DE1187589B - Process for the preparation of a cracking catalyst from silicon dioxide and zirconium dioxide - Google Patents

Process for the preparation of a cracking catalyst from silicon dioxide and zirconium dioxide

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DE1187589B
DE1187589B DES67898A DES0067898A DE1187589B DE 1187589 B DE1187589 B DE 1187589B DE S67898 A DES67898 A DE S67898A DE S0067898 A DES0067898 A DE S0067898A DE 1187589 B DE1187589 B DE 1187589B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

BOIjBOIj

Deutsche Kl.: 12 g-4/01 German class: 12 g -4/01

Nummer: 1187 589Number: 1187 589

Aktenzeichen: S 67898IV a/12 gFile number: S 67898IV a / 12 g

Anmeldetag: 2. April 1960Filing date: April 2, 1960

Auslegetag: 25. Februar 1965Opening day: February 25, 1965

Die Herstellung von Katalysatoren aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd ist bekannt. So ist vorgeschlagen worden, Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatoren durch Imprägnierung von Kieselsäuregel mit Zirkonnitrat herzustellen und anschließend das Metallsalz zu Zirkondioxyd zu zersetzen. Gepreßte Gemische von Siliciumdioxyd- und Zirkondioxydniederschlägen sind ebenfalls als Kohlenwasserstoffumwandlungskatalysatoren vorgeschlagen worden. Obwohl die unter Anwendung solcher Katalysatoren erhaltenen Ergebnisse gezeigt haben, daß Zusammensetzungen aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd bei der katalytischen Förderung der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen an sich brauchbar sind, weisen sie im Vergleich mit den bekannten Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Kohlenwasserstoffumwandlungskatalysatoren keine merkliche Verbesserung hinsichtlich der Aktivität auf, so daß in der Technik fortgesetzt Zusammensetzungen aus Siliciumdioxyd und Aluminiumoxyd als Crackkatalysatoren eingesetzt werden.The manufacture of catalysts from silicon dioxide and zirconium dioxide is known. So is suggested been made by impregnating silica gel with silica-zirconia catalysts To produce zirconium nitrate and then to decompose the metal salt into zirconium dioxide. Pressed mixtures of silica and zirconia precipitates are also used as hydrocarbon conversion catalysts has been proposed. Although those obtained using such catalysts Results have shown that silica and zirconia compositions are effective in catalytic Promote the conversion of hydrocarbons are useful in themselves, they point in the Comparison with the known silica-alumina hydrocarbon conversion catalysts no noticeable improvement in activity, so compositions continued in the art made of silicon dioxide and aluminum oxide are used as cracking catalysts.

Gemäß einer weiteren bekannten Arbeitsweise zur Herstellung eines Katalysators aus Siliciumhydroxyd und Zirkonhydroxyd wird das Siliciumhydroxyd vor oder nach seinem Vermischen mit dem Zirkonhydroxyd gewaschen und getrocknet, wobei der Kalzinierung ein Siliciumhydroxyd-Zirkonhydroxyd-Gemisch zugeführt wird, das praktisch vollkommen frei von Alkalimetallionen ist. Hierbei kann gegebenenfalls auch ein Gemisch von gefälltem Zirkonhydroxyd und aus einer Alkalimetallsilicatlösung gefälltem Siliciumhydroxyd durch Behandlung mit einer wäßrigen Säure oder einer wäßrigen Lösung eines Ammoniumsalzes oder eines mehrwertigen Metallsalzes mit nachfolgendem Auswaschen in Wasser von Alkalimetallionen befreit werden. Jedoch wird auch bei dieser Arbeitsweise kein Crackkatalysator erzielt, der hinsichtlich seiner Aktivität und Selektivität modernen technischen Anforderungen genügt.According to another known procedure for the preparation of a catalyst from silicon hydroxide and zirconium hydroxide becomes the silicon hydroxide before or after it is mixed with the zirconium hydroxide washed and dried, a silicon hydroxide-zirconium hydroxide mixture being added to the calcination that is practically completely free of alkali metal ions. Here, if necessary, a Mixture of precipitated zirconium hydroxide and silicon hydroxide precipitated from an alkali metal silicate solution by treatment with an aqueous acid or an aqueous solution of an ammonium salt or an freed polyvalent metal salt with subsequent washing in water of alkali metal ions will. However, even with this procedure, no cracking catalyst is achieved in terms of its activity and selectivity meets modern technical requirements.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Crackkatalysators aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd, der sich durch hervorragende Selektivität und Aktivität bei der Crackung von Kohlenwasserstoffen auszeichnet, vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine wasserlösliche Zirkonverbindung und ein Alkalisilicat oder einen organischen Silicatester zu einem gelierbaren Sol umsetzt, das im wesentlichen aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd besteht, einen pH-Wert über 6 aufweist und in dem gegebenenfalls etwa 2 bis 40 Volumprozent (bezogen auf das getrocknete Gelprodukt) eines festen pulverförmigen Materials dispergiert sind, das in dem Sol unlöslich und bei der Kalzinierungstemperatur des Verfahren zur Herstellung eines Crackkatalysators aus Siliciumdioxyd und ZirkondioxydAccording to the invention is a method of making a cracking catalyst from silica and Zirconia, which has excellent selectivity and activity in the cracking of hydrocarbons distinguishes, provided, which is characterized in that a water-soluble zirconium compound and converts an alkali silicate or an organic silicate ester into a gellable sol which is im consists essentially of silicon dioxide and zirconium dioxide, has a pH value above 6 and in which optionally about 2 to 40 percent by volume (based on the dried gel product) of a solid powdery Dispersed material that is insoluble in the sol and at the calcination temperature of the Process for the preparation of a cracking catalyst from silicon dioxide and zirconium dioxide

Anmelder:Applicant:

Socony Mobil Oil Company, Inc.,Socony Mobil Oil Company, Inc.,

New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. E. Wiegand, München 15, Nußbaumstr. 10
und Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1,
Patentanwälte
Dr. E. Wiegand, Munich 15, Nussbaumstr. 10
and Dipl.-Ing. W. Niemann, Hamburg 1,
Patent attorneys

Als Erfinder benannt:
Charles Joseph Plank, Woodbury, N. J.;
Edward Joseph Rosinski, Sewell, N. J.;
Robert Bruce Smith, Glassboro, N. J. (V. St. A.)
Named as inventor:
Charles Joseph Plank, Woodbury, NJ;
Edward Joseph Rosinski, Sewell, NJ;
Robert Bruce Smith, Glassboro, NJ (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 2. April 1959 (803 552)V. St. v. America April 2, 1959 (803 552)

Gels unschmelzbar ist und einen mittels Gewicht ermittelten mittleren Teilchendurchmesser zwischen etwa 1 und 5 μ aufweist, das Sol sich zu einem Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel verfestigen läßt, den pH-Wert des Gels unter 5 herabsetzt, das Gel bei einem pH-Wert unter 5 bei einer Temperatur in dem Bereich von annähernd 66 bis 1040C während einer Zeit von etwa einer Stunde im wesentlichen unter Bedingungen atmosphärischen Drucks mit einem wäßrigen Medium in Berührung bringt, das Gel von löslichem Material frei wäscht, trocknet und kalziniert.Gel is infusible and has an average particle diameter between about 1 and 5 μ, determined by weight, the sol can be solidified to form a silicon dioxide-zirconium dioxide gel, the pH of the gel is reduced below 5, the gel at a pH value below 5 at a temperature in the range from approximately 66 to 104 0 C for a time of about one hour, essentially under conditions of atmospheric pressure, brings into contact with an aqueous medium, the gel washes free of soluble material, dried and calcined.

Vorzugsweise beträgt der Zirkondioxydgehalt, bezogen auf Trockenstoffbasis, etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent in dem gelierbaren Sol.The zirconium dioxide content, based on dry matter, is preferably about 2 to 20 percent by weight, especially about 5 to 15 percent by weight in the gellable sol.

Die Aktivierung durch die Behandlung des Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gels in einem wäßrigen Medium bei den angegebenen Bedingungen und die Regelung des pH-Wertes während der Gelbildung und einer solchen Aktivierungsstufe führt zu der ungewöhnlich wirksamen Selektivität und Aktivität des Siliciumoxyd-Zirkondioxyd-Crackkatalysators gemäß der Erfindung. Die bei der Aktivierungsstufe zur Anwendung gelangenden Bedingungen sind hinsichtlich der Erzielung der erwünschten Katalysatorselektivität sehr kritisch. So liegt der pH-Wert während der AktivierungsstufeActivation by treatment of silica-zirconia gel in an aqueous medium under the specified conditions and the regulation of the pH value during gel formation and one such activation step results in the unusually effective selectivity and activity of the silica-zirconia cracking catalyst according to the invention. The conditions used in the activation stage are related to achievement the desired catalyst selectivity is very critical. This is how the pH is during the activation stage

509 510/403509 510/403

3 43 4

wesentlich unterhalb von 5 und vorzugsweise unterhalb sich von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stundensubstantially less than 5 and preferably less than a few seconds to several hours

von 3. Der pH-Wert der Gelbildung liegt andererseits erstreckt, in Abhängigkeit von dem pH-Wert, derof 3. The pH of gelation, on the other hand, ranges depending on the pH of

wesentlich oberhalb von 6, jedoch nicht höher als 10, Temperatur und der Feststoffkonzentration ohnesignificantly above 6, but not higher than 10, temperature and the solids concentration without

wodurch die Erzielung eines Siliciumdioxyd-Zirkon- Zusatz irgendeiner Substanz zu dem Hydrosol oderthereby achieving a silica-zirconium addition of any substance to the hydrosol or

dioxyd-Gels ermöglicht ist, das sich durch besonders 5 ohne Abzug irgendeiner Substanz aus dem HydrosolDioxyd-Gels is made possible by especially 5 without deducting any substance from the hydrosol

vorteilhafte Geleigenschaften ebenso wie durch eine zu einem Hydrogel abzusetzen bzw. zu verfestigen,advantageous gel properties as well as to settle or solidify to a hydrogel,

kurze Absetz- bzw. Verfestigungszeit auszeichnet, d. h. Wenn man die Lehre gemäß der Erfindung befolgt,short settling and solidification times, d. H. If one follows the teaching according to the invention,

im allgemeinen weniger als 2 Stunden und ins- kann die Gelierungszeit sehr rasch sein, d. h. wenigergenerally less than 2 hours and ins- the gel time can be very rapid, i. H. fewer

besondere weniger als 2Q Sekunden. Hydrogele, die als 20 Sekunden, wodurch ermöglicht wird, daß dasparticular less than 2Q seconds. Hydrogels that last as 20 seconds, which allows the

bei einem pH-Wert oberhalb von 6 hergestellt sind, io Gel direkt in Form von kugelartigen Teilchen herge-are produced at a pH value above 6, io gel is produced directly in the form of spherical particles

sind der Aktivierung viel stärker zugänglich als die- stellt wird, die zu einem Produkt mit verbessertenare much more amenable to activation than those which are put into a product with improved

jenigen, welche unterhalb von 6 hergestellt sind. Die physikalischen Eigenschaften und zu bestimmtenthose made below 6. The physical properties and to be specific

Aktivierungsbehandlung wird vorzugsweise während technischen Vorteilen bei der Herstellung des Kataly-Activation treatment is preferably used during technical advances in the manufacture of the catalyst

wenigstens 2 Stunden durchgeführt. sators führen. Außer der Erzielung schneller Gelierungcarried out at least 2 hours. lead sators. Besides achieving quick gelation

Der Hydrogel-Zwischenzustand, der bei der Her- 15 führt der hohe pH-Wert der Gelbildung, wie gefundenThe intermediate hydrogel state, which is found in the production of the high pH, leads to gel formation

stellung der Katalysatoren gemäß der Erfindung er- wurde, zu einem besser selektiven Katalysator, wieposition of the catalysts according to the invention was created to a more selective catalyst, such as

halten wird, ist von einem gelatinösen Niederschlag sich im Verhältnis zu einem vergleichbaren Gel, beiis of a gelatinous precipitate in relation to a comparable gel

zu unterscheiden. Echte, alles umfassende Hydrogele dessen Bildung der pH-Wert unterhalb von 6 lag,to distinguish. Real, all-encompassing hydrogels whose pH value was below 6,

nehmen das gesamte Volumen der Lösung, aus der sie zeigt.take the entire volume of the solution from which it is showing.

gebildet werden, ein und besitzen eine bestimmte, ao Das Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrogel, das aufbe formed, one and possess a certain, ao The silica-zirconia hydrogel that is based on

starre Struktur. Wenn, es aufgebrochen wird, zeigt ein diese Weise erhalten wird, wird danach behandelt,rigid structure. If, it is broken, one shows this way is obtained, is treated afterwards,

echtes Hydrogel einen konchoidalen oder schnecken- damit dessen pH-Wert auf unterhalb von 5 und ins-real hydrogel has a conchoidal or snail so that its pH value is below 5 and ins-

linienförmigen Bruch, wie sich im Vergleich mit einem besondere auf weniger als 3, jedoch höher als 1, ver-linear break, as compared with a particular one to less than 3, but higher than 1,

unregelmäßigen, gezackten Kantenbruch zeigt, der im ringert wird. Um dies zu erreichen, wird das Hydrogelshows irregular, jagged edge breakage, which is wrinkled in the. To do this, the hydrogel is used

Falle von gelatinösen Niederschlagen erhalten wird. 25 im wesentlichen sofort nach der Bildung mit einemCase of gelatinous precipitates is obtained. 25 essentially immediately after being formed with a

Die letzteren nehmen lediglich einen Teil des Volumens sauren Medium in Berührung gebracht. Hierzu kannThe latter only take up part of the volume of acid medium brought into contact. Can do this

der Lösung ein4 aus der sie gebildet sind, und besitzen eine kurze Zeit benötigt werden, es ist im allgemeinenthe solution a 4 from which they are formed and have a short time needed, it is generally

keine Starrheit in der Struktur. Außerdem können aber erwünscht, daß der pH-Wert des Siliciumdioxyd-no rigidity in structure. In addition, however, it may be desirable that the pH of the silicon dioxide

Hydrogele infolge der Neigung gelatinöser Nieder- Zirkondioxyd-Hydrogels sofort bei der Bildung aufDue to the tendency of gelatinous low-zirconia hydrogels, hydrogels appear immediately as they form

schlage, beim Waschen zu peptisieren, im allgemeinen 3° weniger als 5 erniedrigt wird. Wenn man das Hydrogelsuggest peptizing when washing, generally lowering 3 ° less than 5. When you get the hydrogel

leichter frei von löslichen Verunreinigungen gewaschen während einer merklichen Zeitperiode unter pH-Be-more easily washed free of soluble contaminants for a noticeable period of time below pH

werden. Ein besonderer und weiterer Vorteil von dingungen, bei denen die Bildung ausgeführt wird,will. A special and further advantage of conditions in which the formation is carried out,

