KR20240045382A - 최적의 개질제 프로파일 지수를 갖는 탈수소화 촉매 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄화수소의 선택적 전환을 위한 촉매 및 방법에 관한 것이다. 촉매는 VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 및 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분; 및 복수의 기공을 포함하는 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함한다. 촉매는 개질제 프로파일 지수(profile index)가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다.
Description
탄화수소의 탈수소화는 세제, 고 옥탄가 가솔린, 함산소 가솔린 블렌딩 성분, 약학적 제품, 플라스틱, 합성 고무, 및 당업자에게 잘 알려진 다른 제품과 같은 다양한 화학 제품의 제조를 위한 탈수소화된 탄화수소에 대한 기존의 그리고 증가하는 수요로 인해 중요한 상업적 탄화수소 전환 방법이다. 파라핀을 올레핀으로 전환시키는 방법은 파라핀 스트림을 고도로 선택적인 촉매에 통과시키는 단계를 포함하며, 여기서 파라핀은 상응하는 올레핀으로 탈수소화된다. 탈수소화 반응은 공급원료의 손실을 최소화하도록 선택된 작업 조건 하에서 달성된다. 전형적인 방법은 반응 조건 하에서 파라핀 공급원료를 탈수소화 촉매와 접촉시키는 반응기(예를 들어, 방사상 유동(radial flow), 고정층, 유동층 등)의 사용을 포함한다. 이러한 방법의 일 예는 접착제용 점착부여제, 모터 오일용 점도-지수 첨가제, 및 플라스틱용 내충격성 및 산화방지성 첨가제를 제공하기 위해 중합될 수 있는 아이소부틸렌을 생성하기 위한 아이소부탄의 탈수소화이다. 자동차 배기가스로부터의 공기 오염을 감소시키기 위하여 정부가 요구하는 산소-함유 가솔린 블렌딩 성분의 생산을 위해 아이소부틸렌에 대한 수요가 또한 증가하고 있다.
탄화수소 전환 가공 분야의 숙련자는 파라핀계 탄화수소의 촉매적 탈수소화에 의한 올레핀의 생산에 정통하다. 또한, 일반적으로 탄화수소의 탈수소화를 교시하고 논의하는 다수의 특허가 허여되었다. 예를 들어, 미국 특허 제4,430,517호(이마이(Imai) 등), 미국 특허 제4,438,288호(이마이 등), 및 미국 특허 제6,756,340호(포스코보이니코프(Voskoboynikov) 등)는 탈수소화 방법 및 그에 사용하기 위한 촉매를 논의한다. 그러나, 선택적 탄화수소 전환 방법을 위한 새로운 촉매 재료, 특히 공지된 촉매 조성물의 하나 이상의 특성을 개선하는 것들에 대해 계속 진행되는 요구가 남아 있다.
탄화수소의 선택적 전환을 위한 촉매가 제공된다.
촉매는 VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 및 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분; 및 복수의 기공을 포함하는 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함한다. 촉매는 개질제 프로파일 지수(profile index)가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다. 촉매는 개질제 프로파일 지수가 1 내지 1.2의 범위 또는 1 내지 1.1의 범위일 수 있다.
촉매는 백금인 제1 성분, 칼륨 개질제, 및 제3 성분으로서 주석을 포함할 수 있다. 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이트, 비-제올라이트 분자체(molecular sieve), 티타니아, 지르코니아 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 촉매 입자는 구형일 수 있다.
탄화수소의 선택적 전환 방법이 제공되며, 상기 방법은 탄화수소를 선택적 전환 조건에서, VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분, 및 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함하는 촉매 복합체와 접촉시키는 단계를 포함하고, 이때 촉매는 개질제 프로파일 지수가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다. 이 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 더 많은 아이소-부틸렌을, 일부 경우에서는 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 1% 이상 더 많은 아이소-부틸렌 생성물을 생성할 수 있다. 이 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을, 일부 경우에서는 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 10% 이상 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 생성할 수 있다. 촉매의 개질제 프로파일 지수는 1 내지 1.2 또는 1 내지 1.1의 범위일 수 있다.
