catalytic pyrolysis method using a catalyst are known.
열분해 방법을 이용하여 스티렌 모노머를 제조하는 방법은, 열분해 온도가 높고, 생성물의 분자량 및 형태가 다양한 분포를 보여 품질이 좋지 않으며, 생성물로 인해 누적되는 탄소 침적에 따른 공정 중단 등의 단점이 있다. 또한, 촉매 열분해를 이용하여 스티렌 모노머를 제조하는 방법은 일반적으로 강산 또는 강염기의 촉매가 사용될 수 있는데, 산성이 큰 촉매를 사용하게 되면 탄소-탄소 결합의 베타 분열로 인해 연속적인 크래킹 및 수소화 반응으로 인해 에틸 벤젠(Ethyl benzene), 알파-메틸 스티렌(α-Methyl styrene) 등의 부산물이 다량 생성되는 문제가 있다. The method for producing a styrene monomer using a pyrolysis method has disadvantages such as a high thermal decomposition temperature, poor quality due to a variety of molecular weight and shape distribution of the product, and interruption of the process due to carbon deposition accumulated due to the product. In addition, in the method of producing a styrene monomer using catalytic pyrolysis, a catalyst of a strong acid or a strong base can generally be used. When a catalyst with high acidity is used, continuous cracking and hydrogenation reaction due to beta cleavage of carbon-carbon bonds. Due to this, there is a problem in that a large amount of by-products such as ethyl benzene and α-methyl styrene are generated.
따라서, 선택도가 높은 스티렌 모노머의 제조 방법이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for a method for producing a styrene monomer with high selectivity.
본 발명의 목적은 스티렌 모노머에 대한 선택도를 증가시켜, 스티렌 모노머의 수율을 증가시키는, 스티렌 모노머의 제조용 촉매 및 이를 이용한 스티렌 모노머의 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a catalyst for preparing a styrene monomer and a method for preparing a styrene monomer using the same, which increases the selectivity to the styrene monomer to increase the yield of the styrene monomer.
본 발명의 일 실시상태는, 폴리스티렌을 스티렌 모노머로 열분해하는 반응에 사용되는 촉매로서, 상기 촉매는 고체상 반응으로 제조되고, 알칼리토금속; 및 13족 원소를 포함하는 복합 산화물 촉매를 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention is a catalyst used in a reaction for thermally decomposing polystyrene into a styrene monomer, wherein the catalyst is prepared by a solid phase reaction, and includes an alkaline earth metal; And it provides a complex oxide catalyst comprising a group 13 element.
또한, 본 발명의 일 실시상태는, 상기 촉매의 존재 하에, 폴리스티렌을 열분해하는 단계를 포함하는, 스티렌 모노머의 제조 방법을 제공한다. In addition, an exemplary embodiment of the present invention provides a method for producing a styrene monomer, comprising the step of thermally decomposing polystyrene in the presence of the catalyst.
본 발명의 일 실시상태에 따른 스티렌 모노머의 제조 방법에서 사용되는 촉매는 열분해 온도를 상대적으로 낮출 수 있어 에너지 절감 효과가 있고, 스티렌 모노머의 선택도를 증가시켜, 스티렌 모노머의 수율을 증가시킬 수 있다. The catalyst used in the method for producing a styrene monomer according to an exemplary embodiment of the present invention can relatively lower the thermal decomposition temperature, thereby having an energy-saving effect, and increasing the selectivity of the styrene monomer, thereby increasing the yield of the styrene monomer. .
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 스티렌 모노머의 제조 방법에서 사용되는 촉매는, 간단한 제조 방법으로 제조될 수 있어 제조 시간을 단축시킬 수 있고, 열안정성 및 재사용 가능성이 높고, 상대적으로 염기성을 보이므로, 스티렌 모노머 외에 부산물이 적게 생성된다. In addition, the catalyst used in the method for preparing a styrene monomer according to an exemplary embodiment of the present invention can be prepared by a simple manufacturing method, thereby shortening the manufacturing time, having high thermal stability and reusability, and showing relatively basicity. Therefore, less by-products other than the styrene monomer are produced.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른, 폴리스티렌으로부터 스티렌 모노머를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도이다. 1 is a view schematically showing a process for producing a styrene monomer from polystyrene, according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시상태는, 폴리스티렌을 스티렌 모노머로 열분해하는 반응에 사용되는 촉매로서, 상기 촉매는 고체상 반응으로 제조되고, 알칼리토금속; 및 13족 원소를 포함하는 복합 산화물 촉매를 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention is a catalyst used in a reaction for thermally decomposing polystyrene into a styrene monomer, wherein the catalyst is prepared by a solid phase reaction, and includes an alkaline earth metal; And it provides a complex oxide catalyst comprising a group 13 element.
