JP2020516453A - 高活性、高ガソリン収率、および低コークスの流動接触分解触媒 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年4月14日に出願された米国仮出願第62/485,682号の優先権の利益を主張するものであり、その内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。
一態様では、微小球流動接触分解(FCC)触媒が提供される。触媒は、ゼオライトと、70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含むアルミナと、を含む。いくつかの実施形態では、アルミナは、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する。いくつかの実施形態では、FCC触媒は、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する約10重量%〜約60重量%のアルミナを含む。いくつかの実施形態では、フラッシュ焼成されたギブサイトは、水和型のフラッシュ焼成されたギブサイトである。
非ゼオライト系材料、および70μmol/g未満の強いルイス部位密度を有するアルミナを含む前駆体微小球を予備形成することと、
前駆体微小球上のゼオライトをインサイチュ結晶化させて、ゼオライト系微小球材料を提供することと、を含む。
前駆体微小球をケイ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、および水と混合して、アルカリ性スラリーを得ることと、
アルカリ性スラリーを、微小球中の少なくとも約15重量%のYゼオライトを結晶化させるのに十分な温度まで、かつ十分な時間、加熱することと、を含む。
理論に束縛されるものではないが、約70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含むアルミナを含有するFCC触媒は、ボトム選択性の改善を実証し得ると考えられる。希土類またはアルカリ土類をドープしたアルミナは、より大きな改善を実証するはずである。「ボトム」とは、重質サイクル油(HCO)としても知られる分解軽油の最も重い画分を指し、ほとんど価値がない。LCO(軽質サイクル油)は、さらに精製されるとLCOがディーゼル燃料に変換されるため、はるかに価値がある。したがって、変換の関数としてLCO/ボトム比を最大化する触媒(FCCの変換は、典型的には、100−LCO−ボトムとして定義される)が望ましい。
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Claims (66)
- ゼオライトと、約70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含むアルミナと、を含む、微小球流動接触分解(FCC)触媒。
- 前記強いルイス部位密度が、約40μmol/g未満である、請求項1に記載の触媒。
- 前記アルミナが、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する、請求項1または2に記載の触媒。
- フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する前記アルミナを約10重量%〜約60重量%含む、請求項3に記載の触媒。
- フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する前記アルミナを約10重量%〜約40重量%含む、請求項3に記載の触媒。
- 前記フラッシュ焼成されたギブサイトが、水和型のフラッシュ焼成されたギブサイトである、請求項3〜5のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記アルミナが、ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物から形成される、請求項6に記載の触媒。
- 前記アルミナが、微結晶ベーマイトから形成される、請求項6に記載の触媒。
- 前記アルミナが、バイヤライトから形成される、請求項6に記載の触媒。
- 前記アルミナが、ガンマアルミナを含む、請求項6に記載の触媒。
- 前記ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物が、ランタン、ストロンチウム、またはビスマスの塩でドープされた水和型のフラッシュ焼成されたギブサイトに由来する、請求項7に記載の触媒。
- 前記アルミナが、希土類元素、ビスマス、アルカリ土類元素、またはそれらの任意の2つ以上の混合物をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記アルミナが、希土類元素を含む、請求項12に記載の触媒。
- 前記希土類元素が、イッテルビウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項13に記載の触媒。
- 前記希土類元素が、ランタンを含む、請求項13に記載の触媒。
- 前記アルミナが、アルカリ土類元素を含む、請求項12に記載の触媒。
- 前記アルカリ土類元素が、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項16に記載の触媒。
- 前記アルカリ土類金属が、バリウムを含む、請求項17に記載の触媒。
- 前記アルミナが、約0.1重量%〜約12重量%の量で前記希土類元素またはアルカリ土類元素を含む、請求項12〜18のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記アルミナが、約1重量%〜約10重量%の量で前記希土類、ビスマス、またはアルカリ土類元素を含む、請求項19に記載の触媒。