Hydrogelen besteht darin, daß sie infolge ihrer starren hält, ist dies, wie gefunden wurde, für die SelektivitätHydrogels consists in that they hold due to their rigidity, this is, as has been found, for selectivity

Struktur zu kugelartigen Teilchen von hoher Qualität des endgültigen Katalysators nachteilig. Im allgemeinenStructure to spheroidal particles of high quality of the final catalyst is disadvantageous. In general

geformt werden können. 35 wird das Hydrogel mit einer wäßrigen Lösung einercan be shaped. 35 is the hydrogel with an aqueous solution of a

Die wasserlösliche Zirkonverbindung, die bei dem Säure oder eines sauren Salzes von ausreichender Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, ist Konzentration, um den pH-Wert des Hydrogels wirkein wasserlösliches Mineralsäuresalz von Zirkon, wie sam auf weniger als 5 zu verringern, in Berührung z. B. Zirkonnitrat, Zirkonsulfat und Zirkonylchlorid. gebracht. Im allgemeinen werden für diesen Zweck Aus dieser Gruppe wird Zirkonsulfat bevorzugt, da 40 eine anorganische Säure und insbesondere eine verunter vergleichbaren Bildungsbedingungen Katalysa- dünnte Lösung einer Mineralsäure, beispielsweise toren, die unter Anwendung dieses Salzes hergestellt Salpeter-, Salz- oder Schwefelsäure, in Form einer 1-sind, die größte Verbesserung hinsichtlich Aktivität bis lOgewichtsprozentigen Lösung zur Anwendung und Selektivität zeigen. Zirkonsand ist eine geeignete gebracht.The water-soluble zirconium compound, which is sufficient in the acid or acid salt Method used according to the invention is concentration to affect the pH of the hydrogel water-soluble mineral acid salt of zircon, such as sam to reduce to less than 5, in contact z. B. zirconium nitrate, zirconium sulfate and zirconyl chloride. brought. Generally used for this purpose From this group, zirconium sulfate is preferred, since it is an inorganic acid and, in particular, a deterioration comparable formation conditions Catalyst-thin solution of a mineral acid, for example gates made using this salt are nitric, hydrochloric or sulfuric acid, in the form of a 1, the greatest improvement in terms of activity up to 10 weight percent solution for use and show selectivity. Zircon sand is a suitable one.

Quelle einer Zirkonverbindung. Der Gehalt an Zirkon- 45 Das Hydrogel verringerten pH-Wertes wird dannSource of a zirconium compound. The zirconium content is then reduced in pH

dioxyd eines solches Sandes kann durch kaustische dadurch aktiviert, daß man dasselbe unter den vor-Dioxide in such a sand can be activated by caustic by placing the same under the

Aufschmelzung bei Temperaturen, die über etwa stehend genannten Bedingungen verringerten pH-Melting at temperatures that reduce pH-

538 0C hinausgehen, und anschließendes Auslaugen Wertes, während es sich in Berührung mit einem538 0 C, and subsequent leaching while it is in contact with a

mit Schwefelsäure in Zirkonsulfat umgewandelt wäßrigen Medium befindet, bei einer Temperatur etwawith sulfuric acid converted into zirconium sulfate aqueous medium located at a temperature about

werden. 50 in dem Bereich von 66 bis 1040C, insbesonderewill. 50 in the range from 66 to 104 ° C., in particular

Die Silicatreaktionskomponente ist im allgemeinen zwischen etwa 80° und 104° C, bei im wesentlichenThe silicate reactant is generally between about 80 ° and 104 ° C, at substantially

ein Alkalisilicat und insbesondere Natriumsilicat, atmosphärischem Druck während wenigstens eineran alkali silicate and especially sodium silicate, atmospheric pressure during at least one

obwohl Silicate von anderen Alkalimetallen, beispiels- Stunde und im allgemeinen nicht über etwa 48 Stundenalthough silicates of other alkali metals, for example hour and generally not for about 48 hours

weise Kaliumsilicat, in ähnlicher Weise eingesetzt hinausgehend hält. Diese Stufe ist zur Erzielung derwise potassium silicate, used in a similar way, keeps going beyond. This stage is to achieve the

werden können. Ein organischer Silicatester, z. B. 55 verbesserten Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Zusammen-can be. An organic silicate ester, e.g. B. 55 improved silica-zirconia compound

Äthylorthosilicat, kann ebenfalls als Siliciumdioxyd- Setzung gemäß der Erfindung kritisch. Gemäß dieserEthyl orthosilicate can also be used as a silica settlement according to the invention. According to this

quelle angewendet werden. Stufe wird das Hydrogel in geeigneter Weise mit einersource can be applied. Step is the hydrogel in a suitable manner with a

Die Lösungen der Zirkonverbindung und der Silicat- sauren Lösung bedeckt, um den pH-Wert des Hydroreaktionskomponente werden in solchen Anteilen innig gels während der Aktivierung etwa innerhalb des gemischt, daß sich ein gelierbares Sol mit einem 60 Bereiches von 1 bis 5 und vorzugsweise von 1 bis 3 zu Zirkondioxydgehalt, bezogen auf Trockenbasis, zwi- halten. Während das Hydrogel nach der Behandlung sehen etwa 2und20, vorzugsweise zwischen etwa 5 und zur Verringerung seines Bildungs-pH-Wertes, wie 15 Gewichtsprozent und einem pH-Wert oberhalb beschrieben, in ein wäßriges Medium, das, wie vorvon 6, im allgemeinen nicht über etwa 10 hinaus- stehend angegeben, bei der erhöhten Temperatur gegehend ergibt. 65 halten wird, übergeführt oder eingebracht werden kann,The solutions of the zirconium compound and the silicate-acidic solution are covered to adjust the pH of the hydro-reactive component are intimately gels in such proportions during activation approximately within the mixed so that a gellable sol with a 60 range from 1 to 5 and preferably from 1 to 3 results Keep zirconium dioxide content between. While the hydrogel after treatment see about 2 and 20, preferably between about 5 and to reduce its formation pH, such as 15 percent by weight and a pH above described, in an aqueous medium, which, as above 6, generally not stated above about 10, going at the elevated temperature results. 65 is held, can be transferred or brought in,

Das entstehende Produkt ist ein Hydrosol von ist im allgemeinen vorzuziehen, die Aktivierung desThe resulting product is a hydrosol of which is generally preferable to the activation of the

Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd, das die Fähigkeit Hydrogels in derselben Lösung, die zur VerringerungSilica and Zirconia, which have the ability to reduce hydrogels in the same solution

bat, sich im Verlaufe eines geeigneten Zeitraumes, der des pH-Wertes angewendet worden war, auszuführen.asked to perform in the course of an appropriate period of time applied to the pH.

5 65 6

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das geeigneten Zeitperiode zu einem Hydrogel ab oder Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrogel nach der BiI- verfestigt sich, und das sich ergebende Hydrogel wird dung bei einem pH-Wert oberhalb von 6 in eine danach bei einer Temperatur unterhalb des Verwäßrige, verdünnte Lösung einer Säure oder eines Schmelzungspunktes des einverleibten Pulvers zu Säuresalzes geleitet, in der der pH-Wert des Hydrogels 5 einem Gel getrocknet. Es wurde gefunden, daß ein sofort auf unterhalb 5 gebracht wird, und das Hydrogel Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel, das sich beim Abwird danach in einer solchen Lösung bei einer Tem- setzen oder Verfestigen eines Sols, das gepulvertes peratur zwischen etwa 66 und 104° C während einer Material in der vorstehend genannten Teilchengröße ausreichenden Zeitdauer gehalten, um die erwünschte enthält, und beim Trocknen des entstehenden Hydro-Aktivierung zu erzielen. Der pH-Wert des Hydrogels ίο gels bei einer Temperatur unterhalb des Verschmelwährend der Aktivierungsbehandlung ist ein wichtiger zungspunktes des hinzugesetzten Materials ergibt, Faktor, der auf die endgültige Katalysatoraktivität einen wesentlich größeren Widerstand gegenüber unmittelbaren Einfluß hat, und nach dem Verfahren Abrieb oder Abnutzung und verbessertes Diffusionsgemäß der Erfindung soll er niedriger als 5, Vorzugs- vermögen aufweist, wie sich im Vergleich mit entweise niedriger als 3, liegen, um einen Katalysator von 15 sprechenden Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gelen zeigt, hoher Crackaktivität zu erhalten. die ein solches hinzugesetztes Pulver nicht enthalten.In a preferred embodiment, the appropriate period of time turns into a hydrogel or Post-BiI silica-zirconia hydrogel solidifies and the resulting hydrogel becomes dung at a pH value above 6 in a then at a temperature below the aqueous, dilute solution of an acid or a melting point of the incorporated powder Acid salt passed, in which the pH of the hydrogel 5 dried a gel. It was found that a is brought immediately below 5, and the hydrogel silica-zirconia gel, which becomes when it goes down then in such a solution with a setting or solidification of a sol, the powdered temperature between about 66 and 104 ° C during a material in the particle size mentioned above Maintained sufficient length of time to obtain the desired contains, and while drying the resulting hydro-activation to achieve. The pH of the hydrogel ίο gels at a temperature below the melting point the activation treatment is an important point of transition of the added material, Factor that opposes a much greater resistance to the final catalyst activity has direct influence, and after the process abrasion or wear and improved diffusion according to According to the invention, it should be lower than 5, as shown in comparison with lower than 3, shows a catalyst of 15 talking silica-zirconia gels, to obtain high cracking activity. which do not contain such an added powder.

Nach der Aktivierungsbehandlung werden aus- Das gepulverte Material kann durch Dispergierung tauschbare oder zeolithische Verunreinigungen, falls in einen bereits hergestellten Hydrosol zugegeben vorhanden, aus dem Hydrogel in irgendeiner ausführ- werden, oder das Pulver kann vorzugsweise, wenn das baren Weise entfernt. Während in praktischer Weise ao Hydrosol durch eine kurze Gelierungszeit gekennalle oder ein großer Anteil von solchen zeolithischen zeichnet ist, zu einer oder mehreren der Reaktions-Verunreinigungen im Verlaufe der Aktivierungs- komponenten, die bei der Bildung des Hydrosols behandlung mit dem wäßrigen Medium, das eine verwendet werden, zugegeben werden, oder es kann saure Verbindung enthält, entfernt werden können, in Form eines getrennten Stromes mit Strömen der wird irgendein verbleibendes, zeolithisches Material 25 hydrosolbildenden Reaktionskomponenten in einer in bekannter Weise durch Basenaustausch mit wäß- Mischdüse oder durch andere Mittel, durch die die rigen Lösungen von Mineralsäuren entfernt, wie z. B. Reaktionskomponenten in innige Berührung geSalz- oder Schwefelsäure, Lösungen von Ammonium- bracht werden, eingemischt werden. Außer der vorsalzen, die so wirken, daß sie Metallverunreinigungen stehend genannten Teilchengröße soll der Pulverfestdurch Ammonium, das später durch Kalzinieren ent- 30 stoff, der dem Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrosol fernt wird, ersetzen, und Lösungen von mehrwertigen einverleibt wird, darin notwendigerweise unlöslich Metallsalzen, insbesondere ein Zirkonsalz, das das- sein, und er soll ferner dadurch gekennzeichnet sein, selbe oder ein unterschiedliches Zirkonsalz gegenüber daß er bei der Hydrogeltrocknungstemperatur undemjenigen sein kann, das bei der ursprünglichen schmelzbar ist. Das in das Süiciumdioxyd-Zirkon-Bildung des Hydrogels eingesetzt wurde. Beim Basen- 35 dioxyd-Sol nach der beschriebenen Ausführungsform austausch des Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrogels gemäß der Erfindung einverleibte Pulver kann ein mit einer Säure muß offensichtlich eine begrenzte katalytisch aktives oder ein inertes Material sein. Wie oder kontrollierte Menge angewendet werden, um vorstehend ausgeführt, wird das besondere gepulverte Wiederauflösung des Zirkondioxyds zu vermeiden. Material, das dem Hydrosol einverleibt wird, so aus-Beim Austausch mit Ammoniumverbindungen werden 4° gewählt, daß es darin unlöslich ist und bei der Trockirgendwelche Überschüsse in den Endstufen der nungstemperatur unschmelzbar ist. Unter Beachtung Katalysatorherstellung durch die Kalzinierung aus- dieser Merkmale schließen geeignete, typische Magetrieben, und bei Verwendung irgendeines Zirkon- terialien mit einem gewichtsmäßig mittleren Teilchensalzes, das die katalytischen Eigenschaften nicht nach- durchmesser von 1 bis 5 μ trockene Gele oder gelateilig beeinflußt, können Überschüsse angewendet 45 tinöse Niederschläge ein, wie z. B. diejenigen von und in der Zusammensetzung belassen werden. Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd,After the activation treatment, the powdered material can be dispersed exchangeable or zeolitic impurities, if added to an already produced hydrosol present, from the hydrogel in any run, or the powder may preferably, if that removed in an unlikely manner. While in a practical way ao Hydrosol is characterized by a short gelation time or a large proportion of such zeolitic is traced to one or more of the reaction impurities in the course of the activation components which are added or may be used in the formation of the hydrosol treatment with the aqueous medium that is used containing acidic compound can be removed in the form of a separate stream with streams of the any remaining zeolitic material 25 hydrosol-forming reactants in one in a known manner by base exchange with water mixing nozzle or by other means by which the erigen solutions of mineral acids removed, such as. B. Reaction components in intimate contact with salt or sulfuric acid, solutions of ammonium are brought in. Except for the pre-salted, which act in such a way that they particle size called metal impurities should be solid through the powder Ammonium, which later decomposes by calcination, that of the silicon dioxide-zirconium dioxide hydrosol is removed, replace, and solutions of polyvalent ones are incorporated, in them necessarily insoluble Metal salts, in particular a zirconium salt, that is, and it should also be characterized by same or different zirconium salt than that at the hydrogel drying temperature and that can be that is fusible at the original. That in the silica-zircon formation of the hydrogel was used. In the case of the base 35 dioxide sol according to the embodiment described Exchange of the silica-zirconia hydrogel according to the invention incorporated powder can be a with an acid must obviously be a limited catalytically active or an inert material. As or controlled amount applied, as detailed above, the particular is powdered Avoid redissolving the zirconium dioxide. Material that is incorporated into the hydrosol, so out of the case Exchanges with ammonium compounds are chosen 4 ° that it is insoluble in them and some when dry Excess in the final stages of the heating temperature is infusible. With attention Catalyst production by calcination from these features include suitable, typical mag gears, and when using any zirconium material with an average particle salt by weight, that the catalytic properties are not after a diameter of 1 to 5 μ dry gels or gelatinous influenced, excesses applied 45 tinous precipitates, such as. B. those of and left in the composition. Silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide,