본 발명의 일 실시상태에 따른 촉매는, 폴리스티렌을 스티렌 모노머로 열분해하는 반응에 있어서, 열분해 온도를 상대적으로 낮출 수 있어 에너지 절감 효과가 있고, 스티렌 모노머의 선택도를 증가시켜, 스티렌 모노머의 수율을 증가시킬 수 있다. The catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention has an energy saving effect by relatively lowering the thermal decomposition temperature in the reaction of thermally decomposing polystyrene into a styrene monomer, and increases the selectivity of the styrene monomer to increase the yield of the styrene monomer can increase
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 촉매는, 열안정성 및 재사용 가능성이 높고, 상대적으로 염기성을 보이므로, 스티렌 모노머 외에 부산물이 적게 생성될 수 있다. In addition, since the catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention has high thermal stability and reusability, and shows relatively basicity, less by-products other than the styrene monomer may be generated.
본 명세서에서 상기 13족 원소는, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨 또는 니호늄일 수 있다. 본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 13족 원소는 알루미늄일 수 있다. In the present specification, the group 13 element may be boron, aluminum, gallium, indium, thallium, or nihonium. In one embodiment of the present specification, the group 13 element may be aluminum.
본 명세서에서 상기 알칼리토금속은, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐이 있다. 본 명세서의 하나의 실시상태에 있어서, 상기 알칼리토금속은 마그네슘일 수 있다. In the present specification, the alkaline earth metal includes beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium or radium. In one embodiment of the present specification, the alkaline earth metal may be magnesium.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 13족 원소는, 알루미늄이고, 상기 알칼리토금속은 마그네슘이다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 복합 산화물 촉매는, Mg3(Al)1O의 구조를 갖는다. In an exemplary embodiment of the present invention, the group 13 element is aluminum, and the alkaline earth metal is magnesium. In one exemplary embodiment, the composite oxide catalyst has a structure of Mg 3 (Al) 1 O.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 복합 산화물은, 13족 원소 전구체 분말 및 알칼리토금속 전구체 분말을 혼합하여 고상 반응으로 제조할 수 있다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 전구체 분말은 나이트레이트 수화물일 수 있다. In one embodiment, the composite oxide may be prepared by a solid phase reaction by mixing a group 13 element precursor powder and an alkaline earth metal precursor powder. In one embodiment, the precursor powder may be a nitrate hydrate.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 복합 산화물 내에서 알칼리토금속의 함량은, 13족 원소 1몰을 기준으로, 3몰일 수 있다. In one embodiment, the content of the alkaline earth metal in the composite oxide may be 3 moles based on 1 mole of the group 13 element.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 복합 산화물은, 고체상 반응(Solid-state reaction)으로 제조된 것이다. In an exemplary embodiment of the present invention, the composite oxide is prepared by a solid-state reaction.
종래의 복합 산화물 촉매는 일반적으로 공침법으로 제조되어 왔다. 그러나, 공침법으로 복합 산화물 촉매를 제조하는 경우 공침 속도 등의 제조 조건이 까다롭고 제조 시간이 오래 걸려 초기 투자 비용이 높고 에너지 사용량이 많은 문제점이 있었다. 한편, 본 발명의 일 실시상태에 따른 촉매의 경우, 비교적 간단한 제조 방법인, 고체상 반응을 이용하여 제조 시간을 단축 시킬 수 있다. Conventional composite oxide catalysts have been generally prepared by co-precipitation. However, when the composite oxide catalyst is prepared by the co-precipitation method, there are problems in that the production conditions such as the co-precipitation rate are difficult, the production time is long, the initial investment cost is high, and the energy consumption is high. On the other hand, in the case of the catalyst according to an exemplary embodiment of the present invention, it is possible to shorten the production time by using a relatively simple production method, solid-phase reaction.
