JPH04277030A - エチルベンゼン脱水素触媒 - Google Patents
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- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8871—Rare earth metals or actinides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
- C07C5/3332—Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水蒸気存在下にエチルベ
ンゼンを脱水素し、スチレンを製造する触媒に関するも
のである。
ンゼンを脱水素し、スチレンを製造する触媒に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】スチレンは通常エチルベンゼンを脱水素
することによって製造され、合成ゴム、ABS樹脂、ポ
リスチレン等の原料モノマーとしてその生産量は年々増
大している。
することによって製造され、合成ゴム、ABS樹脂、ポ
リスチレン等の原料モノマーとしてその生産量は年々増
大している。
【0003】エチルベンゼン脱水素反応は下記反応式に
示したように容積膨張を伴う吸熱反応であり、 C6
H5・C2H5→C6H5・C2H3+H2−113キ
ロジュール/モルこの反応は1940年代米国において
、合成ゴム製造に対する社会的要求の為に盛んに研究さ
れ、その中で現在工業的に実施されているような、エチ
ルベンゼンのスチーム希釈下での脱水素方式が技術的に
確立され、代表的なスチレン製造法としての位置をしめ
るに至っている。
示したように容積膨張を伴う吸熱反応であり、 C6
H5・C2H5→C6H5・C2H3+H2−113キ
ロジュール/モルこの反応は1940年代米国において
、合成ゴム製造に対する社会的要求の為に盛んに研究さ
れ、その中で現在工業的に実施されているような、エチ
ルベンゼンのスチーム希釈下での脱水素方式が技術的に
確立され、代表的なスチレン製造法としての位置をしめ
るに至っている。
【0004】本反応は容積が膨張する反応である為に、
反応物をスチームによって希釈すれば化学平衡上有利に
なるが、スチーム希釈には他にも次のような利点がある
。 (イ)反応は550℃〜650℃の高温で行われるので
、エチルベンゼン加熱用の熱源としてスチームを使用出
来る。 (ロ)副反応によって炭素質物質が触媒上に析出するが
、その除去にスチームとの水性ガス反応が利用でき、そ
れによって触媒を再生処理することなく連続的に使用を
継続することが出来る。 (ハ)希釈剤としてのスチームは単に生成物を液化させ
るだけで容易に生成物と分離することが出来る。
反応物をスチームによって希釈すれば化学平衡上有利に
なるが、スチーム希釈には他にも次のような利点がある
。 (イ)反応は550℃〜650℃の高温で行われるので
、エチルベンゼン加熱用の熱源としてスチームを使用出
来る。 (ロ)副反応によって炭素質物質が触媒上に析出するが
、その除去にスチームとの水性ガス反応が利用でき、そ
れによって触媒を再生処理することなく連続的に使用を
継続することが出来る。 (ハ)希釈剤としてのスチームは単に生成物を液化させ
るだけで容易に生成物と分離することが出来る。
【0005】希釈スチーム存在下での反応方式が工業的
に採用されるに至った経緯は、酸化鉄・酸化カリウム系
触媒がスチーム存在下でもスチームによって被毒される
ことなく高性能を維持することが判明したことによるが
、触媒が工業的に使用される為には更に品質改善の為に
各種助触媒の添加が必要であり、これ迄添加すべき助触
媒成分の選択、或いはその組み合わせによってその時要
求された品質を有する触媒となし供給されてきた。
に採用されるに至った経緯は、酸化鉄・酸化カリウム系
触媒がスチーム存在下でもスチームによって被毒される
ことなく高性能を維持することが判明したことによるが
、触媒が工業的に使用される為には更に品質改善の為に
各種助触媒の添加が必要であり、これ迄添加すべき助触
媒成分の選択、或いはその組み合わせによってその時要
求された品質を有する触媒となし供給されてきた。
【0006】学理的には各触媒成分の作用状況下におけ
る役割は異なっていて、脱水素反応そのものに対し活性
を有している成分は酸化鉄であり、酸化カリウムは助触
媒として酸化鉄の活性を高めると共に、触媒上に析出し
た炭素質物質とスチームとの水性ガス反応を速め、その
他の成分は選択性の向上あるいは触媒の熱的安定性向上
の為に添加されている。
る役割は異なっていて、脱水素反応そのものに対し活性
を有している成分は酸化鉄であり、酸化カリウムは助触
媒として酸化鉄の活性を高めると共に、触媒上に析出し
た炭素質物質とスチームとの水性ガス反応を速め、その
他の成分は選択性の向上あるいは触媒の熱的安定性向上
の為に添加されている。
【0007】触媒は通常、酸化鉄、カリウム化合物、そ
の他成分の化合物を水分共存下に湿式混練し、次いで押
出成型、乾燥、焼成することによって製造される。
の他成分の化合物を水分共存下に湿式混練し、次いで押
出成型、乾燥、焼成することによって製造される。
【0008】原料酸化鉄として使用されているのは赤色
酸化鉄(ヘマタイト)、或いは黄色オキシ水酸化鉄(ゲ
ータイト)等であり、例えばヘマタイト使用例には特公
昭59−11339(シエルインターナショナル・リサ
ーチ・マーチャッピイ・ベイ・ウエイ)、米国特許第4
749674号(シエル・オイル・カンパニー・ヒユー