Nach der Entfernung von zeolithischen Verunreini- Chromoxyd, Molybdänoxyd, Zirkondioxyd, Thoriumgungen wird das Hydrosol mit Wasser frei von lös- oxyd oder Titanoxyd einschließlich der Zusammenlichen, überschüssigen Ionen gewaschen. Die sich Setzungen derselben. So umfaßt ein insbesondere ergebende Katalysatorzusammensetzung von Silicium- 50 bevorzugtes, gepulvertes Material für die Einverdioxyd und Zirkondioxyd wird dann durch Trocknen leibung in das Sol pulverisierte Siliciumdioxyd-Zirin Luft oder überhitztem Dampf bei einer Temperatur kondioxyd-Gelfeinstoffe mit einem gewichtsmäßig zwischen etwa 93 und 204° C während einer Zeitdauer mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 5 μ. Andere zwischen 4 und 24 Stunden und bzw. oder durch geeignete Materialien sind Zirkonsand (Zirkonsilicat) Kalzinierung bei einer Temperatur zwischen 427 und 55 oder andere Metallsilicate, Metalle und Metalloxyde, 9820C während etwa 2 bis 8 Stunden oder mehr einschließlich Aluminiumoxyd, Chromtrioxyd, Movollendet, lybdänoxyd, Magnesiumoxyd, Manganoxyd, Zirkon-After the removal of zeolitic impurities such as chromium oxide, molybdenum oxide, zirconium dioxide and thorium oxide, the hydrosol is washed with water free of solvent oxide or titanium oxide including the excess ions. The settlements of the same. Thus, a particularly resulting catalyst composition of silicon comprises 50 preferred, powdered material for the incorporation of dioxide and zirconium dioxide is then by drying leibung in the sol powdered silicon dioxide-zirin air or superheated steam at a temperature of condioxide gel fines with a weight between about 93 and 204 ° C for a period of time mean particle diameter of 1 to 5 μ. Other between 4 and 24 hours and / or by suitable materials are zircon sand (zirconium silicate) calcination at a temperature between 427 and 55 or other metal silicates, metals and metal oxides, 982 0 C for about 2 to 8 hours or more including aluminum oxide, chromium trioxide, Movollendet, lybdenum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, zirconium

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, in das dioxyd und Siliciumdioxyd in ihren verschiedenenIn some cases it may be desirable to use the dioxide and silicon dioxide in their different ways

Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrosol eine Menge Formen und Modifikationen. So ist gefunden worden,Silica-Zirconia Hydrosol a lot of forms and modifications. So it has been found

eines festen, gepulverten Materials, das darin unlös- 60 daß die Einführung von «-Aluminiumoxydpulver inof a solid, powdered material which is insoluble in it that the introduction of alumina powder into

lieh ist, mit einem gewichtsmäßig mittleren Teilchen- das Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Sol ein Produktborrowed, with an average particle by weight, the silica-zirconia sol is a product

durchmesser zwischen 1 und 5 μ, insbesondere mit verbesserten Eigenschaften liefert,supplies diameters between 1 and 5 μ, especially with improved properties,

zwischen 2 und 4 μ, einzuführen. Die Menge des auf Der Katalysator kann in irgendeiner erwünschten,between 2 and 4 μ. The amount of the catalyst can be in any desired,

diese Weise eingeführten, gepulverten Materials liegt mechanischen Form gemäß dem besonderen Zweck,powdered material introduced in this way is mechanical form according to the particular purpose,

zwischen 2 und 40 Volumprozent und insbesondere 65 für den er vorgesehen ist, hergestellt werden. Er kannbetween 2 and 40 percent by volume and in particular 65 for which it is intended. He can

zwischen etwa 15 und 30 Volumprozent des getrock- entweder vor oder nach der Kalzinierung zu Brocken,between about 15 and 30 percent by volume of the dried either before or after calcination to form lumps,

neten Gelproduktes. Das pulverhaltige Silicium- Klumpen oder Körnern aufgebrochen werden, oderneten gel product. The powdery silicon lumps or grains are broken up, or

dioxyd-Zirkondioxyd-Sol setzt sich nach Verlauf einer er kann zu einem feinen Pulver, das zur AnwendungDioxyd-Zirkondioxyd-Sol sets itself after the course of a he can into a fine powder, which for the application

bei dem suspensionsartigen Verfahren oder bei dem Lösung B, die durch Zugabe von 300 cm3 Zr(SO4J2 ·in the case of the suspension-like process or in the case of solution B, which is obtained by adding 300 cm 3 of Zr (SO 4 I 2 ·

Verfahren mit tuidisierten Feststoffen (Wirbelschicht- 4 H2O-Lösung mit einem Gehalt von 0,05 gProcess with tuidized solids (fluidized bed 4 H 2 O solution with a content of 0.05 g

verfahren) geeignet ist, gemahlen werden. Andererseits ZrO2/cm3 und 35 cm3 H2SO4 (48,85gewichts-method) is suitable to be ground. On the other hand ZrO 2 / cm 3 and 35 cm 3 H 2 SO 4 (48.85 weight

kann der Katalysator zur Verwendung bei Arbeite- prozentige wäßrige Lösung) zu 1470 cm3 Wasserthe catalyst can be used for working percent aqueous solution) to 1470 cm 3 of water

weisen in festem Bett oder kompaktem, bewegendem 5 hergestellt war. Bett zu Mien, Pellets oder anderen geeigneten Gestalten, vorzugsweise vor der Kalzinierungsstufe, Lösungen A und B wurden unter Rühren schnell geformt werden. In diesem Fall wird die katalytische gemischt. Das sich ergebende Hydrogel hatte einen Mischung teilweise getrocknet, zu einem Pulver mit pH-Wert von 8,5. Es erfolgte Gelierung zu einem einer Teilchengröße vorzugsweise kleiner als ent- io festen Hydrogel in 10 bis 15 Sekunden bei Zimmersprechend einem Sieb von etwa 120 Maschen je temperatur von etwa 24° C. wise in a fixed bed or a compact, moving 5 was made. Bed of mines, pellets or other suitable shapes, preferably before the calcination step, solutions A and B became rapidly with stirring be shaped. In this case the catalytic one is mixed. The resulting hydrogel had one Mixture partially dried to a powder with pH 8.5. Gelation occurred to one a particle size preferably smaller than the solid hydrogel in 10 to 15 seconds with a sieve of about 120 mesh at a temperature of about 24 ° C.

Quadratzentimeter vermählen und mit einem ge- Das sich ergebende Hydrogel wurde nach demMill square centimeters and rub the resulting hydrogel after

eigneten Schmier- oder Gleitmittel vereinigt, beispiels- Stehenlassen während 30 Minuten etwa bei der vorweise mit Graphit, hydriertem Kokosnußöl, Stearin- stehend angegebenen Temperatur in Würfel gesäure oder Harz, und durch Ausstoßen, Pressen oder 15 schnitten und in Behälter übergeführt, in denen die durch andere in der· Technik bekannte Mittel geformt. Würfel mit 1 gewichtsprozentiger, wäßriger Lösung Teilchen mit Dimensionen im Bereich von etwa von H2SO4 in Berührung gebracht wurden, wobei 3,175.3,175 mm bis 12,7-12,7 mm sind im allge- der pH-Wert des Hydrogels zum Abfallen auf 1,7 meinen zufriedenstellend. Die geformten Teilchen gebracht wurde. Das Hydrogel wurde dann dadurch können danach weiter getrocknet und bzw. oder, wie 20 aktiviert, daß es in der vorstehend angegebenen vorstehend beschrieben, kalziniert werden. Lösung etwa 24 Stunden lang bei etwa 8O0C gehaltenSuitable lubricants combined, for example left standing for 30 minutes at about the temperature previously specified with graphite, hydrogenated coconut oil, stearin standing in cube acid or resin, and cut by ejecting, pressing or 15 and transferred into containers in which the formed by other means known in the art. Cubes with 1 percent by weight aqueous solution particles with dimensions in the range of approximately H 2 SO 4 were brought into contact, with 3.175.3.175 mm to 12.7-12.7 mm being the general pH value of the hydrogel to drop to 1.7 mine satisfactory. The molded particle was brought out. The hydrogel was then further dried and / or activated, as described above, by calcining it. Held at about 8O 0 C solution for about 24 hours

Bei eimer AmKhrungsform gemäß der Erfindung wurde; während dieser Zeit stieg der pH-Wert auf wird das ursprünglich hergestellte Hydrosol in Form 2,0 an.With bucket AmKhrungsform according to the invention was; during this time the pH rose is the originally produced hydrosol in form 2.0.

von Kügekhen in ein mit Wasser nicht mischbares Das behandelte Hydrogel wurde dann einemof cows into a water immiscible. The treated hydrogel then became a

Medium emgsÄhrt, beispielsweise in eine Säule einer 25 Basenaustausch unterworfen, um zeolithische Versadt Waster nicht mischbaren Flüssigkeit, z. B. in ein unreinigungen zu entfernen, indem es mit einer ölmeditm, in dem die Kügelchen des Hydrosols sich 2gewichtsprozentigen, wäßrigen Lösung von Ammo-ZU kugelförmigen, perlenartigen Hydrosolteilchen ab- niumchlorid in Berührung gebracht wurde, wobei setzen bzw. verfestigen. Weitere Größenbereiche liegen drei 2stündige Behandlungen und eine Behandlung gewöhnlich innerhalb des Bereiches von etwa 0,397 bis 30 über Nacht eingeschlossen waren und etwa 1 Volum-12,7 mm Durchmesser, während kleinere Größen- anteil Ammoniumchloridlösung je Gelvolumen bei bereich©, die im allgemeinen als Mikrokugeln be- jeder Behandlung angewendet wurde, zeichnet werden, innerhalb des Bereiches von etwa Das dem Basenaustausch unterworfene HydrogelMedium emgsÄhrt, for example in a column of a 25 base exchange subjected to zeolitic Versadt Waster immiscible liquid, e.g. B. to remove impurities by using a Ölmeditm, in which the spheres of the hydrosol are 2 percent by weight, aqueous solution of Ammo-ZU spherical, pearl-like hydrosol particles abnium chloride was brought into contact, wherein set or solidify. Other sizes are three 2-hour treatments and one treatment usually included within the range of about 0.397 to 30 overnight and about 1 volume-12.7 mm in diameter, while the smaller proportion of ammonium chloride solution per gel volume area ©, which was generally applied as microspheres for each treatment, within the range of about the base exchanged hydrogel

10 bis 100 μ Durchmesser liegen. Die Anwendung von wurde dann mit Wasser gewaschen, bis es im wesentkugelförmig gestalteten Gelteilchen ist von besonderem 35 liehen frei von Chloridion war, über Nacht bei etwa Vorteil bei Kohlenwasserstoffcrackverfahren, ein- 138°C getrocknet und 10 Stunden lang bei etwa 6490C schließlich des Verfahrens mit beweglichem Kataly- kalziniert,
sstorbett, des Wirbelschichtverfahrens (fluidisiert) und Beispiel 2
10 to 100 μ in diameter. The use of was then washed with water until the wesentkugelförmig shaped gel particles is borrowed particularly 35 was free of chloride ion, overnight at about advantage in hydrocarbon cracking process, eventually turn 138 ° C dried and for 10 hours at about 649 0 C of Mobile catalyzed process,
sstorbett, the fluidized bed process (fluidized) and example 2

anderer Verfahren, bei denen die kugelartigen Silicium-other processes in which the spherical silicon

dioxyd-Zirkondioxyd-Crackkatalysatorteilchen konti- 40 Ein Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysator wurde innerlicher Bewegung unterworfen sind. Wenn sie im aus den folgenden Reaktionskomponenten hergestellt: stationären Bett angewendet werden, schaffen die T . . ,. „„ „ ,.. „τ .40 A silica-zirconia catalyst was subjected to internal agitation. When used in the stationary bed made from the following reaction components: the T. . ,. """,.." τ .

tagelartigen Gelkatalysatorteilchen durch Ver- Losung A, die aus 690 cm3 verdünnter Natrium-day-like gel catalyst particles through solution A, which is composed of 690 cm 3 of dilute sodium

meidung von Kanalbildung wirksame Berührung ahcaüosung mit einem Gehalt von 0,193 gavoidance of channel formation effective contact removal with a content of 0.193 g

zwischen den Reaktionskomponenten und dem Ka- 45 2>iU2/cm bestand.between the reaction components and the Ka- 45 2> iU 2 / cm existed.

talysator. Lösung B, die durchZugabe von300 cm3Zr(SO4Vcatalyst. Solution B, which by adding 300 cm 3 Zr (SO 4 V

Der sich ergebende, verbesserte Siliciumdioxyd- 4 H2O-Lösung mit einem Gehalt von 0,05 gThe resulting improved silica-4H 2 O solution at a content of 0.05 g

•Zirkondioxyd-Katalysator ist bei zahlreichen Ver- ZrO2/cm3 und 47 cm3 H2SO4 (48,85gewichts-• Zirconium dioxide catalyst is used with numerous ZrO 2 / cm 3 and 47 cm 3 H 2 SO 4 (48.85 weight

fahren für die Crackung von Kohlenwasserstoffen prozentige wäßrige Lösung) zu 1485 cm3 Wasserdrive for the cracking of hydrocarbons percent aqueous solution) to 1485 cm 3 of water

brauchbar. Es ist beispielsweise gefunden worden, 50 hergestellt war. daß er bei der Crackung von schweren Erdölen, wieuseful. For example, it has been found that 50 was made. that he is involved in the cracking of heavy petroleum, such as

z. B. Gasölen» schweren Benzinen, zu leichteren Lösungen A und B wurden unter raschem Rührenz. B. Gas oils »heavy gasoline, to lighter solutions A and B were with rapid stirring

Materialien, die im Benzinbereich sieden, bei üblichen, | schnell gemischt. Das sich ergebende Hydrosol hatte katalytischen Crackbedingungen einschließlich der einen pH-Wert von 6,3. Es erfolgte Gelierung zu einem Temperaturen im Bereich von etwa 427 bis 5660C 55 festen Hydrogel bei Zimmertemperatur von etwa 24° C und eineaa Druck üblicherweise zwischen etwa 1 und in etwa 30 Sekunden.Materials that boil in the gasoline sector, with common, | mixed quickly. The resulting hydrosol had catalytic cracking conditions including a pH of 6.3. It gelation took place at a temperature in the range of about 427 to 566 0 C 55 solid hydrogel at room temperature of about 24 ° C and eineaa pressure is usually between about 1 and about 30 seconds.