이러한 방법에서, 촉매는 백금인 제1 성분, 칼륨인 개질제, 및 주석인 제3 성분을 가질 수 있다. 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이트, 비-제올라이트 분자체, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 촉매 입자는 구형일 수 있다. 탄화수소는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함할 수 있다. 탄화수소는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함할 수 있다. 탄화수소는 3 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함할 수 있다. 본 방법은
상기 방법의 적어도 하나의 파라미터를 감지하고 상기 감지로부터 신호 또는 데이터를 생성하는 단계; 신호를 생성하고 전송하는 단계; 또는 데이터를 생성하고 전송하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
놀랍게도, 탈수소화 촉매는 최적의 개질제 프로파일 지수(MPI)가 1 내지 1.4의 비교적 넓은 범위를 갖는 것으로 밝혀졌다. MPI가 1 내지 1.4인 촉매는 프로판 및 아이소-부탄 탈수소화 작업 둘 모두에서 코크스를 덜 제조하며, 아이소-부틸렌에 대해 더 선택적이며, 아이소-부탄 작업에서 바람직하지 않은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 덜 제조한다. 최적의 이산적인 MPI 값이 아니라 1 내지 1.4의 비교적 넓은 범위에 걸친 MPI가 최적의 범위인 것으로 보이는 것은 놀라운 것이다. 놀랍게도, MPI가 1.4를 초과하는 경우, 아이소-부틸렌 선택성 및 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물로의 이성체화에 있어서의 단계적 변화가 있는 것으로 보인다. 알루미나 지지체는 이성체화 반응 및 산 분해 반응에 활성인 루이스(Lewis) 산 부위를 갖는다. 개질제의 역할은 잔류 산도를 켄칭(quench)하고 그러한 원하지 않는 반응을 최소화하고/하거나 제거하는 것이다. 이론에 의해 구애됨이 없이, 1 내지 1.4의 범위의 MPI는 촉매 필(pill)에 걸쳐 원하는 개질제 분포를 촉매에 제공하는 것으로 보인다. MPI가 1 미만 또는 1.4 초과일 때, 촉매 필의 에지 또는 중심을 향해 위치된 잔류 알루미나 산 부위는, 각각, 이성체화 반응 및 분해 반응에 이용되도록 유지된다.
개질제 프로파일 지수가 1 내지 1.4의 범위인 탈수소화 촉매는 몇몇 레시피(recipe)를 사용하여 제조될 수 있다. 제조 관점에서, MPI는 1에 가까운 최적의 이산적인 값보다는 오히려 비교적 넓은 범위에 걸쳐 최적인 것이 유리한데, 이는 촉매 제조에 사용되는 함침 및 건조 시간에 더 많은 유연성을 제공하기 때문이다. 촉매는 아이소-부탄 또는 혼합 아이소-부탄, 프로판 탈수소화 작업에서 아이소-부틸렌 생성을 최대화하고 원하지 않는 선형 파라핀 및 올레핀 생성물로의 이성체화를 최소화하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 태양은 탄화수소의 선택적 전환을 위한 촉매이다. 일 실시 형태에서, 촉매는 VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 및 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분; 및 복수의 기공을 포함하는 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함한다. 촉매는 개질제 프로파일 지수가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다.
개질제 프로파일 지수는 12개 이상의 개별 촉매 필의 주사 전자 현미경(SEM) 에너지 분산 분광법(EDS) 분석을 사용하여 계산된다. 30 ㎸ 가속 전압을 사용하여 옥스포드 아즈텍(Oxford Aztec) EDS 시스템과 함께 제올(JEOL) 7800 상에서 SEM 금속 농도 프로파일을 수집한다. 금속 농도 프로파일 내의 각각의 점(point)은 필 에지로부터 일정한 거리에 있는, 촉매 단면에서 분석된 점들의 평균을 사용하여 계산된다. 이는 일련의 거리에 대해 행해져서 농도 프로파일을 생성한다. 이어서, 분석된 모든 촉매 필의 프로파일로부터 MPI를 계산한다. 예를 들어, 1.6 mm 촉매 필의 경우, MPI는 분석된 모든 촉매 필의 에지(임의로 0 내지 200 마이크로미터로 정의됨)에서의 평균 개질제 농도 및 분석된 모든 촉매 필의 중심(임의로 500 내지 700 마이크로미터로 정의됨)에서의 평균 개질제 농도의 비이다.