ストン)、特開昭59−216634(日産ガードラー
触媒株式会社)、ゲータイト使用例には特開昭49−6
5994(ザ・ダウケミカル・カンパニー)、特公昭4
3−18631(シエルインターナショナル・リサーチ
・マーチャッピイ・ベイ・ウエイ)がある。
酸化鉄(ヘマタイト)、或いは黄色オキシ水酸化鉄(ゲ
ータイト)等であり、例えばヘマタイト使用例には特公
昭59−11339(シエルインターナショナル・リサ
ーチ・マーチャッピイ・ベイ・ウエイ)、米国特許第4
749674号(シエル・オイル・カンパニー・ヒユー
ストン)、特開昭59−216634(日産ガードラー
触媒株式会社)、ゲータイト使用例には特開昭49−6
5994(ザ・ダウケミカル・カンパニー)、特公昭4
3−18631(シエルインターナショナル・リサーチ
・マーチャッピイ・ベイ・ウエイ)がある。
【0009】カリウム化合物は焼成によって酸化カリウ
ムに分解し得るものであり、触媒中に触媒毒になるよう
な成分を残留させないものであればどのような化合物で
も使用可能であるが、通常水酸化カリウム、或いは炭酸
カリウム等が使用される。
ムに分解し得るものであり、触媒中に触媒毒になるよう
な成分を残留させないものであればどのような化合物で
も使用可能であるが、通常水酸化カリウム、或いは炭酸
カリウム等が使用される。
【0010】酸化鉄、酸化カリウムはエチルベンゼン脱
水素反応が希釈スチーム存在下に行われる限り必須成分
であり、この組み合わせを基本とする触媒をより高性能
化する為に各種成分が添加される。
水素反応が希釈スチーム存在下に行われる限り必須成分
であり、この組み合わせを基本とする触媒をより高性能
化する為に各種成分が添加される。
【0011】例えば添加すべき別成分としてV及びCr
の添加が特公昭43−19864、米国特許第3084
125号及び第3361683号に、V及びCoの添加
が特開昭53−94295に、Cr及びCoの添加が米
国特許第3291756号に、V及びCr、Coの添加
が独国特許第2629635号に、Caおよび稀土類の
添加が仏国特許第8519324号に、Caおよび稀土
類、Moの添加が特開昭62−158227号に、Ca
及びセリウム、セメントの添加が特開昭49−1208
87に、Ca及びCe、Ge、Sn、Pbの添加が特開
昭64−27646に、Ce及びMo、セメントの添加
が特開昭49−120888、米国特許第390455
2号に、Ce及びMo、V、Coの添加が特開昭53−
129190に、Mg及びCe、Mo、Cr、Caの添
加が特開昭58−91965、59−213224、6
1−290741に、Crおよびアルカリ土類の添加が
特開昭59−216634に、Cr及び二価金属の添加
が特開昭52−5380303、60−3289に、C
r、V、Mg、Agの添加が特開昭53−129191
に、Cr及びV、Co、二価金属の添加が特開昭54−
90102に、Cr及びV、Co、Ce、Wの添加が特
開昭57−28291に、CrおよびV、Al、U、二
価金属、稀土類の添加が特開昭59−11339に、C
uの添加が米国特許第3387053号、第35428
97号、第4134858号に、Cu及びCr、Ce、
Moの添加が特開昭64−9003に夫々提案されてい
る。
の添加が特公昭43−19864、米国特許第3084
125号及び第3361683号に、V及びCoの添加
が特開昭53−94295に、Cr及びCoの添加が米
国特許第3291756号に、V及びCr、Coの添加
が独国特許第2629635号に、Caおよび稀土類の
添加が仏国特許第8519324号に、Caおよび稀土
類、Moの添加が特開昭62−158227号に、Ca
及びセリウム、セメントの添加が特開昭49−1208
87に、Ca及びCe、Ge、Sn、Pbの添加が特開
昭64−27646に、Ce及びMo、セメントの添加
が特開昭49−120888、米国特許第390455
2号に、Ce及びMo、V、Coの添加が特開昭53−
129190に、Mg及びCe、Mo、Cr、Caの添
加が特開昭58−91965、59−213224、6
1−290741に、Crおよびアルカリ土類の添加が
特開昭59−216634に、Cr及び二価金属の添加
が特開昭52−5380303、60−3289に、C
r、V、Mg、Agの添加が特開昭53−129191
に、Cr及びV、Co、二価金属の添加が特開昭54−
90102に、Cr及びV、Co、Ce、Wの添加が特
開昭57−28291に、CrおよびV、Al、U、二
価金属、稀土類の添加が特開昭59−11339に、C
uの添加が米国特許第3387053号、第35428
97号、第4134858号に、Cu及びCr、Ce、
Moの添加が特開昭64−9003に夫々提案されてい
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように酸
化鉄・酸化カリウム系触媒に添加すべき助触媒成分は多
数提案され、それら成分の触媒に対する役割は経験的に
理解されているので、各成分の特徴を発揮するような組
み合わせを選ぶことによって触媒品質の向上が図られて
来たが、アルカリ金属等の含有量が多いにも係わらず反
応温度が高い為に操業上のトラブルを発生し易く、又そ
の活性は実際の工業的な使用温度においてエチルベンゼ
ン転化率の平衡値と比較するとかなり低く、未だ改良す
べき問題点をかなり残している。
化鉄・酸化カリウム系触媒に添加すべき助触媒成分は多
数提案され、それら成分の触媒に対する役割は経験的に
理解されているので、各成分の特徴を発揮するような組
み合わせを選ぶことによって触媒品質の向上が図られて