Atmosphären abs. sehr wirksam ist. Das sich ergebende Hydrogel wurde nach dem Stehen-Atmospheres abs. is very effective. The resulting hydrogel was after standing-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger lassen über Nacht bei etwa der vorstehend angegebe-The invention is described below with reference to some leave overnight at approximately the above

Beispiele mäher veraoieäiaulicht nen Temperatur in Würfel geschnitten und in Be-Examples mower veraoieäiaulicht nen temperature cut into cubes and

60 hälter übergeführt, in denen dieWürfel mit lgewichts-60 containers in which the cubes with oil weight

■' _ . -Ii prozentiger wäßriger Lösung von H2SO4 in Berührung■ '_. -Ii percent aqueous solution of H 2 SO 4 in contact

öeispie l gebracht wurden, wobei der pH-Wert des Hydrogelsöeispie l were brought, with the pH value of the hydrogel

Ein SiUciumdioxyd-Zirkonaoxyd-Katalysatorwurde zum Abfallen auf 1,7 gebracht wurde. Das HydrogelA silica-zirconia catalyst was caused to drop to 1.7. The hydrogel

aus den folgenden Reaktionskomponenten hergestellt: 7™*? dann ^άψ**- aktiviert, daß es 24 Stundenmade from the following reaction components: 7 ™ *? then ^ άψ ** - activated that it is 24 hours

65 lang bei etwa 80 C in Losung gehalten wurde; wan-65 was kept in solution at about 80 C; wan-

Lösung A, die aus 690 cm8 verdünnter Natrium- rend dieser Zeit stieg der pH-Wert auf 2,5. süicaflösung mit einem Gehalt von 0,193 g Das behandelte Hydrogel wurde dann einemSolution A, which consists of 690 cm 8 of diluted sodium, rend this time, the pH rose to 2.5. Süicaflösung with a content of 0.193 g. The treated hydrogel was then a

SiO^8 bestand*. Basenaustausch unterworfen, gewaschen und gemäßSiO ^ 8 consisted *. Subjected to base exchange, washed and according to

Beispiel 1 getrocknet und danach 10 Stunden lang bei etwa 538 0C kalziniert.Example 1 dried and then calcined at about 538 ° C. for 10 hours.

Beispiel 3Example 3

Ein Katalysator aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd wurde aus den folgenden Reaktionskomponenten hergestellt:A silica-zirconia catalyst was prepared from the following reactants manufactured:

Lösung A, die aus 2070 cm3 verdünnter Natriumsilicatlösung mit einem Gehalt von 0,193 g SiO2/cm3 bestand.Solution A, which consisted of 2070 cm 3 of dilute sodium silicate solution with a content of 0.193 g SiO 2 / cm 3 .

Lösung B, die durch Zugabe von 900 cm3 Zr(SO4)2 · 4 HnO-Lösung mit einem Gehalt von 0,05 g ZrO2/cm3 und 68,3 cm3 H2SO4 (95,2 Gewichtsprozent) zu 4530 cm3 Wasser hergestellt war.Solution B, which is obtained by adding 900 cm 3 of Zr (SO 4 ) 2 · 4 HnO solution with a content of 0.05 g ZrO 2 / cm 3 and 68.3 cm 3 of H 2 SO 4 (95.2 percent by weight) to 4530 cm 3 of water was made.

Lösungen A und B wurden unter raschem, mechanischem Rühren gemischt. Das sich ergebende Hydrosol hatte einen pH-Wert von 3,6. Es erfolgte Gelierung zu einem festen Hydrogel in etwa 8 Stunden bei Zimmertemperatur von etwa 24° C.Solutions A and B were mixed with rapid mechanical stirring. The resulting hydrosol had a pH of 3.6. Gelation to a solid hydrogel occurred in about 8 hours Room temperature of around 24 ° C.

Das sich ergebende, feste Hydrogel wurde nach dem Stehenlassen über Nacht bei etwa der vorstehend angegebenen Temperatur in Würfel geschnitten und in Behälter übergeführt, in denen die Würfel mit Wasser bedeckt und 24 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 800C gehalten wurden.The resulting solid hydrogel, after standing overnight at about the temperature given above, was cut into cubes and transferred to containers in which the cubes were covered with water and held at a temperature of about 80 ° C. for 24 hours.

Das behandelte Hydrogel wurde dann einem Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet und gemäß Beispiel 1 kalziniert.The treated hydrogel was then base exchanged, washed, dried and calcined according to Example 1.

Es wurden die Crackeigenschaften der vorstehend angegebenen Katalysatoren gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 bestimmt, indem jeder dieser Katalysatoren dem CAT-C-Test unterworfen wurde. Bei diesem Test wird ein Mid-Continent-Gasöl eines weiten Bereiches, welches von anfangs etwa 232° C bis zu 95%The cracking properties of the above-specified catalysts according to Examples 1, 2 and 3 determined by subjecting each of these catalysts to the CAT-C test. With this one The test is a mid-continent gas oil of a wide range, which starts at about 232 ° C up to 95%

ίο bei etwa 510° C siedet, unter Standardbedingungen, die eine stündliche Raumströmungsgeschwindigkeit von 2, ein Verhältnis von Katalysator zu Öl von 3 und eine Temperatur von etwa 482° C einschließen, über die Katalysatorprobe geleitet. Um die Selektivitätsunterschiede der einzelnen Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatorproben unabhängig von der Umwandlungshöhe zu beobachten, wird jeder Katalysator mit einem technischen Standard-Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Crackkatalysator verglichen, der etwa 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd und 90 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd enthält und dieselbe Umwandlung wie der entsprechende Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysator gibt. Die Ergebnisse gemäß den Beispielen 1, 2 und 3 sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben. Bei diesem Vergleich wurde jeder der Katalysatoren vor dem Cracktest bei etwa 6490C unter atmosphärischem Druck 10 Stunden lang mit 100 % Dampf behandelt, um die Aktivität auf eine reproduzierbare Höhe zu bringen.ίο boiling at about 510 ° C, under standard conditions including an hourly space velocity of 2, a catalyst to oil ratio of 3, and a temperature of about 482 ° C, passed over the catalyst sample. In order to observe the differences in the selectivity of the individual silica-zirconia catalyst samples regardless of the level of conversion, each catalyst is compared with a standard technical silica-alumina cracking catalyst which contains about 10 percent by weight of aluminum oxide and 90 percent by weight of silicon dioxide and has the same conversion as the corresponding silica. Zirconia catalyst there. The results according to Examples 1, 2 and 3 are given in Table I below. In this comparison, each of the catalysts before cracking test at about 649 0 C under atmospheric pressure, was treated with 100% steam for 10 hours, to bring the activity to a reproducible height.

Tabelle ITable I. Beispielexample

Bildungs-pHEducational pH

Gel-Zeit pH-Wert während der
Aktivierungsbehandlung
Gel time pH during the
Activation treatment

Umwandlungconversion

VolumprozentVolume percentage

Unterschied* gegenüber SiO2-Al2O3 Difference * compared to SiO 2 -Al 2 O 3

Benzin Volumprozent Gasoline percentage by volume

Koks Gewichtsprozent Coke weight percent

1
2
3
1
2
3

8,5
6,3
3,6
8.5
6.3
3.6

10 bis 15 Sekunden 30 Sekunden 8 Stunden 1,7 bis 2,0
1,7 bis 2,5
3,6
10 to 15 seconds 30 seconds 8 hours 1.7 to 2.0
1.7 to 2.5
3.6

52,1
48,4
46,8
52.1
48.4
46.8

+3,9 +3,7 +1,8+3.9 +3.7 +1.8

Wert für SiO2-ZrO2-Katalysator abzüglich Wert für SiO2-Al2O3 bei derselben Umwandlung.Value for SiO 2 -ZrO 2 catalyst minus value for SiO 2 -Al 2 O 3 for the same conversion.

-0,5 +0,3 +0,8-0.5 +0.3 +0.8

Aus den vorstehend angegebenen Daten und den Beispielen 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Bildung des Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrogels bei dem höheren pH-Wert und die nachfolgende Erniedrigung des pH-Wertes während der Aktivierungsbehandlung gegenüber einer vergleichbaren Bildung des Hydrogels von Anfang an bei einem niedrigen pH-Wert, wie im Beispiel 3 veranschaulicht, verschiedene Vorteile hat. Zunächst ist die Gelzeit merklich verkürzt. Dies gestattet die Herstellung des Hydrogels in Teilchenform direkt aus dem Hydrosol ohne Zwischenbildung einer Gelmasse, die anschließend aufgebrochen und zu Teilchen geeigneter Größe und Gestalt geformt wird. Zweitens ist die Aktivität der Katalysatoren nach der Dampfbehandlung, d. h. die Dampfstabilität, bei den Katalysatoren gemäß den Beispielen 1 und 2, die bei pH-Werten von 8,5 und 6,3 hergestellt sind, höher. Drittens werden mit den letzteren Katalysatoren mehr Benzin und weniger Koks gebildet.From the data given above and Examples 1 and 2 it can be seen that the formation of the Silica-zirconia hydrogels at the higher pH and the subsequent lowering of the pH value during the activation treatment versus a comparable formation of the hydrogel starting at a low pH as illustrated in Example 3 has several advantages. First of all, the gel time is noticeably shortened. This allows the hydrogel to be produced in particulate form directly from the hydrosol without intermediate formation of a gel mass, which is then broken up and closed Particles of suitable size and shape is formed. Second is the activity of the catalysts according to the Steam treatment, d. H. the steam stability, in the case of the catalysts according to Examples 1 and 2, which are used in pH values of 8.5 and 6.3 are established higher. Third, there will be more with the latter catalysts Gasoline and less coke formed.

Es wurde eine Reihe von Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatoren nach Verfahren hergestellt, die demjenigen analog sind, das bei der Herstellung des Katalysators gemäß Beispiel 1 verwendet wurde, um die Wirkung des Zirkondioxydgehaltes auf die katalytische Aktivität des Katalysatorproduktes zu be stimmen. Bei dieser Reihe (Beispiele 4 bis 7) wurde eine Aktivierung dadurch ausgeführt, daß das bei einem pH-Wert von 8,5 gebildete Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel mit 1 gewichtsprozentiger wäßriger Lösung von H2SO4 während 24 Stunden bei einer Temperatur von etwa 93° C in Berührung gebfacht wurde. Das behandelte Hydrogel wurde dann einem Basenaustausch unterworfen, um zeolithische Verunreinigungen zu entfernen, indem es mit einer 2gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid in Berührung gebracht wurde, wobei drei 2stündige Behandlungen und eine Behandlung über Nacht eingeschlossen waren und etwa 1 Volumanteil Ammoniumchloridlösung je Gelvolumen bei jeder Behandlung angewendet wurde. Das dem Basenaustausch unterworfene Hydrogel wurde dann mit Wasser gewaschen, bis es im wesentlichen frei von Chloridion war, über Nacht bei etwa 1380C getrocknet und 10 Stunden lang bei 5380C kalziniert. Die einzige Abwandlung innerhalb dieser Reihe lag in dem Gehalt an Zirkondioxyd in dem endgültigen Katalysator. Die CAT-C-Bewertungen dieser Katalysatoren sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.A number of silica-zirconia catalysts were prepared by procedures analogous to that used in the preparation of the catalyst according to Example 1 to determine the effect of the zirconia content on the catalytic activity of the catalyst product. In this series (Examples 4 to 7) an activation was carried out in that the silicon dioxide-zirconium dioxide gel formed at a pH of 8.5 with 1 percent by weight aqueous solution of H 2 SO 4 for 24 hours at a temperature of about 93 ° C in contact. The treated hydrogel was then base exchanged to remove zeolitic impurities by contacting it with a 2 weight percent aqueous solution of ammonium chloride, including three 2 hour treatments and one overnight treatment and about 1 volume ammonium chloride solution per volume of gel with each treatment was applied. The base-exchanged hydrogel was then washed with water until it was essentially free of chloride ion, dried overnight at about 138 ° C. and calcined at 538 ° C. for 10 hours. The only variation within this series was the level of zirconia in the final catalyst. The CAT-C ratings of these catalysts are given in Table II below.

509 510/403509 510/403

TabeUe IITable II

Beispielexample

5 I 65 I 6

Beschreibungdescription

ZrO2 im Hydrogel, °/o · · · ·
Physikalische Eigenschaften
ZrO 2 in the hydrogel, ° / o · · · ·
Physical Properties

Porenvolumen, cm8/g Pore volume, cm 8 / g

Dichte, g/cm8
frisch bzw. unverändert .
mit Dampf behandelte1).
Density, g / cm 8
fresh or unchanged.
steamed 1 ).

Oberflächenbereich, ma/g
frisch bzw. unverändert .
mit Dampf behandelte1) .
Surface area, m a / g
fresh or unchanged.
steamed 1 ).

Chemische Zusammensetzung
ZrO2, Gewichtsprozent
Chemical composition
ZrO 2 , weight percent

Na, Gewichtsprozent Well, percent by weight

SO4, Gewichtsprozent SO 4 , percent by weight

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Differenz gegenüber SiO2-Al2O3C2)Difference compared to SiO 2 -Al 2 O 3 C 2 )

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Koks, Gewichtsprozent Coke, weight percent

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Differenz gegenüber SiO2-Al2O3 (2)Difference to SiO 2 -Al 2 O 3 ( 2 )

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Koks, Gewichtsprozent Coke, weight percent

0,430.43

0,61
0,70
0.61
0.70

686686

354354

3,94
0,01
0,10
3.94
0.01
0.10

10
0,40
10
0.40

0,67
0,77
0.67
0.77

625
351
625
351

7,51
0,01
0,10
7.51
0.01
0.10

0,67 0,830.67 0.83

535 333535 333

14,6 <0,01 0,2714.6 <0.01 0.27

25 0,2925 0.29

0,77 0,860.77 0.86

475 250475 250

25,7 0,02 0,3325.7 0.02 0.33

Cat-C-Bewertung bei frischen bzw.Cat-C rating for fresh or

unveränderten Katalysatoren 56,9 70,9unchanged catalysts 56.9 70.9

47,2 53,047.2 53.0

+3,0 +1,7+3.0 +1.7

-0,9 0,0-0.9 0.0

Cat-C-Bewertung bei mit Dampf behandelten KatalysatorenCat C rating on steam treated catalysts

49,6
44,1
49.6
44.1

+4,1
-0,5
+4.1
-0.5

58,9
49,4
58.9
49.4

+4,0
-0,9
+4.0
-0.9

60,7 50,060.7 50.0

+3,7 -1,4+3.7 -1.4

62,5 4862.5 48

+0,8 +0,8+0.8 +0.8

C1) 20 Stunden lang bei etwa 6630C mit 100% Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt. (") Wert für SiOrZrO„-Katalysator abzüglich Wert für SiO2-Al3O3 bei derselben Umwandlung.C 1 ) Treated for 20 hours at about 663 0 C with 100% steam at atmospheric pressure. (") Value for SiO r ZrO" catalyst minus value for SiO 2 -Al 3 O 3 for the same conversion.

Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß der Benzingewinn bei jedem der Katalysatoren gemäß den Beispielen 4 bis 6 etwa derselbe ist, d. h. +4 Volumprozent. Die Umwandlungshöhe des Katalysators gemäß Beispiel 4 mit einem Gehalt von 4%Zirkondioxyd beträgt etwa 10 Volumprozent weniger als diejenige mit den Katalysatoren gemäß den Beispielen 5, 6 und 7, die jeweils 7,5 bis 25 % Zirkondioxyd enthalten. Die mit Dampf behandelten Katalysatoren zeigen gesteigerten Koksgewinn bei zunehmendem Zirkondioxydgehalt von 5 bis 15%; jedoch ist der Koksgewinn bei 25 % Zirkondioxyd verloren. Jeder der Katalysatoren gemäß den Beispielen 4 bis 6 führte zu einer wesentlichen Verbesserung hinsichtlich des prozentualen Benzinvolumens gegenüber entsprechenden Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysatoren. So sind die Katalysatoren gemäß der Erfindung in erwünschter Weise durch einen Zirkondioxydgehalt zwischen etwa 2 und 20 und insbesondere zwischen etwa 5 und 15 Gewichtsprozent gekennzeichnet From the above data it can be seen that the gasoline yield for each of the catalysts according to FIGS Examples 4 to 6 are about the same, i.e. H. +4 volume percent. The conversion level of the catalyst according to Example 4 containing 4% zirconia is about 10 volume percent less than that with the catalysts according to Examples 5, 6 and 7, each containing 7.5 to 25% zirconium dioxide. The steam treated catalysts show increased coke yield with increasing Zirconia content from 5 to 15%; however, the coke gain is lost at 25% zirconia. Everyone the catalysts according to Examples 4 to 6 led to a substantial improvement in terms of of the percentage of gasoline volume versus corresponding silica-alumina catalysts. Thus, the catalysts according to the invention are desirably characterized by a zirconium dioxide content between about 2 and 20 and in particular between about 5 and 15 percent by weight

Eine andere Reihe von Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatoren wurde hergestellt, um die Bedingungen zur Aktivierung zu veranschaulichen. Diese Katalysatoren wurden gemäß der folgenden Arbeitsweise erzeugt.Another line of silica-zirconia catalysts was made to illustrate the conditions for activation. These catalysts were prepared according to the following Working method generated.

Beispiel 8Example 8

Es wurde ein Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel durch Vermischen der Ströme vonIt became a silica-zirconia gel by mixing the streams of

(1) Natriumsilicatlösung und(1) sodium silicate solution and

(2) Säure-Zirkonsulfat-Lösung
hergestellt.
(2) Acid Zirconium Sulphate Solution
manufactured.

Die Natriumsilicatlösung war aus 40 Gewichtsprozent Wasser und 60 Gewichtsprozent Natriumsilicat zusammengesetzt.The sodium silicate solution was 40 weight percent water and 60 weight percent sodium silicate composed.

Die Säure-Zirkonsulfat-Lösung enthielt 6,61 Gewichtsprozent Zirkonsulfat, 89,7 Gewichtsprozent Wasser und 3,69 Gewichtsprozent Schwefelsäure. Diese Lösung enthielt 0,0227 g ZrO2/cm3.The acid-zirconium sulfate solution contained 6.61 percent by weight zirconium sulfate, 89.7 percent by weight water and 3.69 percent by weight sulfuric acid. This solution contained 0.0227 g ZrO 2 / cm 3 .

368 cm3/Minute der Natriumsilicatlösung und 392 cm3/Minute der Säure-Zirkonsulfat-Lösung wurden in einer Mischdüse gemischt, so daß ein Sol gebildet wurde, das bezogen auf Trockenbasis, 10 Gewichtsprozent Zirkondioxyd enthielt und sich in 2,1 Sekunden bei etwa 18,3° C zu einem Hydrogel absetzte bzw. verfestigte. Das Gel wurde zu kugelartigen Hydrogelperlen geformt, indem Kügelchen des Sols in ein Ölmedium eingeführt wurden. Die sich ergebenden Hydrogelteilchen mit einem pH-Wert von 8,5 wurden mit einer 2gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von H2SO4 während 2 Stunden bei etwa 93° C in Berührung gebracht. Die behandelten Hydro-368 cm 3 / min of sodium silicate solution and 392 cm 3 / minute of the acid zirconium sulfate solution were mixed in a mixing nozzle, so that a sol was formed which on a dry basis, contained 10 weight percent zirconium dioxide and in 2.1 seconds at about 18.3 ° C settled or solidified to form a hydrogel. The gel was formed into spherical hydrogel beads by placing beads of the sol in an oil medium. The resulting hydrogel particles, pH 8.5, were contacted with a 2 weight percent aqueous solution of H 2 SO 4 for 2 hours at about 93 ° C. The treated hydro

gelteilchen wurden danach einem Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet und wie in den Beispielen 4 bis 7 kalziniert.gel particles were then base-exchanged, washed, dried and as in the Examples 4 to 7 calcined.

Die Katalysatoren gemäß den Beispielen 9 und 10 wurden in einer gegenüber dem Beispiel 8 gleichen Weise, jedoch mit der Ausnahme hergestellt, daß die Zeit, die zur Aktivierung verwendet wurde, in dem nachstehend veranschaulichten Ausmaß variiert wurde. Die CAT-C-Bewertung dieser Katalysatoren ist in der nachstehenden Tabelle III angegeben:The catalysts according to Examples 9 and 10 were the same as in Example 8 Manner, but made with the exception that the time used for activation in the has been varied to the extent illustrated below. The CAT-C rating of these catalysts is in the Table III below:

Tabelle IIITable III

Beispiel
9
example
9

1010

Beschreibung des HydrogelsDescription of the hydrogel

Aktivierungactivation

Lösung solution

Zeit, Stunden Time, hours

Temperatur, 0C Temperature, 0 C

pH (weg) pH (away)

Physikalische Eigenschaften
Porenvolumen frisch bzw. unverändert, cm3/g.
Physical Properties
Pore volume fresh or unchanged, cm 3 / g.

Dichte, g/cm3 Density, g / cm 3

frisch bzw. unverändert fresh or unchanged

mit Dampf behandelt^) treated with steam ^)

Oberflächenbereich, m2/gSurface area, m 2 / g

frisch bzw. unverändert fresh or unchanged

mit Dampf behandelt^) treated with steam ^)

Chemische EigenschaftenChemical properties

ZrO2, Gewichtsprozent ZrO 2 , weight percent

Na, Gewichtsprozent Well, percent by weight

SO4, Gewichtsprozent SO 4 , percent by weight

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Differenz gegenüber SiO2-Al2O3 (a)Difference to SiO 2 -Al 2 O 3 ( a )

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Koks, Gewichtsprozent Coke, weight percent

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Differenz gegenüber SiO2-Al2O3 (2)Difference to SiO 2 -Al 2 O 3 ( 2 )

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Koks, Gewichtsprozent Coke, weight percent

10% ZrO2 Perlen gebildet bei pH 8,5
V2 V/V Perlen
10% ZrO 2 beads formed at pH 8.5
V 2 V / V pearls

2% H2SO4 2% H 2 SO 4

etwa 93
2,1
about 93
2.1

0,350.35

0,82
0,98
0.82
0.98

591
314
591
314

4
93
2,3
4th
93
2.3

0,370.37

0,79
0,94
0.79
0.94

590
314
590
314

7,97 7,837.97 7.83

0,01 0,010.01 0.01

0,11 0,220.11 0.22

Cat-C-Bewertung
bei frischen bzw. unveränderten Katalysatoren
Cat C rating
with fresh or unchanged catalysts

19
93
19th
93

2,42.4

0,450.45

0,75
0,82
0.75
0.82

352352

71,071.0 70,370.3 68,268.2 54,154.1 54,254.2 53,853.8 +2,8
-0,1
+2.8
-0.1
+3,2
-0,5
+3.2
-0.5
+3,6
-0,9
+3.6
-0.9
bei mitat with Cat-C-Bewertung
Dampf (x) behandelter
Cat C rating
Steam ( x ) treated
t Katalysatorent catalysts
61,061.0 5858 50,450.4 48,848.8 +3,9
-1,0
+3.9
-1.0
+4,0
-1,7
+4.0
-1.7
60,960.9 51,151.1 +4,6
-1,3
+4.6
-1.3

C1) 20 Stunden bei etwa 663° C mit 100 °/0 Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt. (2) Wert für SiO2-ZrO2-Katalysator abzüglich Wert für SiO2-Al2O3 bei derselben Umwandlung.C 1 ) Treated with 100 ° / 0 steam at atmospheric pressure at about 663 ° C for 20 hours. ( 2 ) Value for SiO 2 -ZrO 2 catalyst minus value for SiO 2 -Al 2 O 3 for the same conversion.

Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß eine Aktivierung während 4 Stunden bei etwa 93° C die Selektivität des Katalysators etwas mehr als die entsprechende Aktivierung bei 2 Stunden verbessert. Ein weiteres Ansteigen in der Aktivierungszeit auf 19 Stunden zeigt eine Abnahme der Umwandlungshöhe und an Benzingewinn. In diesem Fall war jedoch der Koksgewinn verbessert. Die insbesondere zur Aktivierung erforderliche Periode hängt teilweise von der Art, der Konzentration und der Temperatur ab, bei denen solche Stufen durchgeführt werden, und kann sich von einer Stunde zunehmend bis zu 48 Stunden oder mehr erstrecken. Im allgemeinen ist die Aktivierungszeit größer als 2 Stunden und liegt gewöhnlich innerhalb des Bereiches von 2 bis 24 Stunden. Eine weitere Vergleichsreihe von Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatoren wurde hergestellt, um die Notwendigkeit hoher Temperatur während der Aktivierungsstufe zu veranschaulichen. Die Katalysatoren gemäß den Beispielen 11 und 12 wurden nach einer dem Beispiel 8 analogen Methode hergestellt. Der Katalysator gemäß Beispiel 11- wurde bei Raumtemperatur behandelt, während der Katalysator gemäß Beispiel 12 einer Aktivierungsbehandlung bei etwa 93 0C unterzogen wurde. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle IV veranschaulicht.From the above data it can be seen that activation for 4 hours at about 93 ° C. improves the selectivity of the catalyst somewhat more than the corresponding activation at 2 hours. A further increase in the activation time to 19 hours shows a decrease in the level of conversion and in gasoline gain. In this case, however, the coke recovery was improved. The particular period required for activation will depend in part on the type, concentration, and temperature at which such steps are performed and may range from one hour progressively to 48 hours or more. Generally the activation time will be greater than 2 hours and will usually be within the range of 2 to 24 hours. Another comparative series of silica-zirconia catalysts was prepared to illustrate the need for high temperature during the activation step. The catalysts according to Examples 11 and 12 were prepared by a method analogous to Example 8. The catalyst according to Example 11- was treated at room temperature while the catalyst example 12 to an activation treatment was subjected at about 93 0 C in accordance with. The results are shown in Table IV below.

Tabelle IVTable IV

Beispiel 11 I 12Example 11 I 12

Beschreibung description

Aktivierungactivation

Zeit, Stunden Time, hours

Temperatur, 0C ...Temperature, 0 C ...

Lösung ..
pH (weg)
Solution ..
pH (away)

Physikalische Eigenschaften
. Porenvolumen, cms/g
Physical Properties
. Pore volume, cm s / g

Scheinbare Dichte,Apparent density,

g/cm8
frisch bzw. unverändert
mit Dampf behandeltC1)
g / cm 8
fresh or unchanged
treated with steamC 1 )

Oberflächenbereicb,Surface area,

m8/gm 8 / g

friseatew. unverändert
mit Dampf behandeltf1)
friseatew. unchanged
treated with steamf 1 )

Chemische
Zusammensetzung
ZrOg, Gewichtsprozent
Chemical
composition
ZrOg, percent by weight

Na, Gewichtsr
prozent ......
Well, weight bar
percent ......

SO4, Gewichtsprozent SO 4 , percent by weight

Umwandlung,Conversion,

Volumprozent Volume percentage

Benzin, Volumprozent
Differenz gegenüber
Gasoline, volume percentage
Difference compared to

Benzin, Volumprozent.
Koks, Gewichtsprozent
Gasoline, volume percentage.
Coke, weight percent

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, VolumprozentGasoline, volume percentage

Differenz gegenüber
Sil
Difference compared to
Sil

Benzin, Volumprozent
Koks, Gewichtsprozent
Gasoline, volume percentage
Coke, weight percent

gebildet bei pH 8,5formed at pH 8.5

2424

Raumtemperatur Room temperature

2% H8SO4 1,22% H 8 SO 4 1.2

0,330.33

0,87 1,010.87 1.01

532 293532 293

8,658.65

0,020.02

<0,10<0.10

24 etwa24 about

2°/oH2S04 2,12 ° / oH 2 S0 4 2.1

Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß eine Behandlung in verdünnter Säurelösung bei Raumtemperatur nicht ausreichend war, um den erwünschten Benzin- und Koksgewinn zu erhalten, wie er mit dem nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Katalysator erzielt wurde. Gemäß der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise ist erwünscht, daß eine Aktivierung bei einer Temperatur etwa innerhalb des Bereiches von 66 bis 1040C ausgeführt wird.From the above data it can be seen that treatment in dilute acid solution at room temperature was not sufficient to obtain the desired gasoline and coke recovery as obtained with the catalyst prepared by the process according to the invention. According to the above-described operation is desirable that activation is carried out at a temperature approximately within the range 66-104 0 C.