일부 실시 형태에서, 개질제 프로파일 지수는 1 내지 1.2의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 개질제 프로파일 지수는 1 내지 1.1의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 제1 성분은 백금이고, 개질제는 칼륨이고, 제3 성분은 주석이다.
일부 실시 형태에서, 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이트, 비-제올라이트 분자체, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 촉매 입자는 구형이다.
본 발명의 다른 태양은 탄화수소의 선택적 전환 방법이다. 일 실시 형태에서, 본 방법은 탄화수소를 선택적 전환 조건에서, VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분, 및 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함하는 촉매 복합체와 접촉시키는 단계를 포함하고, 이때 촉매는 개질제 프로파일 지수가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 더 많은 아이소-부틸렌을 생성한다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 1% 이상 더 많은 아이소-부틸렌을 생성한다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 생성한다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 10% 이상 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 생성한다.
일부 실시 형태에서, 개질제 프로파일 지수는 1 내지 1.2의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 개질제 프로파일 지수는 1 내지 1.1의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 제1 성분은 백금이고, 개질제는 칼륨이고, 제3 성분은 주석이다.
일부 실시 형태에서, 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이트, 비-제올라이트 분자체, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일부 실시 형태에서, 촉매 입자는 구형이다.
일부 실시 형태에서, 탄화수소는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄화수소는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 탄화수소는 3 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 본 방법은 본 방법의 적어도 하나의 파라미터를 감지하고 감지로부터 신호 또는 데이터를 생성하는 단계; 신호를 생성하고 전송하는 단계; 또는 데이터를 생성하고 전송하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함한다.
일 실시 형태에서, 촉매는 촉매 필을 가로질러 최적의 MPI를 갖는 구형 알루미나 다공성 지지체 상의 백금, 주석, 칼륨이다. 일 실시 형태에서, 촉매는 프로판, 아이소-부탄 또는 혼합된 프로판과 아이소-부탄 공급물의 탈수소화에 사용될 수 있다.
촉매를 제조하는 데 사용되는 레시피에 따라, 촉매 필에 걸친 개질제 프로파일은 평평하거나(MPI = 1) 또는 기울어질 수 있는데, 이때 필의 에지에서 개질제 농도가 더 높다. MPI는 SEM-EDS 분석(주사 전자 현미경법 에너지 분산 분광법)을 통해 측정된 개질제 농도를 사용하여 계산된다.
