디메틸카보네이트 제조를 위한 담지 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 디메틸카보네이트의 제조방법
Supported catalyst for fabricating of dimethyl carbonate, its manufacturing method, and manufacturing method of dimethyl carbonate using the same
특허 요약
본 발명은 디메틸카보네이트 제조를 위한 담지 촉매, 이의 제조방법 및 이를 이용한 디메틸카보네이트의 제조방법에 관한 것으로 징크 옥사이드-세륨 옥사이드-란타늄 옥사이드에 코발트 옥사이드가 담지된 담지촉매를 제조하고 이를 이용함으로써, 더 높은 수율로 디메틸카보네이트를 얻을 수 있다.
청구항
번호청구항
1

제1 금속산화물-제2 금속산화물-제3 금속산화물에 제4 금속산화물이 담지되되, 상기 제1 내지 제3 금속산화물은 징크 옥사이드, 세륨 옥사이드, 란타늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되며, 제4 금속산화물은 코발트 옥사이드, 망간 옥사이드, 니켈 옥사이드 및 철 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 담지촉매.

2

제1항에 있어서, 상기 제4 금속산화물은 코발트 옥사이드인 것을 특징으로 하는 담지촉매.

3

제1항에 있어서, 상기 징크 옥사이드-세륨 옥사이드-란타늄 옥사이드의 몰비는 0.010.9 : 0.010.9 : 0.01~0.5인 것을 특징으로 하는 담지촉매.

4

제3항에 있어서, 상기 징크 옥사이드와 세륨 옥사이드의 부분 몰비는 0.1:0.9 내지 0.9:0.1인 것을 특징으로 하는 담지촉매.

5

제1항에 있어서, 상기 제4 금속산화물의 담지량은 총 담지촉매 함량을 기준으로 1 내지 15 중량%인 것을 특징으로 하는 담지촉매.

6

제1 금속산화물-제2 금속산화물-제3 금속산화물에 제4 금속산화물이 담지된 담지촉매의 제조방법으로서,(A)제1 금속산화물 전구체, 제2 금속산화물 전구체 및 제3 금속산화물 전구체를 제1 용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계;(B) 고체산을 제2 용매에 용해시켜 고체산 용액을 제조하는 단계;(C) 상기 전구체 용액과 고체산 용액을 혼합하여 담체 형성 용액을 제조하는 단계;(D) 상기 담체 형성 용액을 열건조하여 고형물질을 얻은 후 소성하여 담체를 제조하는 단계;(E) 제4 금속산화물 전구체를 제3 용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; 및(F) 상기 (D)단계에서 제조된 담체를 상기 (E)단계에서 제조된 전구체 용액에 함침법으로 담지시킨 후 건조 및 소성하는 단계를 포함하되,상기 제1 내지 제3 금속산화물은 징크 옥사이드, 세륨 옥사이드, 란타늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되며, 제4 금속산화물은 코발트 옥사이드, 망간 옥사이드, 니켈 옥사이드 및 철 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 담지촉매의 제조방법.

7

제6항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 금속산화물은 각각 징크 옥사이드, 세륨 옥사이드, 란타늄 옥사이드이며, 제4 금속산화물은 코발트 옥사이드인 것을 특징으로 하는 담지촉매의 제조방법.

8

제6항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 금속산화물의 전구체는 나이트레이트(nitrate) 전구체, 옥살레이트(oxalate) 전구체, 아세테이트(acetate) 전구체, 하이드록사이드(hydroxide) 전구체, 할라이드(halide) 전구체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 담지촉매의 제조 방법.

9

제6항에 있어서, 상기 (A), (B) 및 (E)단계에서 용매는 물, 알코올 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 담지촉매의 제조 방법.

10

제6항에 있어서, 상기 (B)단계에서 고체산은 시트르산, 숙신산, 말산 및 타르타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 담지 촉매의 제조 방법.

11

제6항에 있어서, 상기 (D)단계에서 열건조 온도는 40 내지 200 ℃인 것을 특징으로 하는 담지 촉매의 제조 방법.

12

제6항에 있어서, 상기 (D)단계에서 소성은 400 내지 1000 ℃에서 3 내지 12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 담지 촉매의 제조 방법.

13

제6항에 있어서, 상기 (F)단계에서 전구체 용액을 40 내지 80 ℃의 온도로 증발시켜 함침하는 것을 특징으로 하는 담지 촉매의 제조 방법.

14

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 담지촉매의 존재하에서 메탄올과 우레아를 반응시키는 단계를 포함하는 디메틸카보네이트의 제조방법.

15

제14항에 있어서, 상기 반응은 회분식 고압 반응기내에서 160 내지 200 ℃의 온도, 15 내지 40 bar의 압력, 300 내지 1000 rpm의 교반속도 및 1 내지 12 시간의 반응시간의 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 디메틸카보네이트의 제조방법.

16

제14항에 있어서, 상기 메탄올에 대한 우레아의 몰비는 1: 10 내지 40인 것을 특징으로 하는 디메틸카보네이트의 제조방법.