본 발명의 또 하나의 일 실시상태는, 전술한 촉매의 존재 하에, 폴리스티렌을 스티렌 모노머로 열분해하는 단계를 포함하는, 스티렌 모노머의 제조 방법을 제공한다. Another exemplary embodiment of the present invention provides a method for producing a styrene monomer, comprising the step of thermally decomposing polystyrene into a styrene monomer in the presence of the above-described catalyst.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 촉매는 폴리스티렌 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상, 30 중량부 이하로 투입된다. 상기 촉매가 폴리스티렌 100 중량부를 기준으로 1 중량부 미만으로 투입되는경우, 촉매가 너무 적어 폴리스티렌의 분해가 잘 이루어지지 않는 문제가 있고, 상기 촉매가 폴리스티렌 100 중량부를 기준으로 30 중량부를 초과하여 투입되는 경우, 추가적인 크래킹 및 수소화 반응이 일어나서 스티렌 모노머 외의 부산물이 다량 생성되어 스티렌 모노머의 최종 수율이 낮아지는 문제가 있다. In an exemplary embodiment of the present specification, the catalyst is added in an amount of 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of polystyrene. When the catalyst is added in an amount of less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of polystyrene, there is a problem that the decomposition of polystyrene is not performed well because the catalyst is too small, and the catalyst is added in excess of 30 parts by weight based on 100 parts by weight of polystyrene In this case, additional cracking and hydrogenation reactions occur to generate a large amount of by-products other than the styrene monomer, thereby lowering the final yield of the styrene monomer.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 열분해하는 단계는 250 ℃ 이상, 500 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 열분해 온도가 250 ℃ 미만인 경우, 폴리스티렌의 분해가 잘 이루어지지 않는 문제가 있고, 상기 열분해 온도가 500 ℃를 초과하는 경우 높은 온도로 인해 스티렌 모노머 대비 낮은 분자량의 생성물의 비율이 높아지며, 액상으로 응축되지 못하고 회수하지 못하여 스티렌 모노머가 포함된 오일의 최종 수율이 낮아지는 문제가 있다. In another exemplary embodiment, the thermal decomposition may be performed at a temperature of 250 °C or higher and 500 °C or lower. When the pyrolysis temperature is less than 250 ° C., there is a problem in that polystyrene is not decomposed well. There is a problem in that the final yield of the oil containing the styrene monomer is lowered because it cannot be recovered and cannot be recovered.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른, 폴리스티렌으로부터 스티렌 모노머를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도이다. 구체적으로, 스티렌 모노머의 제조장치에는 반응 용기에 도입되는 질소의 유량을 조절, 모니터하기 위한 레귤레이터 (1), 유량계 및 가스 미터 (2)가 설치되어 있다. 반응 용기 (3)에는 질소가 도입되는 질소 도입관과 히팅 맨틀이 구비되어 있어, 폴리스티렌과 촉매가 포함된 반응 용기를 가열할 수 있다. 또한, 반응 용기에는 분해물을 응축하는 응축기와 상기 응축기로 액화된 분해물을 포집하는 콜드트랩(4)가 구비되어 있다. 상기 콜드 트랩(4) 후방에는 응축기에서 응축되지 않은 가스 성분의 양을 측정하기 위한 가스미터 (5)가 구비되고, 선택적으로, 가스 성분을 분석하기 위한 분석 장치가 설치될 수 있다. 상기 분석 장치는 가스 성분을 분석할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만 가스 크로마토그래피, GC-MASS 등을 들 수 있다. 1 is a view schematically showing a process for producing a styrene monomer from polystyrene, according to an embodiment of the present invention. Specifically, the styrene monomer manufacturing apparatus is provided with a
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 폴리스티렌으로부터 스티렌 모노머를 제조하는 방법에서, 전술한 촉매를 사용한 것을 제외하고, 일반적인 스티렌 모노머를 제조하는 방법을 적용할 수 있으며, 이를 한정하지 않는다. In an exemplary embodiment of the present invention, in the method for preparing a styrene monomer from polystyrene, a general method for preparing a styrene monomer may be applied, but not limited thereto, except for using the catalyst described above.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
제조예 1Preparation Example 1
마그네슘 나이트레이트 수화물(Mg(NO3)2.6H2O) 19.6g과 알루미늄 나이트레이트 수화물(Al(NO3)3.9H2O) 9.6g을 몰탈(Mortar)에 넣고 섞어 고루 분산시켰다. 상기 전구체 혼합물에 중탄산암모늄(NH3HCO3) 26.8g을 넣고 막자를 이용해 일정 시간 동안 고루 섞어주면서 고체상 반응을 수행하였고, 반응 과정에서 이산화탄소와 수소 및 산소가 생성되었다. 일정 시간 이후, 고체상 반응이 종료되면 즉, 이산화탄소와 수소 및 산소가 생성이 멈추면 110℃의 열풍건조기(Dry oven)에서 건조 후, 450℃에서 6시간 소성을 함으로써 Mg3(Al)1O의 구조를 가진 복합 산화물 촉매를 수득하였다.19.6 g of magnesium nitrate hydrate (Mg(NO 3 ) 2.6H 2 O) and 9.6 g of aluminum nitrate hydrate (Al(NO 3 ) 3.9H 2 O) were added to a mortar, mixed and evenly dispersed. 26.8 g of ammonium bicarbonate (NH 3 HCO 3 ) was added to the precursor mixture, and a solid phase reaction was performed while mixing evenly for a predetermined time using a pestle, and carbon dioxide, hydrogen, and oxygen were generated in the reaction process. After a certain period of time, when the solid phase reaction is finished, that is, when the production of carbon dioxide, hydrogen, and oxygen stops, it is dried in a dry oven at 110 ° C. A complex oxide catalyst having a structure was obtained.