来たが、アルカリ金属等の含有量が多いにも係わらず反
応温度が高い為に操業上のトラブルを発生し易く、又そ
の活性は実際の工業的な使用温度においてエチルベンゼ
ン転化率の平衡値と比較するとかなり低く、未だ改良す
べき問題点をかなり残している。
【0013】エチルベンゼン脱水素触媒を反応の点から
みた場合、触媒の選択性を損なうことなく活性が向上出
来ることが好ましく、それによって単にスチレン収率を
上げることが出来るばかりではなくより穏和な条件での
操業を可能にするので熱的な影響による酸化鉄焼結の為
の活性低下、或いはカリウム飛散による圧力損失の増加
等、触媒に係わる諸問題を軽減する為の対策を取ること
を可能にする。
みた場合、触媒の選択性を損なうことなく活性が向上出
来ることが好ましく、それによって単にスチレン収率を
上げることが出来るばかりではなくより穏和な条件での
操業を可能にするので熱的な影響による酸化鉄焼結の為
の活性低下、或いはカリウム飛散による圧力損失の増加
等、触媒に係わる諸問題を軽減する為の対策を取ること
を可能にする。
【0014】本発明者等は既存触媒が性能上改善の余地
が残されていることに鑑み、エチルベンゼン脱水素触媒
の活性を、選択性を犠牲にすることなく向上させるべく
酸化鉄・酸化カリウム系触媒への既知成分添加の組み合
わせ或いは新規成分の添加について検討を重ねて来た。
が残されていることに鑑み、エチルベンゼン脱水素触媒
の活性を、選択性を犠牲にすることなく向上させるべく
酸化鉄・酸化カリウム系触媒への既知成分添加の組み合
わせ或いは新規成分の添加について検討を重ねて来た。
【0015】その中で新規成分として、酸化チタンを既
知助触媒成分に合わせて触媒中に添加することによって
その性能は驚く程向上し、しかもその効果は単に活性を
増大させるだけでなく同一転化率での選択性もかなり向
上させ、又その添加法によって促進作用の発揮に適した
酸化チタン添加量の範囲が異なることを見だした。
知助触媒成分に合わせて触媒中に添加することによって
その性能は驚く程向上し、しかもその効果は単に活性を
増大させるだけでなく同一転化率での選択性もかなり向
上させ、又その添加法によって促進作用の発揮に適した
酸化チタン添加量の範囲が異なることを見だした。
【0016】本発明者等は係る知見にもとずき、更に重
ねて酸化チタンについての添加効果を検討した結果本発
明を完成するに至ったものである。
ねて酸化チタンについての添加効果を検討した結果本発
明を完成するに至ったものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明者等は既知触媒の
なかで、高活性であると同時に高選択性であるとされて
いる助触媒成分としてアルカリ土類金属、セリウム、及
びモリブデン等を含有した触媒を対象に、より高活性化
する為に新規成分を含めた別成分の添加を検討してきた
が、その中で酸化鉄を含めての各種触媒原料を混練した
後、押出成型し、次いで乾燥、焼成することによって製
造される触媒に、酸化チタンを既知助触媒成分に合わせ
て含有させることによって、その性能を顕著に改善させ
、目的を達成し得ることを見出した。
なかで、高活性であると同時に高選択性であるとされて
いる助触媒成分としてアルカリ土類金属、セリウム、及
びモリブデン等を含有した触媒を対象に、より高活性化
する為に新規成分を含めた別成分の添加を検討してきた
が、その中で酸化鉄を含めての各種触媒原料を混練した
後、押出成型し、次いで乾燥、焼成することによって製
造される触媒に、酸化チタンを既知助触媒成分に合わせ
て含有させることによって、その性能を顕著に改善させ
、目的を達成し得ることを見出した。
【0018】酸化チタンの添加法は、酸化チタンそのも
の又は焼成工程で酸化物になり得ると共に被毒物質を触
媒中に残留させないような酸化チタン前駆体を、酸化鉄
を含む各触媒原料の湿式混練工程で加える混練添加でも
良く、又通常の工業的酸化鉄製造法である沈澱法或いは
熱分解法において、原料としての鉄塩水溶液中に水溶性
チタン塩類を添加溶解させておき、次いで必要な後工程
を施し酸化鉄を得ることにより予め酸化鉄中に酸化チタ
ンを加えておく先行添加でも良いが、既存の工業用酸化
鉄でも目的に適う酸化チタンを既に含有する酸化鉄であ
れば、これを酸化チタン先行添加の酸化物として使用す
ることが出来る。
の又は焼成工程で酸化物になり得ると共に被毒物質を触
媒中に残留させないような酸化チタン前駆体を、酸化鉄
を含む各触媒原料の湿式混練工程で加える混練添加でも
良く、又通常の工業的酸化鉄製造法である沈澱法或いは
熱分解法において、原料としての鉄塩水溶液中に水溶性
チタン塩類を添加溶解させておき、次いで必要な後工程
を施し酸化鉄を得ることにより予め酸化鉄中に酸化チタ
ンを加えておく先行添加でも良いが、既存の工業用酸化
鉄でも目的に適う酸化チタンを既に含有する酸化鉄であ
れば、これを酸化チタン先行添加の酸化物として使用す
ることが出来る。
【0019】酸化チタン先行添加の酸化鉄製造の為の鉄
塩類は、水溶性であればどのような塩類も使用可能であ
り、酸化鉄を沈殿法によって製造する場合は通常経済的
理由により硫酸鉄が使用され、塩基性物質との中和反応
によって製造されるが、酸化鉄中への硫黄残留を少なく
する為に沈殿物の水洗を充分行う必要があり、一方酸化
鉄を熱分解法によって製造する場合は、経済的な理由と
熱分解の容易さの為に通常塩化鉄が使用されるが、酸化
鉄中への塩素残留を出来るだけ少なくするように熱分解
を充分行い製造されなければならない。
塩類は、水溶性であればどのような塩類も使用可能であ