파라핀계 탄화수소의 탈수소화는 탄화수소 가공 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 탈수소화 가능한 탄화수소가 탈수소화 조건에서 유지되는 탈수소화 구역에서 탈수소화 촉매와 접촉된다. 이러한 접촉은 고정 촉매층 시스템, 이동 촉매층 시스템, 유동층 시스템 등에서, 또는 배치식 작업에서 달성될 수 있다. 탈수소화 구역은 하나 이상의 별개의 반응 구역을 포함할 수 있으며, 각각의 반응 구역으로의 입구에서 원하는 반응 온도가 유지될 수 있도록 보장하기 위해 그들 사이에 가열 수단이 있다. 탄화수소는 상향, 하향, 또는 방사상 유동 방식으로 촉매층과 접촉될 수 있다. 촉매층을 통한 탄화수소의 방사상 유동이 이동 촉매층 시스템에서 바람직하다. 방사상 유동 반응기는 반응기가 환형 구조 그리고 환형 분포 및 수집 장치를 갖도록 구성된다. 분포 및 수집을 위한 장치는 일부 유형의 스크린형 표면(screened surface)을 포함한다. 스크린형 표면은 촉매층을 제자리에 유지하기 위한 것이고, 반응기의 표면에 걸친 압력의 분포에 도움을 주어 반응기 층을 통한 방사상 유동을 촉진하기 위한 것이다. 스크린은 와이어 또는 다른 재료 중 어느 하나의 메시(mesh), 또는 펀칭된 플레이트일 수 있다. 이동층의 경우, 스크린 또는 메시는 장벽을 제공하여, 유체가 층을 통해 유동하는 것을 허용하면서 고체 촉매 입자의 손실을 방지한다. 고체 촉매 입자는 상부에서 첨가되고 장치를 통해 유동하고 하부에서 제거되는 한편, 촉매 위에서의 유체의 유동을 허용하는 스크린형 인클로저(screened-in enclosure)를 통과한다. 예를 들어, 스크린은 미국 특허 제9,266,079호 및 미국 특허 제9,433,909호(베터(Vetter) 등)에 기재되어 있다.
탈수소화될 수 있는 탄화수소에는 파라핀, 알킬방향족, 나프텐, 및 올레핀을 포함하는 2 내지 30개 이상의 탄소 원자를 갖는 탈수소화 가능한 탄화수소가 포함된다. 촉매로 탈수소화될 수 있는 탄화수소의 일 군은 2 내지 30개 이상의 탄소 원자를 갖는 파라핀의 군이다. 촉매는 2 내지 15개 이상의 탄소 원자를 갖는 파라핀을 상응하는 모노올레핀으로 탈수소화하거나 또는 3 내지 15개 이상의 탄소 원자를 갖는 모노올레핀을 상응하는 다이올레핀으로 탈수소화하는 데 특히 유용하다. 촉매는 C2-C6 파라핀, 주로 프로판, 아이소-부탄, 또는 프로판과 아이소-부탄의 혼합물의 모노노올레핀으로의 탈수소화에 특히 유용하다.
탈수소화 조건은 400℃ 내지 900℃의 온도, 0.01 내지 10 기압(절대 압력), 0.1 내지 100 hr-1의 시간당 액체 공간 속도(LHSV)를 포함한다. 일반적으로, 노르말 파라핀의 경우, 분자량이 낮을수록, 비견되는 전환에 필요한 온도가 더 높다. 탈수소화 구역 내의 압력은 화학적 평형 이점을 최대화하기 위해 장비 제한과 일치하여 실행가능한 한 낮게 유지된다.
탈수소화 구역으로부터의 유출물 스트림은 일반적으로 전환되지 않은 탈수소화 가능한 탄화수소, 수소, 및 탈수소화 반응 생성물을 함유할 것이다. 이러한 유출물 스트림은 전형적으로 냉각되고, 선택적으로 압축되고, 수소 분리 구역에 통과되어, 탄화수소-풍부 액체상으로부터 수소-풍부 증기상이 분리된다. 일반적으로, 탄화수소-풍부 액체상은 적합한 선택적 흡착제, 선택적 용매, 선택적 반응 또는 반응들에 의해, 또는 적합한 분별 방식에 의해 추가로 분리된다. 전환되지 않은 탈수소화 가능한 탄화수소는 회수되고 탈수소화 구역으로 재순환될 수 있다. 탈수소화 반응 생성물은 최종 생성물로서 또는 다른 화합물의 제조에서의 중간체 생성물로서 회수된다.
요약하면, 탈수소화 방법은, 당업계에 알려져 있고 문헌["Handbook of Petroleum Refining Process, 4th Edition, Chapter 4.1"]에 추가로 논의된 바와 같이, 하나 이상의 탈수소화 반응기, 가열로(fired heater), 열 교환기, 켄칭 타워, 압축기, 극저온 분리 시스템, 처리 시스템, 연료 가스 제조 시스템, 라이트 엔드 회수(light ends recovery) 시스템, 흡착 시스템, 분별 컬럼, 촉매 취급/재생 장비를 포함할 수 있다.