Beispiel 13Example 13

0,430.43

0,74 0,840.74 0.84

642 351642 351

7,817.81

0,0080.008

0,11 Es wurde Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Hydrogel in Perlenform nach einem dem Beispiel 8 analogen Verfahren hergestellt. In diesem Beispiel waren die Perlen durch Behandlung in einer wäßrigen 2%igen H2SO4-Lösung während 8 Stunden bei etwa 660C aktiviert. Das behandelte Hydrogel wurde nach dem Basenaustausch, dem Waschen und Trocknen gemäß Beispiel 8 und nach dem Tempern während 5 Stunden bei etwa 871° C, worauf Dampfbehandlung folgte, in einem Gasölcracktest bewertet. Bei einer Umwandlung von 55,6 % betrug der Benzingewinn (Volumprozent) gegenüber SiO2-Al2O3 4,4%· Dieses Ergebnis zeigt, daß etwa 66° C eine zufriedenstellende Aktivierungstemperatur darstellt. Es wird dadurch ferner die ungewöhnliche Stabilität dieser Katalysatorart beim Aussetzen gegenüber hoher Temperatur veranschaulicht. Das folgende Beispiel dient der Veranschaulichung bei der Anwendung von Zirkonsand als Quelle einer Zirkonverbindung. So kann der Zirkondioxydgehalt von Zirkonsand durch kaustische Verschmelzung bei etwa 566 bis 621° C und Auslaugen in Schwefelsäure in Zirkonsulfat umgewandelt werden.0.11 Silica-zirconia hydrogel in bead form was prepared by a method analogous to Example 8. In this example, the beads were activated by treatment in an aqueous 2% H 2 SO 4 solution at about 66 ° C. for 8 hours. The treated hydrogel was evaluated in a gas oil cracking test after base exchange, washing and drying according to Example 8 and after annealing for 5 hours at about 871 ° C, followed by steaming. At a conversion of 55.6%, the gasoline gain (volume percent) versus SiO 2 -Al 2 O 3 was 4.4%. This result shows that about 66 ° C is a satisfactory activation temperature. It also illustrates the unusual stability of this type of catalyst when exposed to high temperatures. The following example is provided to illustrate the use of zircon sand as a source of a zirconium compound. For example, the zirconium dioxide content of zirconium sand can be converted into zirconium sulfate by caustic fusing at around 566 to 621 ° C and leaching in sulfuric acid.

Cat-C-BewertungCat C rating

bei frischenwith fresh

bzw. unverändertenor unchanged

KatalysatorenCatalysts

67,7 50,667.7 50.6

0,6 +0,10.6 +0.1

67 52,067 52.0

2,3 -1,02.3 -1.0

Cat-C-Bewertung beiCat-C rating

mit Dampf behandelten (x)steamed ( x )

KatalysatorenCatalysts

51,9 44,651.9 44.6

+3,2 +0,8+3.2 +0.8

57,6 48,357.6 48.3

+3,7 -1,2+3.7 -1.2

(*) 20 Stunden bei etwa 663°Cmit 100% Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt(*) 20 hours at about 663 ° C with 100% steam at atmospheric Pressure treated

(«) Wert für SiO,-ZrO,.Katalysator abzüglich Wert für OAIO bei derselben Umwandlung.(«) Value for SiO, -ZrO, .catalyst minus value for OAIO on the same conversion.

Beispiel 14Example 14

Zu 250 g Zirkonsand (67°/0 ZrO2) wurden 375 g NaOH-Pellets gegeben. Die Mischung wurde 3 V2 Stunden bei etwa 566° C erhitzt. Das sich ergebende Produkt wurde bei Raumtemperatur über Nacht mit 41 Wasser in Berührung gebracht und dann filtriert und gewaschen. Der Rückstand des Waschens wurde mit 800 cm3 einer Lösung aus 73H2SO4 und V3 H2O 72 Stunden lang bei Rückfiußtemperatur von etwa 149° C in Berührung gebracht. Die sich ergebende Lösung wurde filtriert und mit Wasser auf ein Gesamtvolumen von 51 verdünnt. Die endgültige, verdünnte Lösung von Zirkonsulfat enthielt 0,034 g ZrO2/cm3.375 g of NaOH pellets were added to 250 g of zirconium sand (67 ° / 0 ZrO 2). The mixture was heated at about 566 ° C. for 3/2 hours. The resulting product was contacted with 41% of water at room temperature overnight and then filtered and washed. The residue from the washing was brought into contact with 800 cm 3 of a solution of 73H 2 SO 4 and V 3 H 2 O for 72 hours at a reflux temperature of about 149 ° C. The resulting solution was filtered and diluted to a total volume of 51 with water. The final, dilute solution of zirconium sulfate contained 0.034 g ZrO 2 / cm 3 .

Lösung A wurde durch Zugabe von 300 cm3 NaOH-Lösung mit einem Gehalt von 25 Gewichtsprozent NaOH zu 2800 cm3 verdünnter Natriumsilicatlösung mit einem Gehalt von 0,193 g SiOa/cm3 hergestellt.Solution A was prepared by adding 300 cm 3 of NaOH solution with a content of 25 percent by weight NaOH to 2800 cm 3 of dilute sodium silicate solution with a content of 0.193 g SiOa / cm 3 .

Lösung B wurde durch Verdünnung von 1764 cm3 der gemäß den vorstehenden Angaben hergestellten Zirkonsulfatlösung mit einem Gehalt von 0,034 g ZrO2/cm3 mit 5136 cm3 H2O hergestellt.Solution B was prepared by diluting 1764 cm 3 of the zirconium sulfate solution prepared as described above with a content of 0.034 g ZrO 2 / cm 3 with 5136 cm 3 H 2 O.

Lösung A wurde unter raschem Rühren mit Lösung B gemischt. Das sich ergebende Hydrosol hatte einen pH-Wert von 8,5. Es erfolgte innerhalb von etwa 15 Sekunden Gelierung zu einem festen Hydrogel. Das Hydrogel wurde in Würfel geschnitten und in Behälter übergeführt, in denen die Würfel mit 1 g Gewichtsprozentiger wäßriger Lösung von H2SO4 in Berührung gebracht wurden; das führte dazu, daß derSolution A was mixed with solution B with rapid stirring. The resulting hydrosol had a pH of 8.5. Gelation to a solid hydrogel occurred within about 15 seconds. The hydrogel was cut into cubes and transferred to containers in which the cubes were brought into contact with 1 g weight percent aqueous solution of H 2 SO 4; that led to the

pH-Wert des Hydrogels auf 2,2 abfiel. Das Hydrogel wurde 24 Stunden lang bei etwa 93 0C in dieser Lösung erhitzt.The pH of the hydrogel dropped to 2.2. The hydrogel was heated in this solution at about 93 ° C. for 24 hours.

Das behandelte Hydrogel wurde dann einem Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet undThe treated hydrogel was then base exchanged, washed, dried and

wie in den Beispielen 4 bis 7 kalziniert. Die Cat-C-Bewertung bei | dem frischen bzw. unveränderten und bei dem mit Dampf behandelten Katalysator ist in der nachstehenden Tabelle V veranschaulicht. calcined as in Examples 4-7. The Cat-C rating at | the fresh or unchanged and the steamed catalyst is illustrated in Table V below.

Tabelle VTable V

Umwandlungconversion

VolumprozentVolume percentage

Benzinpetrol

VolumprozentVolume percentage

Differenz gegenüber
SiO2-Al2O3C2)
Difference compared to
SiO 2 -Al 2 O 3 C 2 )

Koks
Gewichtsprozent
coke
Weight percent

Benzinpetrol

VolumprozentVolume percentage

Frischer bzw. unveränderter Katalysator
Mit Dampf behandelter Katalysator^) ..
Fresh or unchanged catalyst
Steamed catalyst ^) ..

65,9
54,9
65.9
54.9

54,4
47,5
54.4
47.5

+5,1
+4,4
+5.1
+4.4

C1) 20 Stunden bei etwa 663°C mit 100°/0 Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt.C 1 ) Treated with 100 ° / 0 steam at atmospheric pressure at about 663 ° C for 20 hours.

(2) Wert für SiO2-ZrO2-Katalysator abzüglich Wert für SiO2-Al2O3 bei derselben Umwandlung.( 2 ) Value for SiO 2 -ZrO 2 catalyst minus value for SiO 2 -Al 2 O 3 for the same conversion.

-1,6
-0,9
-1.6
-0.9

Das nachstehende Beispiel dient der Veranschaulichung bei der Verwendung von Äthylorthosilicat als Siliciumdioxydquelle und von Zirkonylchlorid als Zirkondioxydquelle bei der Herstellung des Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysators. The following example is provided to illustrate the use of ethyl orthosilicate as the source of silica and of zirconyl chloride as the source of zirconia in the manufacture of the silica-zirconia catalyst.

Beispiel 15Example 15

Es wurde ein Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysator aus den folgenden Reaktionskomponenten hergestellt. A silica-zirconia catalyst was prepared from the following reactants.

Lösung A wurde durch Vermischen von 5220 cm3 Tetraäthylorthosilicat-Äthylalkohol mit einem Gehalt von 0,104 g SiO2/cm3 und 1200 cm3 ZrOCl2 · 8H2O/Äthylalkohollösung mit einem Gehalt von 0,05 g ZrO2/cm3 und 60 cm3 4n-HNO3 hergestellt.Solution A was obtained by mixing 5220 cm 3 of tetraethylorthosilicate ethyl alcohol with a content of 0.104 g SiO 2 / cm 3 and 1200 cm 3 of ZrOCl 2 · 8H 2 O / ethyl alcohol solution with a content of 0.05 g ZrO 2 / cm 3 and 60 cm 3 of 4n-HNO 3 produced.

Lösung B bestand aus 1080 cm3 3,06n-NH4OH-Lösung. Solution B consisted of 1080 cm 3 of 3.06N NH 4 OH solution.

Lösungen A und B wurden unter raschem Rühren zusammengemischt. Das sich ergebende Hydrosol hatte einen pH-Wert von 8,5 und gelierte innerhalb von 90 Sekunden zu einem festen Hydrogel. Das Hydrogel wurde in Würfel geschnitten und in Behälter übergeführt, in denen die Würfel 24 Stunden lang bei etwa 93 0C mit HCl in Berührung gebracht wurden.Solutions A and B were mixed together with rapid stirring. The resulting hydrosol had a pH of 8.5 and gelled to a solid hydrogel within 90 seconds. The hydrogel was cut into cubes and transferred to containers in which the cubes were brought into contact with HCl at about 93 ° C. for 24 hours.

Der pH-Wert wurde durch Zugabe von HCl etwa innerhalb des Bereiches von 2 bis 3 geregelt.The pH was controlled approximately within the range of 2 to 3 by adding HCl.

Das behandelte Hydrogel wurde dann einem Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet und wie in den Beispielen 4 bis 7 kalziniert. Die CAT-C-Bewertung bei dem frischen bzw. unveränderten und bei dem mit Dampf behandelten Katalysator ist in der nachstehenden Tabelle VI veranschaulicht. The treated hydrogel was then base exchanged, washed, dried and calcined as in Examples 4-7. The CAT-C score for the fresh or unchanged and the steamed catalyst is illustrated in Table VI below.

Tabelle VITable VI

Umwandlung
Volumprozent
conversion
Volume percentage

Benzin
Volumprozent
petrol
Volume percentage

Differenz gegenüber
SiO2-Al2O3C2)
Difference compared to
SiO 2 -Al 2 O 3 C 2 )

Benzin
Volumprozent
petrol
Volume percentage

Frischer bzw. unveränderter Katalysator
Mit Dampf behandelter Katalysator (x) ..
Fresh or unchanged catalyst
Steamed catalyst ( x ) ..

66,2
48,8
66.2
48.8

50,6
41,6
50.6
41.6

C1) 20 Stunden bei etwa 663 0C mit 100% Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt.Treated C 1) 20 hours at about 663 0 C with 100% steam at atmospheric pressure.

C2) Wert für SiO2-ZrO2-Katalysator abzüglich Wert für SiO2-Al2O3 bei derselben Umwandlung.C 2 ) value for SiO 2 -ZrO 2 catalyst minus value for SiO 2 -Al 2 O 3 for the same conversion.

+1,3
+2,1
+1.3
+2.1

Es wurde eine andere Reihe von Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysatoren hergestellt, um zu veranschaulichen, daß Lösungen von Schwefelsäure und Zirkonsulfat oder Zirkonsulfat allein ebenso wie Schwefelsäure zur Anwendung gebracht werden können, um das Hydrogel zu aktivieren.Another line of silica-zirconia catalysts was used made to illustrate that solutions of sulfuric acid and zirconium sulfate or zirconium sulfate alone as well as Sulfuric acid can be applied to activate the hydrogel.

Beispiel 16Example 16

Es wurde ein Siliciumdioxyd-Zirkondiöxyd-Gel durch Vermischen der Ströme vonIt became a silica-zirconium dioxide gel by mixing the streams of

(1) Natriumsilicatlösung und(1) sodium silicate solution and

(2) Säure-Zirkonsulfat-Lösung
hergestellt.
(2) Acid Zirconium Sulphate Solution
manufactured.

Die Natriumsilicatlösung war aus 40 Gewichtsprozent Wasser und 60 Gewichtsprozent Natriumsilicat zusammengesetzt.The sodium silicate solution was 40 weight percent water and 60 weight percent sodium silicate composed.

Die Säure-Zirkonsulfat-Lösung enthielt 3,16 Gewichtsprozent Zirkonsulfat, 91,4 Gewichtsprozent H2O und 5,44 Gewichtsprozent H2SO4. Diese Lösung enthielt 0,01 g ZrO2/cm3.The acid-zirconium sulfate solution contained 3.16 percent by weight zirconium sulfate, 91.4 percent by weight H 2 O and 5.44 percent by weight H 2 SO 4 . This solution contained 0.01 g ZrO 2 / cm 3 .

400 cm3/Minute der Natriumsilicatlösung und 418 cm3/Minute der Säure-Zirkonsulfat-Lösung wurden in einer Mischdüse gemischt, so daß ein Sol gebildet wurde, das, bezogen auf Trockenbasis, 5 Gewichtsprozent Zirkondioxyd enthielt. Das Sol wurde dadurch zu kugelartigen Hydrogelperlen geformt, daß Kügelchen des Sols in ein Ölmedium ein-400 cm 3 / min of sodium silicate solution and 418 cm 3 / minute of the acid zirconium sulfate solution were mixed in a mixing nozzle, so that a sol was formed which, on a dry basis, containing 5 percent by weight of zirconium dioxide. The sol was formed into spherical hydrogel beads by placing beads of the sol in an oil medium.

