메탄 및 프로판 공동 반응물의 직접 탈수소방향족화 반응을 위한 중형기공성 HZSM-11에 담지된 금속 산화물 촉매의 제조 방법 및 상기 촉매를 이용한 BTX 제조 방법
Preparation of Metal Oxide Catalyst Supported on Mesoporous HZSM-11 for Direct Dehydroaromati zation of Methane and Propane, and Production Method of BTX Using Said Catalyst
특허 요약
본 발명은 메탄과 프로판 공동 반응물의 직접 탈수소방향족화 반응에서 BTX(벤젠, 톨루엔 및 자일렌) 제조를 위한 중형기공성 제올라이트에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중형기공성 HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조 방법 및 상기 촉매를 이용하여 메탄과 프로판의 직접 탈수소방향족화에서 BTX 제조 방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
3

제 1항에 있어서, 상기 (b)단계의 수열합성은 140180 ℃, 35 bar에서 60~80 시간 합성하는 것을 특징으로 하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법.

4

제 1항에 있어서, 상기 (c)단계에서 소성은 500600 ℃에서 812 시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법.

5

삭제

1

(a) 소듐 전구체, 실리콘 전구체, 알루미늄 전구체, 미세기공 및 중형기공 각각을 위한 주형물질을 제 1 용매에 용해시켜 알루미늄 및 실리콘의 혼합 전구체 용액을 제조하는 단계;(b) 상기 (a)단계에서 얻어진 혼합 용액을 수열 합성 후 세척 및 건조하는 단계;(c) 상기 (b)단계에서 얻어진 고형 물질에서 주형물질을 제거하기 위해 산소 분위기에서 소성하는 단계;(d) 상기 (c)단계에서 얻어진 고형 물질을 암모늄 염 수용액과 혼합하여 (c)단계에서 생성된 고형 물질에 존재하는 나트륨 이온을 암모늄 이온으로 치환하기 위한 이온 교환 과정과 표면에 존재하는 잉여의 물질을 세척하는 세척과정 및 치환된 암모늄 이온을 수소 이온 형태로 치환하기 위한 소성 공정을 통해 중형기공성 HZSM-11촉매를 제조하는 단계;(e) 상기 (d)단계에서 얻어진 고형 물질을 갈륨 또는 아연 전구체가 용해된 제2용매에 분산시켜 갈륨 또는 아연을 상기 고형물질에 담지하는 단계;(f) 상기 (e)단계 후 제 2 용매를 제거하고 얻어진 결과물을 소성하여 갈륨 또는 아연 산화물이 담지된 HZSM-11를 얻는 단계;를 포함하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법.

2

제 1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 사용되는 미세기공을 위한 주형물질은 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라부틸암모늄 아이오다이드, 테트라부틸암모늄 플로라이드 중에서 선택된 1종 이상이고 중형기공을 위한 탄소 주형물질은 BP-2000이며, 이 때 탄소주형물질의 함량은 Si와 Al의 총 중량 대비 0.25 ~ 2 중량%로 혼합하는 것을 특징으로 하며,상기 (a)단계에서 사용되는 제 1 용매는 물, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 1-헵탄올, 디에틸렌 글리콜 및 1-헥산올 중 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하며,상기 (a)단계에서 사용되는 실리콘 전구체와 알루미늄 전구체의 혼합비와 관련하여, 실리콘 전구체와 알루미늄 전구체의 몰비는 25~35 : 1 로 사용되는 것을 특징으로 하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법.

6

제 1 항에 있어서, 상기 (e)단계에서 갈륨 전구체는 나이트레이트계, 클로라이드계, 카보네이트계 및 아세테이트계 중 선택되는 1종 이상을 사용하며, 상기 (e)단계에서 사용되는 제 2 용매로는 물, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 1-헵탄올 및 1-헥산올 중 선택되는 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법,

7

제 1항에 있어서, 상기 (f)단계에서 습윤함침은 50~ 85˚C로 수행하는 것을 특징으로 하는 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매의 제조방법.

8

제 1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 메탄과 프로판 혼합가스의 탈수소방향족화 반응을 위한 meso-HZSM-11에 담지된 메탈 옥사이드 촉매.

9

메탄 및 프로판 혼합가스를 제8항의 촉매 존재하에서 반응하여 BTX를 제조하는 방법.