[发明专利]利用金属催化剂制造二甲基萘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造二甲基萘(DMN)的方法，该方法中，使用脱氢反应用金属催化剂使二甲基四氢化萘(DMT)异构体发生脱氢反应，从而以高纯度和高收率制造二甲基萘。具体地说，本发明涉及一种脱氢反应用金属催化剂以及使用该催化剂制造二甲基萘的方法，所述催化剂在碳原子数为5～20的烃的脱氢反应中使用，该催化剂中，所述催化剂的载体为氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氧化硅-氧化铝混合物或沸石；并且所述催化剂含有下述成分作为活性成分：在最终催化剂的元素重量中为0.05重量％～2.5重量％的铂(Pt)、在最终催化剂的元素重量中为0.1重量％～3.0重量％的锡(Sn)或铟(In)、在最终催化剂的元素重量中为0.5重量％～15.0重量％的选自由钾(K)、镁(Mg)和铯(Cs)组成的组中的至少一种成分、以及在最终催化剂的元素重量中为0.3重量％～3.0重量％的氯；除上述成分外，所述催化剂还进一步含有在最终催化剂的元素重量中为0.01重量％～3.0重量％的锌(Zn)或镓(Ga)作为活性成分。

背景技术

与利用了脱氢用催化剂的脱氢反应工序相关的现有技术如下所述。

专利文献1中，将在氧化铝载体上担载用于脱氢反应的指定重量百分比的铂和锡而制成的催化剂作为烃的脱氢催化剂；专利文献2的提案中提出了进一步使催化剂中含有卤素物质以改善反应活性和选择度从而有效地增加反应。

并且，专利文献3中提出了下述的制备二甲基萘的脱氢化反应工序：使用活性炭或氧化铝(Al₂O₃)作为用于该脱氢反应工序的催化剂的载体，使用含有钯(Pd)成分作为活性成分的脱氢化用催化剂，在反应温度为200℃～300℃、压力为0.5kgf/cm²～5.1kgf/cm²的范围内进行脱氢化反应。

而且，专利文献4中提出了下述的脱氢化反应工序：使用活性炭作为载体，使用含有铂(Pt)和钯(Pd)成分作为活性成分的脱氢用催化剂，将氮(N₂)、氩(Ar)、氦(He)中的至少一种与原料物质一同进行投料，在压力为0.1kgf/cm²～10kgf/cm²的范围、反应温度为200℃～350℃的范围内进行脱氢化反应，该反应为气相反应。另外，专利文献5中提出了对碳原子数为2～50的有机化合物进行脱氢化反应工序，该工序中，在碱金属盐的碱性溶液中将铂(Pt)或钯(Pd)担载至氧化铝(Al₂O₃)上以制造催化剂，在反应温度为200℃～350℃、压力为10kgf/cm²的条件下进行对碳原子数为2～50的有机化合物进行脱氢化反应。

本发明人在专利文献6中对碳原子数为11以上的饱和烃的脱氢化反应催化剂进行了研究，结果发现，所述脱氢化反应优选液相反应或气相反应，并且反应条件为下述条件时脱氢化催化剂会发挥作用，所述条件是：液相反应的温度为180℃～350℃，压力为反应物能够维持液相的压力；气相反应的温度在250℃～550℃的范围，压力为反应物能够维持气相的压力。

然而，上述提到的方法中，使用活性炭和氧化铝作为催化剂的载体，借助活性成分或载体的结构物性变化对脱氢性能进行了改善，但是，上述方法对于在高温和高压下长期使用时载体结构的物性变化和活性成分的面积缩小、由此引起的催化剂性能的降低和催化剂寿命的缩短、以及脱氢反应选择性的降低之类的问题无法大幅度地改善。并且上述方法还存在下述问题：伴随着流入气体的压力变化，催化剂发生破碎损失，由此导致在机械强度和热稳定性方面出现问题。

专利文献1：美国专利第3531543号

专利文献2：美国专利第4506032号

专利文献3：美国专利第5012024号

专利文献4：美国专利第5369007号

专利文献5：美国专利第5189234号

专利文献6：韩国专利公开第10-2005-0054559号

发明内容

本发明的目的在于提供一种二甲基萘的制造方法，该方法能够改善由于在高温和高压下长期使用而导致的脱氢反应用铂催化剂的活性降低以及转化率和收率的降低。