509 510/403509 510/403

geführt wurden. Die Hydrosolkügelchen setzten sich innerhalb von 2,1 Sekunden bei etwa 15,6°C zu einem Hydrogel ab bzw. verfestigten sich. Die sich ergebenden Hydrogelteilchen mit einem pH-Wert von 8,5 wurden 24 Stunden lang bei etwa 93 0C mit einer 2gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von H3SO4 in Berührung gebracht. Die behandelten Hydrogelteilchen wurden danach einem Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet und wie in den Beispielen 4 bis 7 kalziniert. Die Katalysatoren gemäß den Beispielen 17, 18 und 19 waren gegenüber dem Beispiel 16 in genau derselben Weise, jedoch mit der Ausnahme hergestellt, daß die heiße Aktivierungslösung jeweilswere led. The hydrosol beads settled or solidified to form a hydrogel within 2.1 seconds at about 15.6 ° C. The resulting hydrogel having a pH value of 8.5 were placed for 24 hours at about 93 0 C with a 2gewichtsprozentigen aqueous solution of H 3 SO 4 in contact. The treated hydrogel particles were then base exchanged, washed, dried and calcined as in Examples 4-7. The catalysts according to Examples 17, 18 and 19 were prepared in exactly the same way as in Example 16, with the exception that the hot activation solution in each case

(a) aus einer 2gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von H2SO4 und 1 Gewichtsprozent Zr(SO^2 · 4 H2O,(a) from a 2 percent by weight aqueous solution of H 2 SO 4 and 1 percent by weight Zr (SO ^ 2 · 4 H 2 O,

(b) aus einer 2gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von H2SO4 und 5 Gewichtsprozent Zr(SOi)2 · 4 H2O und (c) aus einer 5gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Zr(SO4J2 · 4 H2O bestand.(b) consisted of a 2 weight percent aqueous solution of H 2 SO 4 and 5 weight percent Zr (SOi) 2 · 4 H 2 O and (c) a 5 weight percent aqueous solution of Zr (SO 4 I 2 · 4 H 2 O).

Die CAT-C-Bewertungen dieser Katalysatoren sind in der nachstehenden Tabelle VII angegeben.The CAT-C ratings of these catalysts are given in Table VII below.

Tabelle VIITable VII

Beispiel
17 I 18
example
17 I 18

1919th

Beschreibung
Aktivierung ■
description
Activation ■

I
gebildet bei pH 8,5
I.
formed at pH 8.5

Zr(SOJ8^H2O5 0A. Zr (SOJ 8 ^ H 2 O 5 0 A.

Zeit, Stunden. Time, hours.

Temperatur, °C Temperature, ° C

End-pH-Wert End pH

Physikalische Eigenschaften
Porenvolumen, cm*/g
Physical Properties
Pore volume, cm * / g

Scheinbare Dichte, g/cm8
frisch bzw. unverändert
mit Dampf behandelt (*)
Apparent density, g / cm 8
fresh or unchanged
treated with steam (*)

Oberfiicheaibereich
frisch bzw, unverändert .
Surface area
fresh or unchanged.

Zusammensetzungcomposition

ZrO2, Gewichtsprozent .
Na, Gewichtsprozent .
SO4, Gewichtsprozent .
ZrO 2 , weight percent.
Well, percent by weight.
SO 4 , percent by weight.

3,9
0,65
3.9
0.65

0,57
0,65
0.57
0.65

5,4
0,04
<0,09
5.4
0.04
<0.09

2
1
2
1

3,0
0,60
3.0
0.60

0,61
0,73
0.61
0.73

2
5
2
5

etwa 93 0C
1,8
about 93 0 C
1.8

0,470.47

0,66 0,780.66 0.78

638638

6,3
0,02
<0,09
6.3
0.02
<0.09

655655

7,6 0,006 <0,097.6 0.006 <0.09

2,52.5

0,570.57

0,62 0,760.62 0.76

630630

8,98.9

0,0040.004

0,210.21

CAT-C-Bewertung bei mit Dampf behandelten KatalysatorenCAT-C rating for steam treated catalysts

Umwandlung, Volumprozent Conversion, percent by volume

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Differenz gegenüber SiOyAl2O3 (a)Difference to SiOyAl 2 O 3 ( a )

Benzin, Volumprozent Gasoline, volume percentage

Koks, Gewichtsprozent Coke, weight percent

42,6
39,1
42.6
39.1

+3,3
-0,2
+3.3
-0.2

47,2
42,3
47.2
42.3

+3,6
-0,4
+3.6
-0.4

47,4 42,547.4 42.5

+3,5 -0,8+3.5 -0.8

49,1 43,749.1 43.7

+4,0 -0,9+4.0 -0.9

C1) 20 Stunden bei etwa 663° C mit 100% Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt.C 1 ) Treated with 100% steam at atmospheric pressure at about 663 ° C for 20 hours.

P9 Wert für SiOa-ZrOa-Katalysator abzüglich Wert für SiOa-AlaO3 bei derselben Umwandlung.P9 value for SiOa-ZrOa catalyst minus value for SiO a -AlaO 3 with the same conversion.

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysators mit verbesserten Diffusionseigenschaften durch Einverleibung von 40 Gewichtsprozent Zirkonsand (bezogen auf den endgültigen Katalysator), der zu einer Teilchengröße von 1 bis 5 μ gemahlen ist.The following example illustrates the preparation of a silica-zirconia catalyst With improved diffusion properties through the incorporation of 40 weight percent zircon sand (based on the final catalyst), which is ground to a particle size of 1 to 5 μ.

Beispiel 20 g0 Example 20 g 0

Es wurde ein Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Katalysator in Perlenform durch Vermischung von Strömen ausIt became a silica-zirconia catalyst in bead form by mixing streams the end

(1) verdünnter Natriumsilicatlösung mit einem Ge- , halt an suspendierten Feinstoffen und(1) Dilute sodium silicate solution with a content of suspended fines and

(2) Säure-Zirkonsulfat-Lösung
hergestellt.
(2) Acid Zirconium Sulphate Solution
manufactured.

Die Natriumsilicatlösung wurde durch Dispergieren von etwa 3,3 kg eines Schlammes aus Zirkonsandfeinstoffen in etwa 7,7 kg Natriumsilicat, das mit etwa 3,2 kg Wasser verdünnt war, hergestellt. Die Feinstoffe wurden 24 Stunden lang trocken und 72 Stunden in 50 Gewichtsprozent Wasserschlamm auf einen Durchmesser von 1 bis 5 μ vermählen. Diese Lösung enthielt, bezogen auf Gewichtsbasis, 54,4% Natriumsilicat, 11,6% Feinstoffe und 34% Wasser.The sodium silicate solution was prepared by dispersing about 3.3 kg of a slurry of zircon sand fines in about 7.7 kg of sodium silicate diluted with about 3.2 kg of water. the Fines were dried for 24 hours and in 50 weight percent water sludge for 72 hours Grind to a diameter of 1 to 5 μ. These Solution contained 54.4% sodium silicate, 11.6% fines, and 34% on a weight basis Water.

Die Säure-Zirkonsulfat-Lösung wurde durch Zugabe von etwa 0,7 kg 95gewichtsprozentiger H2SO4 zu einer Lösung von etwa 1,26 kg Zirkonsulfat in etwa 17,1 kg Wasser hergestellt. Diese Lösung enthielt 6,61 Gewichtsprozent Zr(SOi)2 · 4 H20,89,7 Gewichtsprozent Wasser und 3,69 Gewichtsprozent H2SO4. DerThe acid-zirconium sulfate solution was prepared by adding about 0.7 kg of 95 weight percent H 2 SO 4 to a solution of about 1.26 kg of zirconium sulfate in about 17.1 kg of water. This solution contained 6.61 percent by weight of Zr (SOi) 2 · 4 H 2, 0.89.7 percent by weight of water and 3.69 percent by weight of H 2 SO 4 . Of the

21 2221 22

Zirkondioxydgehalt dieser Lösung betrug 0,0227 g Der Natriumsilicatschlamm wurde durch Disper-The zirconium dioxide content of this solution was 0.0227 g.

ZrO2/cm3. gieren von etwa 3,3 kg eines 20gewichtsprozentigenZrO 2 / cm 3 . yaw of about 3.3 kg of a 20 weight percent

356 cm3/Minute des Natriurnsilicat-Feinstoffschlam- wäßrigen Schlammes von Siliciumdioxyd-Zirkondimes und 386 cm3/Minute der Säure-Zirkonsulfat- oxyd-Gelfeinstoifen mit einem gewichtsmäßig mitt-Lösung wurden in einer Mischdüse gemischt, so daß 5 leren Teilchendurchmesser von 1,5 μ in etwa 10,5 kg ein Sol gebildet wurde, das sich innerhalb von 2,3 Se- verdünnter Natriumsilicatlösung hergestellt. Die endkunden bei etwa 22° C zu einem Hydrogel absetzte gültige Lösung mit einem spezifischen Gewicht von bzw. verfestigte. Das Sol wurde durch Einführung von 1,230 bei etwa 24° C enthielt, bezogen auf Gewichts-Solkügelchen in ein Ölmedium zu kugelartigen Hydro- basis, 55,4 Gewichtsprozent Natriumsilicat, 39,85% gelperlen geformt. Die sich ergebenden Hydrogel- io Wasser und 4,75% Siliciumdioxyd-Zirkondioxydteilchen mit einem pH-Wert von 7,7 wurden 24 Stunden Feinstoffen.356 cm 3 / minute of the sodium silicate fine material sludge aqueous sludge of silicon dioxide-zirconium dimes and 386 cm 3 / minute of the acid-zirconium sulfate oxide gel fines with a solution by weight were mixed in a mixing nozzle so that 5 ler particle diameters of 1, 5 μ a sol was formed in about 10.5 kg, which is produced within 2.3 Se- dilute sodium silicate solution. The final customer at about 22 ° C settled to a hydrogel valid solution with a specific gravity of or solidified. The sol was formed into spherical hydrobases containing 55.4 percent by weight sodium silicate, 39.85 percent gel beads by introducing 1.230 percent by weight sol beads into an oil medium. The resulting hydrogel, water and 4.75% silica-zirconia particles, pH 7.7, became fines for 24 hours.

lang bei etwa 93° C mit 1 gewichtsprozentiger wäßriger Die Säure-Zirkonsulfat-Lösung wurde durch Auf-long at about 93 ° C with 1 percent by weight aqueous The acid-zirconium sulfate solution was

Lösung von H2SO4 in Berührung gebracht. Die be- lösung von etwa 3,8 kg Zirkonsulfat in etwa 39,6 kg handelten Hydrogelteilchen wurden danach einem Wasser und Zugabe von etwa 1,79 kg Schwefelsäure Basenaustausch unterworfen, gewaschen, getrocknet 15 hergestellt. Die endgültige Lösung mit einem spe- und gemäß den Beispielen 4 bis 7 kalziniert. zifischen Gewicht von 1,084 bei etwa 15,6°C enthielt,Solution of H 2 SO 4 brought into contact. The solution of about 3.8 kg of zirconium sulfate in about 39.6 kg of treated hydrogel particles was then base-exchanged with water and added about 1.79 kg of sulfuric acid, washed and dried. The final solution with a spe- and calcined according to Examples 4 to 7. contained a specific weight of 1.084 at about 15.6 ° C,

Die physikalischen und katalytischen Eigenschaften bezogen auf Gewichtsbasis, 87,81 % Wasser, 8,36% des sich ergebenden Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd- Zirkonsulfat und 3,83 % Schwefelsäure.
Perlenkatalysators sind in der nachstehenden Ta- 432 cm3/Minute des Natriumsilicat-Feinstoffschlam-
The physical and catalytic properties on a weight basis, 87.81% water, 8.36% of the resulting silica-zirconia-zirconium sulfate, and 3.83% sulfuric acid.
Pearl catalyst are in the following Ta- 432 cm 3 / minute of the sodium silicate fine material sludge

belle VIII veranschaulicht. 20 mes und 392 cm3/Minute der Säure-Zirkonsulfat-Belle VIII illustrates. 20 mes and 392 cm 3 / minute of the acid zirconium sulfate

Lösung wurden in einer Mischdüse gemischt, so daßSolution were mixed in a mixing nozzle so that

Tabelle VIII ein Sol gebildet wurde, das sich innerhalb von 2 bisTable VIII a sol was formed, which within 2 to

3 Sekunden bei etwa 11,1° C zu einem Hydrogel Physikalische Eigenschaften absetzte bzw. verfestigte. Das Sol wurde durch Ein-3 seconds at about 11.1 ° C to a hydrogel Physical properties settled or solidified. The sol was

Porenvolumen, cm3/g 0,44 25 führung von Solkügelchen in ein Ölmedium zu kugel-Pore volume, cm 3 / g 0.44 25 conduction of sol spheres in an oil medium to form spherical

a , . , -.. , , „ artigen Hydrogelperlen geformt. Die sich ergebenden a,. , - ..,, "shaped like hydrogel beads. The resulting

Scheinbare Dichte, g/cm3 Hydrogelteilchen mit einem pH-Wert von 7,2 wurdenApparent density, g / cm 3 of hydrogel particles with a pH of 7.2 were made

frisch bzw. unverändert 0,83 4 Stunden lang bei einer Raumtemperatur von etwafresh or unchanged 0.83 for 4 hours at a room temperature of about

mit Dampf behandelt (x) 0,88 21°C mit Wasser und dann mit einer Lösung einertreated with steam ( x ) 0.88 21 ° C with water and then with a solution of a

Oberflächenbereich, m2/g 3° 3gewichtsprozentigen Schwefelsäure 3 Stunden langSurface area, m 2 / g 3 ° 3 weight percent sulfuric acid for 3 hours

„ . , , -j -,*■*■ bei etwa 93 C m Berührung gebracht. Die behandelten". ,, -j -, * ■ * ■ brought into contact at about 93 C m. The treated

frisch bzw unverändert 355 Hydrogelteilchen wurden danach 43 Stunden lang imfresh or unchanged 355 hydrogel particles were then im

mit Dampf behandelt C1) 224 wesentlichen frei von Sulfation gewaschen, bei etwasteamed C 1 ) 224 washed substantially free of sulfate ion, at about

Analyse 121 bis 149°C in Dampf getrocknet, 5 Stunden langAnalysis at 121 to 149 ° C, dried in steam for 5 hours

ZrO2, Gewichtsprozent 32,5 3S be! etwa 76 C f Luft kalziniert und 10 Stunden langZrO 2 , percent by weight 32.5 3 S be ! about 76 9 ° C f air and calcined for 10 hours

Na, Gewichtsprozent 0,01 beiDriJck ve*wa }& atad. T1J^?"Well, weight percent 0.01 forDri J ck ve * wa } & atad . T 1 J ^? "

SO4, Gewichtsprozent <0,10 P£ratur ™? etwa f4? c,mit ?am|f behandelt. DieSO 4 , percent by weight <0.10 P £ rature ™? about f 4 ? c , with ? on | f treated. the

physikalischen und katalytischen Eigenschaften desphysical and catalytic properties of the

CAT-C-Bewertung des mit Dampf behandelten (*) Jch. gebenden Produktes sind in der nachstehendenCAT-C rating of steamed (*) J ch . giving product are in the following

Katalysators 4° Tabelle IX veranschaulicht.Catalyst 4 ° Table IX illustrates.