り、酸化鉄を沈殿法によって製造する場合は通常経済的
理由により硫酸鉄が使用され、塩基性物質との中和反応
によって製造されるが、酸化鉄中への硫黄残留を少なく
する為に沈殿物の水洗を充分行う必要があり、一方酸化
鉄を熱分解法によって製造する場合は、経済的な理由と
熱分解の容易さの為に通常塩化鉄が使用されるが、酸化
鉄中への塩素残留を出来るだけ少なくするように熱分解
を充分行い製造されなければならない。
【0020】本触媒に使用される鉄原料は酸化鉄が基本
であるが、必ずしも酸化鉄である必要はなく、触媒を焼
成する際酸化鉄になり得るような酸化鉄前駆体、即ちゲ
ータイト或いは塩基性炭酸鉄等も使用する事が出来る。
であるが、必ずしも酸化鉄である必要はなく、触媒を焼
成する際酸化鉄になり得るような酸化鉄前駆体、即ちゲ
ータイト或いは塩基性炭酸鉄等も使用する事が出来る。
【0021】触媒は最終的には焼成されるので、助触媒
成分として使用し得る化合物も熱処理することによって
酸化物に分解され得るものであればどのような化合物で
も使用することが出来るが、焼成後触媒中に硫黄或いは
塩素等が残留すると触媒毒として作用するので、該元素
類を含む化合物を使用する場合はこの点に留意する必要
があるが、通常入手容易性或いは経済性等の点から見て
、カリウム、アルカリ土類、セリウムの原料は炭酸塩又
は水酸化物の使用が、モリブデンについてはパラモリブ
デン酸アンモン或いは酸化モリブデンの使用が好ましい
。
成分として使用し得る化合物も熱処理することによって
酸化物に分解され得るものであればどのような化合物で
も使用することが出来るが、焼成後触媒中に硫黄或いは
塩素等が残留すると触媒毒として作用するので、該元素
類を含む化合物を使用する場合はこの点に留意する必要
があるが、通常入手容易性或いは経済性等の点から見て
、カリウム、アルカリ土類、セリウムの原料は炭酸塩又
は水酸化物の使用が、モリブデンについてはパラモリブ
デン酸アンモン或いは酸化モリブデンの使用が好ましい
。
【0022】各触媒成分の含有量は、既に提案されてい
るような量でよく、例えば触媒成分を全て酸化物に換算
して表示すれば次のような範囲であり、又新規に添加す
る酸化チタン量はその加え方に依存し、酸化チタンを触
媒原料の混練工程で加える場合は、全触媒成分を酸化物
に換算して表示すると0.01〜10.0wt.%、好
ましくは0.02〜5.0wt.%であるのに対し、酸
化チタンを酸化鉄中に先行添加する場合は全触媒成分酸
化物換算で、0.005〜5.0wt.%、好ましくは
0.01〜2.5wt.%である。
るような量でよく、例えば触媒成分を全て酸化物に換算
して表示すれば次のような範囲であり、又新規に添加す
る酸化チタン量はその加え方に依存し、酸化チタンを触
媒原料の混練工程で加える場合は、全触媒成分を酸化物
に換算して表示すると0.01〜10.0wt.%、好
ましくは0.02〜5.0wt.%であるのに対し、酸
化チタンを酸化鉄中に先行添加する場合は全触媒成分酸
化物換算で、0.005〜5.0wt.%、好ましくは
0.01〜2.5wt.%である。
【0023】混練添加での酸化チタン添加量、及び酸化
鉄への先行添加での酸化チタン添加量が夫々下限以下、
即ち0.01wt.%及び0.005wt.%以下では
その添加による性能向上が充分ではなく、又夫々上限以
上、即ち10.0wt.%及び5.0wt.%以上では
選択性は大幅に改善されるが、これに反して活性低下が
過大になるので実用的ではない。
鉄への先行添加での酸化チタン添加量が夫々下限以下、
即ち0.01wt.%及び0.005wt.%以下では
その添加による性能向上が充分ではなく、又夫々上限以
上、即ち10.0wt.%及び5.0wt.%以上では
選択性は大幅に改善されるが、これに反して活性低下が
過大になるので実用的ではない。
【0024】酸化鉄を含めての触媒原料は湿式混練され
るが、混練時の添加水分量は次の工程の押出成型に適し
た水分量とする必要があり、使用される原料の種類によ
って異なるが、10〜25wt.%の範囲で添加され、
充分混練した後押出成型され、次いで乾燥、焼成するこ
とによって触媒を得ることが出来る。
るが、混練時の添加水分量は次の工程の押出成型に適し
た水分量とする必要があり、使用される原料の種類によ
って異なるが、10〜25wt.%の範囲で添加され、
充分混練した後押出成型され、次いで乾燥、焼成するこ
とによって触媒を得ることが出来る。
【0025】乾燥は押出し成型物が保有している遊離水
を除去出来れば良く、通常80〜200℃、好ましくは
100〜150℃の温度で行われ、一方焼成は乾燥物中
に含有されている各触媒前駆体が熱的に分解され、酸化
物になり得るような温度で行う必要があり、通常400
〜1000℃、好ましくは500〜900℃の温度範囲
でおこなわれる。
を除去出来れば良く、通常80〜200℃、好ましくは
100〜150℃の温度で行われ、一方焼成は乾燥物中
に含有されている各触媒前駆体が熱的に分解され、酸化
物になり得るような温度で行う必要があり、通常400
〜1000℃、好ましくは500〜900℃の温度範囲
でおこなわれる。
【0026】焼成温度は良好な品質の触媒を得る為には
重要であり、400℃以下の温度では各触媒前駆体を酸
化物となす為には不充分であり、又1000℃以上の温
度では酸化鉄の結晶成長が助長される為、活性低下を来
すので好ましくない。
重要であり、400℃以下の温度では各触媒前駆体を酸
化物となす為には不充分であり、又1000℃以上の温
度では酸化鉄の結晶成長が助長される為、活性低下を来
すので好ましくない。