상기의 라인, 도관, 유닛, 장치, 용기, 주위 환경, 구역 또는 유사한 것 중 임의의 것이 센서, 측정 장치, 데이터 캡처 장치 또는 데이터 전송 장치를 포함하는 하나 이상의 모니터링 구성요소를 구비할 수 있다. 모니터링 구성요소로부터의 신호, 프로세스 또는 상태 측정치, 및 데이터는 프로세스 장비 내의, 그 주위의, 그리고 그 상의 조건을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 모니터링 구성요소에 의해 생성되거나 기록된 신호, 측정치 및/또는 데이터는, 비공개 또는 공개, 일반 또는 특정, 직접 또는 간접, 유선 또는 무선, 암호화 또는 비암호화 및/또는 이들의 조합(들)일 수 있는 하나 이상의 네트워크 또는 연결을 통해 수집, 처리 및/또는 전송될 수 있으며; 본 명세서는 이와 관련하여 제한되도록 의도되지 않는다.
모니터링 구성요소에 의해 생성되거나 기록된 신호, 측정치 및/또는 데이터는 하나 이상의 컴퓨팅 장치 또는 시스템으로 전송될 수 있다. 컴퓨팅 장치 또는 시스템은 적어도 하나의 프로세서 및, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 컴퓨팅 장치로 하여금 하나 이상의 단계를 포함할 수 있는 프로세스를 수행하게 하는 컴퓨터 판독가능 명령어를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 모니터링 구성요소로부터 프로세스와 연관된 장비의 적어도 하나의 조각과 관련된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨팅 장치 또는 시스템은 데이터를 분석하도록 구성될 수 있다. 데이터를 분석하는 데 기초하여, 하나 이상의 컴퓨팅 장치 또는 시스템은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 프로세스의 하나 이상의 파라미터에 대한 하나 이상의 권장 조정치를 결정하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨팅 장치 또는 시스템은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 프로세스의 하나 이상의 파라미터에 대한 하나 이상의 권장 조정치를 포함하는 암호화된 또는 암호화되지 않은 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다.
실시예
아이소-부탄 탈수소화
본 발명에 의해 성취되는 이점을 입증하기 위하여, 동일한 금속 조성을 갖지만 MPI가 다양한 몇몇 탈수소화 촉매를 제조하고 파일럿 플랜트(pilot plant)에서 시험하였다. 각각의 촉매(15 ㎤)를 스트림 상에서의 26시간(26 HOS) 동안 아이소-부틸렌을 생성하는 아이소-부탄 탈수소화에 대하여 시험하였다. 각각의 파일럿 플랜트 시험의 작업 조건은 순수한 아이소-부탄 공급물, 0.6의 공급물에 대한 수소의 비, 11 h-1의 시간당 액체 공간 속도(LHSV), 135 ㎪(5 psig)의 압력, 645℃의 공급물 온도, 및 70 ppm의 황화수소를 포함하였다.
표 1 및 도 1 및 도 2로부터, MPI가 1 내지 1.4인 본 발명의 촉매(촉매 C, 촉매 D 및 촉매 E)는 촉매 A 및 촉매 B와 비교하여 아이소-부틸렌에 대한 선택성이 더 높고, 선형 부탄 및 부텐으로의 이성체화가 더 낮음을 알 수 있다.