실시예 1 Example 1
100ml 둥근 바닥 플라스크에 상기 제조예 1에서 제조된 복합 산화물 촉매 0.2g와 폴리스티렌 10g을 넣고, 히팅 맨틀을 이용하여, 반응 온도인 350℃까지 내부를 승온하여 반응을 진행하였다. 열분해 반응에 의해 생성된 스티렌 모노머를 포함한 생성물들은 응축기를 통과하여 콜드 트랩에 오일의 형태로 수득하였다. 수득된 오일은 주입된 폴리스티렌의 무게와 비교해 수율을 계산할 수 있고, 오일을 가스 크로마토그래피(GC)를 이용해 오일 내 화합물을 분석함으로써 스티렌 모노머의 최종 수율을 계산하였다. 0.2 g of the composite oxide catalyst prepared in Preparation Example 1 and 10 g of polystyrene were put into a 100 ml round-bottom flask, and the inside was heated to 350° C., which is a reaction temperature, using a heating mantle to proceed with the reaction. The products including the styrene monomer produced by the pyrolysis reaction passed through the condenser and were obtained in the form of oil in a cold trap. The yield of the obtained oil can be calculated by comparing the weight of the injected polystyrene, and the final yield of the styrene monomer was calculated by analyzing the compound in the oil using gas chromatography (GC).
비교예 1 Comparative Example 1
실시예 1에서 촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌의 열분해 반응을 수행하였다. A pyrolysis reaction of polystyrene was performed in the same manner as in Example 1, except that no catalyst was used in Example 1.
비교예 2 Comparative Example 2
실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 복합 산화물 촉매 대신, Sn-β 제올라이트 촉매를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌의 열분해 반응을 수행하였다. In Example 1, a pyrolysis reaction of polystyrene was performed in the same manner as in Example 1, except that a Sn-β zeolite catalyst was used instead of the composite oxide catalyst prepared in Preparation Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 복합 산화물 촉매 대신, H-β 제올라이트 촉매를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌의 열분해 반응을 수행하였다. In Example 1, a pyrolysis reaction of polystyrene was performed in the same manner as in Example 1, except that an H-β zeolite catalyst was used instead of the composite oxide catalyst prepared in Preparation Example 1.
비교예 4Comparative Example 4
실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 복합 산화물 촉매 대신, 상용되는 MgO 촉매를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리스티렌의 열분해 반응을 수행하였다. In Example 1, the polystyrene pyrolysis reaction was performed in the same manner as in Example 1, except that a commercially available MgO catalyst was used instead of the composite oxide catalyst prepared in Preparation Example 1.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 폴리스티렌의 열분해 반응을 수행한 결과는 하기 표 1과 같다. The results of the thermal decomposition of the polystyrenes of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1 below.
Sn-β 제올라이트acid catalyst;
Sn-β zeolite
H-β 제올라이트acid catalyst;
H-β zeolite
MgO base catalyst;
MgO
(%, in liquid)GC Area
(%, in liquid)
상기 표 1에서, PS는 폴리스티렌, SM은 스티렌 모노머, EB는 에틸 벤젠, AMS는 알파-메틸스티렌(α-methyl styrene)를 의미한다. In Table 1, PS denotes polystyrene, SM denotes styrene monomer, EB denotes ethyl benzene, and AMS denotes α-methyl styrene.
상기 표 1의 결과를 살피면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 스티렌 모노머의 제조 방법은, 높은 PS 전환율, 오일 수율 및 높은 스티렌 모노머의 수율을 가지는 것을 확인할 수 있었다. Looking at the results in Table 1, it was confirmed that the method for producing a styrene monomer according to an exemplary embodiment of the present invention has a high PS conversion rate, an oil yield, and a high styrene monomer yield.
Claims (5)
상기 촉매는 고체상 반응으로 제조되고,
알칼리토금속; 및 13족 원소를 포함하는 복합산화물 촉매. As a catalyst used in the reaction of pyrolysis of polystyrene to styrene monomer,
The catalyst is prepared in a solid phase reaction,
alkaline earth metal; And a composite oxide catalyst comprising a group 13 element.
상기 13족 원소는 알루미늄이고,
상기 알칼리토금속은 마그네슘인 것인 촉매. According to claim 1,
The group 13 element is aluminum,
The alkaline earth metal is a catalyst that is magnesium.
상기 촉매는, 폴리스티렌 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상, 30 중량부 이하로 투입되는 것인 스티렌 모노머의 제조 방법. 4. The method of claim 3,
The catalyst is, based on 100 parts by weight of polystyrene, 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less of the method for producing a styrene monomer.
상기 열분해하는 단계는, 250 ℃ 이상, 500 ℃ 이하의 온도에서 수행되는 것인 스티렌 모노머의 제조 방법. 4. The method of claim 3,
The thermal decomposition step is a method for producing a styrene monomer that is carried out at a temperature of 250 ℃ or more, 500 ℃ or less.
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