【0027】得られた触媒について常圧流通式反応装置
によってエチルベンゼン脱水素反応を行い、その性能を
測定したが酸化チタン添加の触媒性能向上に対する効果
は大きく、単に活性を顕著に高めるだけではなく同一転
化率で比較した場合その選択性をも改善させる効果もあ
ることが見出された。
によってエチルベンゼン脱水素反応を行い、その性能を
測定したが酸化チタン添加の触媒性能向上に対する効果
は大きく、単に活性を顕著に高めるだけではなく同一転
化率で比較した場合その選択性をも改善させる効果もあ
ることが見出された。
【0028】以上に記述したように、酸化チタンを既知
助触媒成分に合わせて添加することによって、アルカリ
土類、セリウム、モリブデンからなる触媒の性能を顕著
に改善せしめることが見出されたので、本発明者等は更
にクロム含有触媒をも対象としてその性能向上の為の検
討を行った。
助触媒成分に合わせて添加することによって、アルカリ
土類、セリウム、モリブデンからなる触媒の性能を顕著
に改善せしめることが見出されたので、本発明者等は更
にクロム含有触媒をも対象としてその性能向上の為の検
討を行った。
【0029】クロム含有触媒も基本的には各成分酸化物
前駆体を混練することによって製造することが出来るの
で、アルカリ土類、セリウム、モリブデン含有触媒製造
に使用し得る原料を利用でき、一方クロム原料としては
各種クロム酸塩類、とくにクロム酸のアルカリ塩類、或
いはアンモニウム塩類が使用され、その他のものとして
酸化クロム、又は無水クロム酸等のクロム酸化物をも使
用することが出来る。
前駆体を混練することによって製造することが出来るの
で、アルカリ土類、セリウム、モリブデン含有触媒製造
に使用し得る原料を利用でき、一方クロム原料としては
各種クロム酸塩類、とくにクロム酸のアルカリ塩類、或
いはアンモニウム塩類が使用され、その他のものとして
酸化クロム、又は無水クロム酸等のクロム酸化物をも使
用することが出来る。
【0030】そこで本発明者等は、アルカリ土類、セリ
ウム、モリブデン含有触媒と同様の処理法によって酸化
チタンを添加したクロム含有触媒を調製した。
ウム、モリブデン含有触媒と同様の処理法によって酸化
チタンを添加したクロム含有触媒を調製した。
【0031】得られた触媒につき常圧流通式反応装置に
よってエチルベンゼン脱水素反応試験を行い、性能を評
価したがアルカリ土類、セリウム、モリブデン含有触媒
におげる場合と同様に酸化チタンを添加することによっ
てクロム含有触媒の性能は著しく改善され、その効果は
単に活性を向上させるだけではなく、同一転化率での選
択性をも向上させることを確認し、本発明を完成した。
よってエチルベンゼン脱水素反応試験を行い、性能を評
価したがアルカリ土類、セリウム、モリブデン含有触媒
におげる場合と同様に酸化チタンを添加することによっ
てクロム含有触媒の性能は著しく改善され、その効果は
単に活性を向上させるだけではなく、同一転化率での選
択性をも向上させることを確認し、本発明を完成した。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、酸化鉄と酸化カリウム
を主体とし、性能向上の為の助触媒成分よりなる既知の
エチルベンゼン脱水素触媒に、酸化チタンを添加するこ
とによによって、触媒活性を大幅に増大させることが出
来るばかりでなく、同一転化率での選択性をも向上させ
ることが出来るので、それによって操業条件を変えるこ
となくスチレン収率を向上させることが出来、又場合に
よってはより穏和な条件での操業をも可能にするので、
熱的な影響による酸化鉄結晶成長の為の活性低下、或い
はカリウム飛散に起因する圧力損失増大等の操業上の問
題を軽減することが出来る。
を主体とし、性能向上の為の助触媒成分よりなる既知の
エチルベンゼン脱水素触媒に、酸化チタンを添加するこ
とによによって、触媒活性を大幅に増大させることが出
来るばかりでなく、同一転化率での選択性をも向上させ
ることが出来るので、それによって操業条件を変えるこ
となくスチレン収率を向上させることが出来、又場合に
よってはより穏和な条件での操業をも可能にするので、
熱的な影響による酸化鉄結晶成長の為の活性低下、或い
はカリウム飛散に起因する圧力損失増大等の操業上の問
題を軽減することが出来る。
【0033】
【実施例】次に、本発明の内容を実施例によって具体的
に説明するが、その中で記載されている性能評価は次の
ような条件によって実施され、 性能評価条件 触媒使用量(cc)
100
H2O/エチルベンゼン(重量比) 2
.0 反応温度(℃)
570、600
、620又、触媒性能を表す転化率(%)、及び選択率
(%)は夫々下式によって計算された。 転化率(%)=〔(A−B)/A〕×100選択率(%
)=〔C/(A−B)〕×100
に説明するが、その中で記載されている性能評価は次の
ような条件によって実施され、 性能評価条件 触媒使用量(cc)
100
H2O/エチルベンゼン(重量比) 2
.0 反応温度(℃)
570、600
、620又、触媒性能を表す転化率(%)、及び選択率
(%)は夫々下式によって計算された。 転化率(%)=〔(A−B)/A〕×100選択率(%
)=〔C/(A−B)〕×100
【0034】ここで、
A、B、C、は夫々次の物質濃度を表す。 A;触媒層入口エチルベンゼン濃度(wt.%)B;触
媒層出口エチルベンゼン濃度(wt.%)C;触媒層出
口スチレン濃度(wt.%)実施例−1 赤色酸化鉄(ヘマタイト結晶構造)500g、炭酸カリ
ウム252g、炭酸マグネシウム25g、水酸化セリウ
ム55.2g、酸化モリブデン21g、酸化チタン0.