[표 1]
구체적인 실시 형태
하기는 구체적인 실시 형태들과 관련하여 설명되지만, 이러한 설명은 예시하 고자 하는 것이며 전술한 설명 및 첨부된 청구범위의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 실시 형태는 탄화수소의 선택적 전환을 위한 촉매로서, 본 촉 매는 VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되 는 개질제, 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분, 및 복수의 기공을 포함하는 촉매 입자를 형성하는 지지체를 포함하고, 이때 촉매는 개질제 프로파일 지수가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다. 본 발명의 일 실시 형태는 개질제 프로파일 지수가 1 내지 1.2의 범위인, 본 단락의 제1 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하 나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 개질제 프로파일 지수가 1 내지 1.1의 범위인, 본 단락의 제1 실시 형태까 지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 제1 성분이 백금이고, 개질제가 칼륨이고, 제3 성분이 주석인, 본 단락의 제1 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실 시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는, 지지체가 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이 트, 비-제올라이트 분자체, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 으로부터 선택되는, 본 단락의 제1 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 청구항 1항에 있어서, 촉매 입자가 구형인 촉매이다.
본 발명의 제2 실시 형태는 탄화수소의 선택적 전환 방법으로서 , 본 방법은 탄화수소를 선택적 전환 조건에서, VIII족 귀금속 및 이 들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되 는 개질제, 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물 로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분, 및 촉매 입자를 형성하 는 지지체를 포함하는 촉매 복합체와 접촉시키는 단계를 포함하고, 이때 촉매는 개 질제 프로파일 지수가 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위이다. 본 발명의 일 실시 형태는 본 방법이 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방 법보다 더 많은 아이소-부틸렌을 생성하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단 락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 본 방법이 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과 인 촉매를 사용하는 방법보다 1% 이상 더 많은 아이소-부틸렌 생성물을 생성하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 본 방법 이 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉매를 사용하는 방법보다 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 생성하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이 다. 본 발명의 일 실시 형태는 본 방법이 개질제 프로파일 지수가 1.4 초과인 촉 매를 사용하는 방법보다 10% 이상 더 적은 노르말 파라핀 및 올레핀 생성물을 생성 하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 개 질제 프로파일 지수가 1 내지 1.2의 범위인, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단 락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 개질제 프로파일 지수가 1 내지 1.1의 범위 인, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 제 1 성분이 백금이고, 개질제가 칼륨이고, 제3 성분이 주석인, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 지지체가 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 제올라이트, 비-제올라이트 분자체, 티타니아, 지르코니아 및 이 들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 촉매 입자가 구형인, 본 단락의 제2 실시 형 태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또 는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 탄화수소가 2 내지 30개의 탄 소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발명의 일 실시 형태는 탄화수소가 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이 다. 본 발명의 일 실시 형태는 탄화수소가 3 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 파라핀을 포함하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다. 본 발 명의 일 실시 형태는 본 방법의 적어도 하나의 파라미터를 감지하고 감지로부터 신 호 또는 데이터를 생성하는 단계; 신호를 생성하고 전송하는 단계; 또는 데이터를 생성하고 전송하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 본 단락의 제2 실시 형태까지의 본 단락의 이전 실시 형태들 중 하나의 실시 형태, 임의의 실시 형태, 또는 모든 실시 형태이다.
추가의 상술 없이도, 전술한 설명을 사용하여 당업자는 본 발명을 최대한으 로 이용하고 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 확인하여, 본 발명의 사상 및 범 위로부터 벗어남이 없이, 본 발명의 다양한 변경 및 수정을 행하고 이를 다양한 사 용 및 조건에 적응시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 따라서, 전술한 바람직한 구체 적인 실시 형태는 본 개시의 나머지를 어떠한 방식으로든 제한하는 것이 아니라 단 지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 그것은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되 는 다양한 수정 및 등가의 배열을 포함하도록 의도된다.
상기에서, 달리 지시되지 않는 한, 모든 온도는 섭씨 온도로 제시되며, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
Claims (1)
- 탄화수소의 선택적 전환을 위한 촉매로서, 상기 촉매는
VIII족 귀금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제1 성분, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 개질제, 및 주석, 게르마늄, 납, 인듐, 갈륨, 탈륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제3 성분; 및
복수의 기공을 포함하는 촉매 입자를 형성하는 지지체
를 포함하고,
상기 촉매는 개질제 프로파일 지수(profile index)가 상기 촉매 입자를 가로질러 1 내지 1.4의 범위인, 촉매.
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