Umwandlung, Volumprozent 46,3 Beispiel 22Conversion,% by volume 46.3 Example 22

Benzin, Volumprozent 42,0 Es wurde gin Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel mitGasoline, volume percent 42.0 It was gin silicon dioxide-zirconium dioxide gel with

, . , .., _._ ., _ „. einem Gehalt an feinzerteiltem Aluminiumoxyd durch,. , .., _._., _ ". a content of finely divided aluminum oxide

Unterschied gegenüber SiO2-Al2O3 (2) 45 Vermischen der Ströme vonDifference from SiO 2 -Al 2 O 3 ( 2 ) 45 Ver mixing the streams of

Benzin, Volumprozent +4,0 ... . XT . .,..-, ·, · ^ , l4.Gasoline, percentage by volume +4.0 .... XT . ., ..-, ·, · ^ , l4 .

Koks, Gewichtsprozent -0,2 W emem Natriumsilicatschlamm mit einem GehaltCoke, weight percent -0.2 W emem sodium silicate sludge containing

an Alumimumoxydfemstoffen undon aluminum oxide fibers and

i1) 20 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 663°C in //Vv „.. ^- ■, . T .. i 1 ) for 20 hours at a temperature of about 663 ° C in // Vv ".. ^ - ■, 1 £ . T ..

100 ·/„ Dampf bei atmosphärischem Druck behandelt. (2) Saure-Zirkonsulf at-Losung100 · / “Steam treated at atmospheric pressure. ( 2 ) Acid-zirconium sulfate solution

(2) Wert für SiOrZrOa-Katalysator abzüglich Wert für 5° hergestellt.( 2 ) Value for SiOrZrOa catalyst minus value for 5 ° produced.

SiO2-Al2O3 bei derselben Umwandlung. _ - T . ... ., , , , τ^.SiO 2 -Al 2 O 3 with the same conversion. _ - T. ....,,,, τ ^.

Der Natriumsilicatschlamm wurde durch Disper-The sodium silicate sludge was dispersed

Die nachstehend angegebenen Beispiele 22 und 23 gieren von etwa 12,3 kg eines 25gewichtsprozentigen veranschaulichen jeweils die Herstellung von Silicium- wäßrigen Schlammes von Aluminiumoxydfeinstoffen dioxyd-Zirkondioxyd- und Siliciumdioxyd-Zirkondi- 55 mit einem gewichtsmäßig mittleren Teilchendurchoxyd-Aluminiumoxydkatalysatoren durch Einverlei- messer von 4,4 μ. in etwa 14,5 kg Natriumsilicat, das bung von feingemahlenen Siliciumdioxyd-Zirkondi- mit etwa 0,37 kg Wasser verdünnt war, hergestellt. oxyd-Gelfeinstoffen und oc-Aluminiumoxyd in die Die endgültige Lösung mit einem spezifischen Ge-Hydrosole während der Bildung. wicht von 1,309 bei etwa 24° C enthielt, bezogen aufExamples 22 and 23 given below yaw from about 12.3 kg of a 25 weight percent each illustrate the production of silicon-aqueous sludge from aluminum oxide fines Dioxyd-zirconium dioxide and silicon dioxide-zirconium dioxide catalysts with a weight average particle diameter-aluminum oxide by means of a jointing knife of 4.4 μ. in about 14.5 kg of sodium silicate, the Exercise of finely ground silicon dioxide-zirconium was diluted with about 0.37 kg of water. oxide gel fines and oc aluminum oxide in the final solution with a specific Ge hydrosols during education. weight of 1.309 at about 24 ° C, based on

60 Gewichtsbasis, 53,18% Natriumsilicat, 20,3% Alu-Beispiel 21 miniumoxydfeinstoffe und 26,52 % Wasser.60 weight basis, 53.18% sodium silicate, 20.3% aluminum example 21 minium oxide fines and 26.52% water.

Es wurde ein Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel Die Säure-Zirkonsulfat-Lösung wurde durch Auf-A silicon dioxide-zirconium dioxide gel was used. The acid-zirconium sulfate solution was

durch Vermischen der Ströme von lösen von etwa 7,4 kg Zirkonsulfat in etwa 78,5 kgby mixing the streams of dissolve about 7.4 kg of zirconium sulfate into about 78.5 kg

, . xT , . ... . ,, .. . _, , ,. Wasser und Zugabe von etwa 4,7kg Schwefelsäure, . xT,. ... ,, ... _,,,. Water and addition of about 4.7kg sulfuric acid

(1) einem Natrmmsihcatschlamm mit einem Gehalt 6 hergestellt Die endgültige Lösung mit einem spean Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Femstoffen und ^c116n Gewicht von lj095 bei etwa 15,6°C enthielt,(1) a sodium silicate sludge made with a grade 6 The final solution with a spean silicon dioxide-zirconium dioxide substance and ^ c 116n weight of lj095 contained at about 15.6 ° C,

(2) Säure-Zirkonsulfat-Lösung bezogen auf Gewichtsbasis, 86,75% Wasser, 8,20% hergestellt. Zirkonsulfat und 5,05 % Schwefelsäure.(2) Acid Zirconium Sulphate Solution on a weight basis, 86.75% water, 8.20% manufactured. Zirconium sulfate and 5.05% sulfuric acid.

378 cms/Minute des Silicatschlammes und 359 cm3/ Minute der SSure-Zirkonsulfat-Lösung wurden in einer Mischdüse gemischt, so daß ein Sol gebildet wurde, das sich innerhalb von 3 bis 4 Sekunden bei etwa 12,8° C zu einem Hydrogel absetzte bzw. verfestigte. Das Sol wurde durch Einführung von SoI-kögelchen in ein ölmedium zu kugelartigen Hydrogelperlen geformt. Die sieh ergebenden Hydrogelteilchen mit einem pH-Wert von 6,9 wurden bei Raumtemperatur von etwa 21° C 4 Stunden lang mit Wasser und dann 3 Stunden lang bei etwa 93° C mit einer Lösung einer Sgewiehtsprozentigen Schwefelsäure in Berührung gebracht. Der endgültige pH-Wert des Hydrogels betrug 2,1, Die behandelten Hydrogelteilchen wurden danach während einer Zeitperiode von etwa 60 Stunden im wesentlichen frei von Sulfationen gewaschen, bei etwa.121 bis 149°C in Dampf getrocknet, 5 Standen lang bei etwa 760° C kalziniert and 10 Stunden la»g bei einem Druck von 1,05 atü wtd einer Temperatur von etwa 649° C mit Dampf behandelt. Di© physikalischen und katalytischen Eigenschaften des sich ergebenden Produktes sind in der nachstehenden Tabelle IX veranschaulicht.378 cm s / minute of the silicate slurry and 359 cm 3 / minute of the acid-zirconium sulfate solution were mixed in a mixing nozzle, so that a sol was formed, which within 3 to 4 seconds at about 12.8 ° C to a hydrogel settled or solidified. The sol was formed into spherical hydrogel beads by introducing small sol balls into an oil medium. The resulting hydrogel particles, pH 6.9, were contacted with water at room temperature of about 21 ° C for 4 hours and then with a solution of a weight percent sulfuric acid for 3 hours at about 93 ° C. The final pH of the hydrogel was 2.1. The treated hydrogel particles were then washed substantially free of sulfate ions for a period of about 60 hours, steam dried at about 121-149 ° C, standing at about 760 ° for 5 Calcined and treated with steam for 10 hours at a pressure of 1.05 atmospheres and a temperature of about 649 ° C. The physical and catalytic properties of the resulting product are illustrated in Table IX below.

Tabelle IXTable IX Bei
21
at
21
spiel
22
game
22nd
50,9
40,5
50.9
40.5
0,70
0,78
0.70
0.78
0,91
1,05
0.91
1.05
+5,3
-0,6
+5.3
-0.6
Physikalisch
Scheinbare Dichte, g/cas
frisch bzw. unverändert ...
mit Dampf behandelt C1) ...
Physically
Apparent density, g / ca s
fresh or unchanged ...
treated with steam C 1 ) ...
179179 145814 5 8
Oberßächenbereieh, ma/g
frisch bzw. unverändert
mit Dampf behandelt (*} ...
Difiusionsvetmögen
cm^Sekunde · 16a
Surface area, m a / g
fresh or unchanged
treated with steam (*} ...
Difiusionsvetmögen
cm ^ second x 16 a
Gasölcrack-
bewertung (*)
Gas oil cracking
valuation (*)
42^5
35,2
42 ^ 5
35.2
Umwandlung, Volumprozent
Benzin·, Votaaaprozent
Unterschied gegenüber
Conversion, percent by volume
Gasoline ·, votaa percent
Difference compared to
+4,1
-0,3
+4.1
-0.3
Benzin, Volumprozent
Koks, Gewichtsprozent....
Gasoline, volume percentage
Coke, weight percent ....

3535

4040

4545

M Katalysator, kalziniert 5 Stunden lang bei etwa 760° C und 10 Standen lang bei etwa 649° C bei 1,05 atü mit Danrpf beäiandelt.M catalyst, calcined for 5 hours at about 760 ° C and 10 stands at about 649 ° C at 1.05 atm Danrpf treated.

P) Wert for SiOa-ZrOa-Kataljisator abzüglich Wert für SiCVAlaQs bei dmseftiem Umwandlung.P) Value for SiOa-ZrOa catalyst minus the value for SiCVAl a Qs in the case of dmseftiem conversion.

5555

Die vorstehenden Ergebnisse veranschaulichen, daß gemäß der vorstehend angegebenen Arbeitsweise ein selektiver aod aktiver Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Crackkatalysator mit verbesserten Eigenschaften des DiSusiomsvermögsns hergestellt werden kann. Der Katalysator gemäß Beispiel 22 hatte im Vergleich zum DißusioQSverraögen toi* etwa 1 bei einem Siliciumdioxyd-Zirkondioisyd-Katalysator, der kein hinzugesetztes, gepulvertes Material enthielt, ein Diffusionsvermögen von 14,8. Die Katalysatoren zeigten gute Selektivität gegenüber Benzin bei geringerer Koksbildung, als dies bei einem Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Crackkatalysator bei derselben Umwandlung erfolgte. Der Gasölkracktest, wie er bei der Bewertung dieser Katalysatoren angewendet wurde, war derselbe wie der CAT-C-Test, jedoch mit der Ausnahme, daß eine Temperatur von etwa 875° C, eine Raumströmungsgeschwindigkeit von 1,5 und ein Verhältnis von Katalysator zu Öl von 4,0 angewendet wurden.The above results illustrate that according to the procedure given above, a selective or active silica-zirconia cracking catalyst can be produced with improved properties of the dissertation property. Of the Catalyst according to Example 22 compared to the DißusioQSverraögen toi * had about 1 for a silicon dioxide-zirconium dioxide catalyst, containing no added powdered material, a diffusivity of 14.8. The catalysts showed good gasoline selectivity with less coke formation than a silica-alumina cracking catalyst took place in the same conversion. The gas oil crack test as used in evaluating these catalysts was the same as the CAT-C test, except that a temperature of about 875 ° C, a space velocity of 1.5 and a catalyst to oil ratio of 4.0 were used became.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines Crackkatalysators aus Siliciumdioxyd und Zirkondioxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wasserlösliche Zirkonverbindung und ein Alkalisilicat oder einen organischen Silicatester zu einem gelierbaren Sol umsetzt, das einen pH-Wert über 6 aufweist und in dem gegebenenfalls etwa 2 bis 40 Volumprozent (bezogen auf das getrocknete Gelprodukt) eines festen pulverförmigen Materials dispergiert sind, das in dem Sol unlöslich und bei der Kalzinierungstemperatur des Gels unschmelzbar ist und einen mittels Gewicht ermittelten mittleren Teilchendurchmesser zwischen etwa 1 und 5 μ aufweist, das Sol sich zu einem Siliciumdioxyd-Zirkondioxyd-Gel verfestigen läßt, den pH-Wert des Gels unter 5 herabsetzt, das Gel bei einem pH-Wert unter 5 bei einer Temperatur in dem Bereich von annähernd 66 bis 104° C während einer Zeitvon etwa einer Stunde im wesentlichen unter Bedingungen atmosphärischen Drucks mit einem wäßrigen Medium in Berührung bringt, das Gel von löslichem Material frei wäscht, trocknet und kalziniert.1. A process for the preparation of a cracking catalyst from silicon dioxide and zirconium dioxide, characterized in that one water-soluble zirconium compound and an alkali silicate or an organic silicate ester converts a gellable sol which has a pH value above 6 and in which, if necessary, about 2 to 40 percent by volume (based on the dried gel product) of a solid powdery Dispersed material is insoluble in the sol and at the calcination temperature of the gel is infusible and a mean particle diameter determined by weight between has about 1 and 5 μ, the sol can be solidified to form a silicon dioxide-zirconium dioxide gel, reduces the pH of the gel below 5, the gel at a pH below 5 at a temperature in the range of approximately 66-104 ° C for a period of about one hour, essentially under atmospheric pressure conditions brings it into contact with an aqueous medium, washes the gel free of soluble material, dries and calcined. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gelierbares Sol mit einem Zirkondioxydgehalt, bezogen auf Trockenstoffbasis, von etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a gellable sol with a zirconium dioxide content, on a dry matter basis, from about 2 to 20 weight percent is used. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gelierbare Sol einen pH-Wert über 6, jedoch nicht höher als 10 und das Gel einen pH-Wert unter 5, jedoch über 1 aufweist.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the gellable sol a pH above 6 but not higher than 10 and the gel has a pH below 5 but above 1 having. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliche Zirkonverbindung ein Zirkonsalz einer Mineralsäure und als Silicat Äthylorthosilicat verwendet werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as water-soluble Zirconium compound is a zirconium salt of a mineral acid and ethyl orthosilicate is used as a silicate will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kügelchen des Sols in eine Säule einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit eingeführt werden, in der die SoI-kügelchen zu kugelförmigen Hydrogelteilchen verfestigt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that beads of the sol are introduced into a column of a water-immiscible liquid in which the sol-spherules solidified into spherical hydrogel particles. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von löslichem Material frei gewaschenes, trockenes Gel bei einer Temperatur von etwa 427 bis 982° C kalziniert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that washed free of soluble material, dry gel at a Temperature of about 427 to 982 ° C is calcined. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 972 724.Documents considered: German Patent No. 972 724. 509 510/403 2.65 © Bundesdruckerei Berlin509 510/403 2.65 © Bundesdruckerei Berlin
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