7gをニーダー中に秤取し、混合しつつ徐々に純水を加
えペースト状となし、次いで1/8インチサイズに押出
成型し、乾燥器中で100〜120℃、一夜乾燥した後
、電気炉中に移し、600℃、4時間焼成した。
A、B、C、は夫々次の物質濃度を表す。 A;触媒層入口エチルベンゼン濃度(wt.%)B;触
媒層出口エチルベンゼン濃度(wt.%)C;触媒層出
口スチレン濃度(wt.%)実施例−1 赤色酸化鉄(ヘマタイト結晶構造)500g、炭酸カリ
ウム252g、炭酸マグネシウム25g、水酸化セリウ
ム55.2g、酸化モリブデン21g、酸化チタン0.
7gをニーダー中に秤取し、混合しつつ徐々に純水を加
えペースト状となし、次いで1/8インチサイズに押出
成型し、乾燥器中で100〜120℃、一夜乾燥した後
、電気炉中に移し、600℃、4時間焼成した。
【0035】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−1の通りであった。 実施例−2〜5 実施例−1において、酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練
の際、酸化チタン使用量を0.10g、又は3.0g、
又は23.0g又は70.0gとした以外は、実施例−
1と全く同じ処理法によって、実施例−2、3、4、5
の触媒を調製した。
その性能評価結果は表−1の通りであった。 実施例−2〜5 実施例−1において、酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練
の際、酸化チタン使用量を0.10g、又は3.0g、
又は23.0g又は70.0gとした以外は、実施例−
1と全く同じ処理法によって、実施例−2、3、4、5
の触媒を調製した。
【0036】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−1の通りであった。 比較例−1 実施例−1において、酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練
の際、酸化チタンを加えなかった以外は実施例−1と全
く同じ処理法によって、比較例−1の触媒を調製した。
その性能評価結果は表−1の通りであった。 比較例−1 実施例−1において、酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練
の際、酸化チタンを加えなかった以外は実施例−1と全
く同じ処理法によって、比較例−1の触媒を調製した。
【0037】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−1の通りであった。
その性能評価結果は表−1の通りであった。
【0038】実施例−6
赤色酸化鉄(ヘマタイト結晶構造)500g、炭酸カリ
ウム84g、重クロム酸アンモニウム24.0g、及び
酸化チタン0.5gを秤取してニーダー中に加え、混合
しつつ徐々に純水を加えてペースト状となし、次いで押
出機によって1/8インチサイズに押出成型し、乾燥器
中で100〜120℃、一夜乾燥した後電気炉中に移し
、600℃、4時間焼成した。
ウム84g、重クロム酸アンモニウム24.0g、及び
酸化チタン0.5gを秤取してニーダー中に加え、混合
しつつ徐々に純水を加えてペースト状となし、次いで押
出機によって1/8インチサイズに押出成型し、乾燥器
中で100〜120℃、一夜乾燥した後電気炉中に移し
、600℃、4時間焼成した。
【0039】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−1の通りであった。
その性能評価結果は表−1の通りであった。
【0040】実施例−7〜10
実施例−6において酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練の
際、酸化チタン使用量を0.1g、又は2.0g、又は
13.0g、又は50.0gとした以外は実施例−6と
全く同じ処理法によって、実施例−7、8、9、10触
媒を調製した。
際、酸化チタン使用量を0.1g、又は2.0g、又は
13.0g、又は50.0gとした以外は実施例−6と
全く同じ処理法によって、実施例−7、8、9、10触
媒を調製した。
【0041】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その評価結果は表−1の通りであった。
その評価結果は表−1の通りであった。
【0042】比較例−2
実施例−6において、酸化鉄を含めた触媒原料湿式混練
の際、酸化チタンを加えなかったた以外は実施例−6と
全く同じ処理法によって、比較例−2の触媒を調製した
。
の際、酸化チタンを加えなかったた以外は実施例−6と
全く同じ処理法によって、比較例−2の触媒を調製した
。
【0043】得られた触媒は下記の組成を有しており、
性能評価結果は表−1の通りであった。
性能評価結果は表−1の通りであった。
【0044】実施例−11
硫酸第一鉄1741g及び硫酸チタン0.75gを10
Lビーカーに秤取し、6L純水を撹拌下に加え溶解し(
A液とする)、これとは別に5Lビーカーに4L純水を
加えたものを準備し、炭酸ナトリウム796.5gを撹
拌下に徐々に加えて溶解する(B液とする)。
Lビーカーに秤取し、6L純水を撹拌下に加え溶解し(
A液とする)、これとは別に5Lビーカーに4L純水を
加えたものを準備し、炭酸ナトリウム796.5gを撹
拌下に徐々に加えて溶解する(B液とする)。
【0045】次に常温において、A液をB液中に撹拌下
に徐々に加えて(A液滴下時間約60分)塩基性炭酸鉄
の沈殿物を得、1〜2時間熟成後水洗、濾過を数回繰り
返し不純物を充分除去した後、磁性皿に移し乾燥機中で
100〜120℃、一夜乾燥し、更に乾燥物を電気炉中
に入れ、400℃、4時間焼成することによって酸化チ
タン含有酸化鉄を得た。
に徐々に加えて(A液滴下時間約60分)塩基性炭酸鉄
の沈殿物を得、1〜2時間熟成後水洗、濾過を数回繰り
返し不純物を充分除去した後、磁性皿に移し乾燥機中で
100〜120℃、一夜乾燥し、更に乾燥物を電気炉中
に入れ、400℃、4時間焼成することによって酸化チ
タン含有酸化鉄を得た。
【0046】この酸化鉄全量をニーダー中に移し、その
他の触媒原料として炭酸カリウム252g、炭酸マグネ
シウム25g、炭酸セリウム134.3g、酸化モリブ
デン21gを夫々ニーダー中に秤取し、混合しつつ徐々
に純水を加えペースト状となし、次いで混練物を押出機
によって1/8インチに成型し、乾燥機中で100〜1
20℃一夜乾燥した後、電気炉中で600℃、4時間焼
成した。
他の触媒原料として炭酸カリウム252g、炭酸マグネ
シウム25g、炭酸セリウム134.3g、酸化モリブ
デン21gを夫々ニーダー中に秤取し、混合しつつ徐々
に純水を加えペースト状となし、次いで混練物を押出機
によって1/8インチに成型し、乾燥機中で100〜1
20℃一夜乾燥した後、電気炉中で600℃、4時間焼
成した。
【0047】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−2の通りであった。
その性能評価結果は表−2の通りであった。
【0048】実施例−12〜16
実施例−11において酸化鉄調製の際、硫酸チタン使用
量を0.15g、又は3.4g、又は18.5g、又は
37.5g、又は85.0gとした以外は、実施例−1
1と全く同じ処理法によって実施例−12、13、14
、15、16の触媒を調製した。
量を0.15g、又は3.4g、又は18.5g、又は
37.5g、又は85.0gとした以外は、実施例−1
1と全く同じ処理法によって実施例−12、13、14
、15、16の触媒を調製した。
【0049】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−2の通りであった。
その性能評価結果は表−2の通りであった。
【0050】比較例−3
実施例−11において酸化鉄調製の際、硫酸チタンを加
えなかった以外は実施例−11と全く同じ処理法によっ
て、比較例−3の触媒を調製した。
えなかった以外は実施例−11と全く同じ処理法によっ
て、比較例−3の触媒を調製した。
【0051】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−2の通りであった。
その性能評価結果は表−2の通りであった。
【0052】実施例−17
硫酸第一鉄1741g及び硫酸チタン0.75gを10
Lビーカーに秤取し、6Lの純水を攪拌下に加えて溶解
し(A液とする)、これとは別に5Lビーカーに4L純
水を加えたものを準備し、水酸化ナトリウム601.2
gを攪拌下に徐々に加えて溶解する(B液とする)。
Lビーカーに秤取し、6Lの純水を攪拌下に加えて溶解
し(A液とする)、これとは別に5Lビーカーに4L純
水を加えたものを準備し、水酸化ナトリウム601.2
gを攪拌下に徐々に加えて溶解する(B液とする)。
【0053】次に常温においてA液をB液中に、攪拌及
び空気吹き込み下に徐々に加えてオキシ水酸化鉄沈殿物
を得(A液滴下時間約60分)、1〜2時間熟成した後
水洗、濾過を数回繰り返し不純物を充分除去した後、乾
燥機中で100〜120℃、一夜乾燥し、次いで電気炉
中で400℃、4時間焼成することにより酸化チタン含
有酸化鉄を得た。
び空気吹き込み下に徐々に加えてオキシ水酸化鉄沈殿物
を得(A液滴下時間約60分)、1〜2時間熟成した後
水洗、濾過を数回繰り返し不純物を充分除去した後、乾
燥機中で100〜120℃、一夜乾燥し、次いで電気炉
中で400℃、4時間焼成することにより酸化チタン含
有酸化鉄を得た。
【0054】この酸化鉄全量をニーダー中に移し、その
他の触媒原料として炭酸カリウム84.0g、重クロム
酸アンモニウム23.7gを夫々ニーダー中に秤取し、
混合しつつ徐々に純水を加えてペースト状となし、次い
で混練物を押出機によって1/8インチサイズに成型し
、乾燥機中で100〜120℃、一夜乾燥した後、電気
炉中で、800℃、4時間焼成した。
他の触媒原料として炭酸カリウム84.0g、重クロム
酸アンモニウム23.7gを夫々ニーダー中に秤取し、
混合しつつ徐々に純水を加えてペースト状となし、次い
で混練物を押出機によって1/8インチサイズに成型し
、乾燥機中で100〜120℃、一夜乾燥した後、電気
炉中で、800℃、4時間焼成した。
【0055】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その性能評価結果は表−2の通りであった。
その性能評価結果は表−2の通りであった。
【0056】実施例−18〜22
実施例−17において酸化鉄調製の際、硫酸チタン使用
量を0.15g、又は4.3g、又は14.5g、又は
26.8g、又は58.0gとした以外は実施例−17
と全く同じ処理法によって実施例−18、19、20、
21、22の触媒を調製した。
量を0.15g、又は4.3g、又は14.5g、又は
26.8g、又は58.0gとした以外は実施例−17
と全く同じ処理法によって実施例−18、19、20、
21、22の触媒を調製した。
【0057】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その評価結果は表−2の通りであった。
その評価結果は表−2の通りであった。
【0058】比較例−4
実施例−17において酸化鉄調製の際、硫酸チタンを加
えなかったこと以外は実施例−17と全く同じ処理法に
よって、比較例−4の触媒を調製した。
えなかったこと以外は実施例−17と全く同じ処理法に
よって、比較例−4の触媒を調製した。
【0059】得られた触媒は下記の組成を有しており、
その評価結果は表−2の通りであった。
その評価結果は表−2の通りであった。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
Claims (3)
- 【請求項1】 酸化鉄及び酸化カリウム主体の構成で
あり、助触媒成分の一つとして酸化チタンを含有するエ
チルベンゼン脱水素触媒。 - 【請求項2】 触媒原料を混練し、次いで乾燥、焼成
することによって製造される酸化鉄及び酸化カリウムを
主体とし、助触媒成分の一つとして酸化チタンを含有す
る触媒であり、酸化チタン添加が触媒原料混練時になさ
れ、その添加料は全触媒成分を酸化物に換算した場合0
.01〜10.0wt.%である請求項1記載の触媒。 - 【請求項3】 触媒原料を混練し、次いで乾燥、焼成
することによって製造される酸化鉄及び酸化カリウムを
主体とし、助触媒成分の一つとして酸化チタンを含有す
る触媒であり、酸化チタンは予め酸化鉄中に添加され、
その添加量は全触媒成分を酸化物に換算した場合0.0
05〜5.0wt.%である請求項1記載の触媒。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123185A JPH04277030A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | エチルベンゼン脱水素触媒 |
| US07/843,919 US5190906A (en) | 1991-03-05 | 1992-02-27 | Alkyl aromatic hydrocarbon dehydrogenation catalyst and method for producing the catalyst |
| JP4044749A JP2833907B2 (ja) | 1991-03-05 | 1992-03-02 | エチルベンゼン脱水素触媒及びその製造法 |
| TW081101590A TW201706B (ja) | 1991-03-05 | 1992-03-02 | |
| EP92103702A EP0502510B2 (en) | 1991-03-05 | 1992-03-04 | Alkyl aromatic hydrocarbon dehydrogenation catalyst and production method thereof |
| CA002062266A CA2062266C (en) | 1991-03-05 | 1992-03-04 | Alkyl aromatic hydrocarbon dehydrogenation catalyst |
| DE69206845T DE69206845T3 (de) | 1991-03-05 | 1992-03-04 | Katalysator zur Dehydrierung eines alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffes und Verfahren zur Herstellung desselben |
| KR1019920003655A KR960001416B1 (ko) | 1991-03-05 | 1992-03-05 | 알킬방향족탄화수소 탈수소촉매 및 그 제조법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123185A JPH04277030A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | エチルベンゼン脱水素触媒 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044749A Division JP2833907B2 (ja) | 1991-03-05 | 1992-03-02 | エチルベンゼン脱水素触媒及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277030A true JPH04277030A (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=14854298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3123185A Pending JPH04277030A (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | エチルベンゼン脱水素触媒 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5190906A (ja) |
| EP (1) | EP0502510B2 (ja) |
| JP (1) | JPH04277030A (ja) |
| KR (1) | KR960001416B1 (ja) |
| CA (1) | CA2062266C (ja) |
| DE (1) | DE69206845T3 (ja) |
| TW (1) | TW201706B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006132370A1 (ja) | 2005-06-10 | 2006-12-14 | Mitsubishi Chemical Corporation | スチレンの製造方法 |
| JP2008520431A (ja) * | 2004-11-18 | 2008-06-19 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 低チタン濃度を有する高活性および高安定性の酸化鉄系脱水素化触媒およびこの製造ならびに使用 |
| JP2010516449A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-20 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | 触媒、これの調製および使用 |
| JP2015506830A (ja) * | 2011-12-22 | 2015-03-05 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 炭化水素の脱水素化のための触媒 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5739071A (en) * | 1993-07-07 | 1998-04-14 | Raytheon Engineers & Constructors, Inc. | Method and apparatus for regeneratinig and stabilizing dehydrogenation catalysts |
| CN1047101C (zh) * | 1993-10-06 | 1999-12-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 复合型耐硫甲烷化催化剂 |
| US5401485A (en) * | 1994-03-15 | 1995-03-28 | Shell Oil Company | Reduction of residual chloride in iron oxides |
| DE19535416A1 (de) * | 1995-09-23 | 1997-03-27 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren für selektive Dehydrierungen |
| CN1050535C (zh) * | 1995-11-15 | 2000-03-22 | 中国石油化工总公司 | 用于生产不饱和芳烃的脱氢催化剂 |
| CN1055076C (zh) * | 1996-10-22 | 2000-08-02 | 中国石油化工总公司上海石油化工研究院 | 用于生产苯乙烯的脱氢工艺 |
| IT1293531B1 (it) | 1997-08-01 | 1999-03-01 | Sud Chemie Mt S R L Ex Monteca | Catalizzatori per la deidrogenazione dell'etilbenzene a stirene |
| KR100358222B1 (ko) * | 1997-09-30 | 2003-05-16 | 한국화학연구원 | 방향족탄화수소의탈수소화촉매및이촉매와이산화탄소를이용한탈수소화방법 |
| CN1076632C (zh) * | 1998-03-30 | 2001-12-26 | 中国石油化工总公司 | 烷基芳烃脱氢催化剂 |
| US6242379B1 (en) * | 1998-04-01 | 2001-06-05 | United Catalysts Inc. | Dehydrogenation catalysts |
| US6756339B1 (en) | 1998-04-01 | 2004-06-29 | Sud-Chemie Inc. | Dehydrogenation catalysts |
| US6037511A (en) * | 1998-09-30 | 2000-03-14 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Catalyst for dehydrogenating aromatic with carbon dioxide |
| KR100358074B1 (ko) * | 1999-11-02 | 2002-10-25 | 한국화학연구원 | 방향족 탄화수소의 탈수소화 반응용 혼합촉매 |
| KR100383221B1 (ko) * | 2001-01-17 | 2003-05-12 | 한국화학연구원 | 알킬방향족 탄화수소의 탈수소반응용 촉매와 그 제조방법 |
| TWI267401B (en) * | 2002-01-30 | 2006-12-01 | Shell Int Research | A catalyst, its preparation and its use in a dehydrogenation process |
| US7244868B2 (en) * | 2002-06-25 | 2007-07-17 | Shell Oil Company | Process for the dehydrogenation of an unsaturated hydrocarbon |
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