- 約5重量%〜約40重量%のムライトをさらに含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記ゼオライトが、ゼオライトX、Yゼオライト、ZSM−5、ベータゼオライト、ZSM−11、ZSM−14、ZSM−17、ZSM−18、ZSM−20、ZSM−31、ZSM−34、ZSM−41、ZSM−46、モルデナイト、チャバザイト、またはそれらの2つ以上の混合物からなる群から選択される、請求項1〜21のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記触媒が、少なくとも60重量%のゼオライトを含む相組成を有する、請求項1〜22のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記触媒が、少なくとも約30重量%のYゼオライトを含む相組成を有する、請求項1〜23のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記触媒が、少なくとも約40重量%のYゼオライトを含む相組成を有する、請求項24に記載の触媒。
- 前記触媒が、少なくとも約60重量%のYゼオライトを含む相組成を有する、請求項24に記載の触媒。
- 前記相組成が、少なくとも約30重量%のアモルファス材料をさらに含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記ゼオライトが、Y−ゼオライトであり、かつマトリックスの表面上の層として結晶化され、前記マトリックスが、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来するアルミナを含む、請求項1〜27のいずれか一項に記載の触媒。
- 前記マトリックスが、発熱による焼成を受けたカオリンを含む、請求項27に記載の触媒。
- 前記ゼオライトが、Y−ゼオライトであり、かつイオン交換されて、前記触媒のナトリウム含有量を0.7重量%未満のNa2Oに低減させる、請求項1〜29のいずれか一項に記載の流動接触分解触媒。
- 前記Y−ゼオライトが、イオン交換されて、前記触媒のナトリウム含有量を0.5重量%未満のNa2Oに低減させる、請求項30に記載の流動接触分解触媒。
- 0.1重量%〜12重量%の範囲の希土類元素をさらに含む、請求項22〜32のいずれか一項に記載のFCC触媒。
- 前記希土類元素が、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、または任意の2つ以上の混合物である、請求項32に記載のFCC触媒。
- ゼオライト系流動接触分解触媒の作製方法であって、前記方法が、
非ゼオライト系材料、および70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含むアルミナ、を含む前駆体微小球を予備形成することと、
ゼオライト系微小球材料を提供するために、前記予備形成された微小球上のゼオライトをインサイチュ結晶化させることと、を含む、方法。 - 前記アルミナが、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する、請求項34に記載の方法。
- 前記インサイチュ結晶化が、
アルカリ性スラリーを得るために前記前駆体微小球をケイ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、および水と混合することと、
前記アルカリ性スラリーを、微小球中の少なくとも約15重量%のNaYゼオライトを結晶化させるのに十分な温度まで、かつ十分な時間、加熱することと、を含む、請求項35に記載の方法。 - 少なくとも40重量%のYゼオライトが、予備形成された微小球の中または上で結晶化される、請求項36に記載の方法。
- 前記ゼオライト系微小球材料をアルカリ性スラリーの少なくとも大部分から分離することと、
前記ゼオライト系微小球材料中のナトリウムカチオンをアンモニウムイオンまたはアンモニウムイオンと交換させ、その後希土類イオンと交換させることと、をさらに含む、請求項34〜37のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ゼオライト系微小球材料の焼成することと、
前記Na2Oの含有量が0.2%未満まで低減するように、前記ゼオライト系微小球材料をアンモニウムイオンとさらに交換させることと、
前記ゼオライト系微小球材料をさらに焼成することと、をさらに含む、請求項34〜38のいずれか一項に記載の方法。 - 各焼成が独立して、約500℃〜約750℃の温度で少なくとも約2時間行われる、請求項39に記載の方法。
- 前記焼成が、約25v/v%の蒸気の存在下で行われる、請求項40に記載の方法。
- 前記フラッシュ焼成されたギブサイトが、水和型のフラッシュ焼成されたギブサイトである、請求項35に記載の方法。
- 前記アルミナが、ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物から形成される、請求項35に記載の方法。
- 前記ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物が、前記フラッシュ焼成されたギブサイトから形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物が、希土類元素、ビスマス、アルカリ土類元素、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項43に記載の方法。
- 前記希土類元素が、イッテルビウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記希土類元素が、ランタンを含む、請求項45に記載の方法。
- 前記アルカリ土類元素が、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記アルミナが、約1重量%〜約10重量%の量で前記希土類、ビスマス、またはアルカリ土類元素を含む、請求項45に記載の方法。
- 前記アルミナが、ベーマイトから形成される、請求項43〜49のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルミナが、ガンマアルミナである、請求項50に記載の方法。
- 請求項33〜44のいずれか一項に記載の方法により調製される微小球FCC触媒。
- 炭化水素供給物を分解する方法であって、前記供給物を接触分解触媒と接触させることを含み、前記接触分解触媒が、
Yゼオライト、および70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含むアルミナ、を含む、微小球流動接触分解(FCC)触媒を含む、方法。 - 約70μmol/g未満の強いルイス部位密度を含む、アルミナ。
- 前記アルミナが、フラッシュ焼成されたギブサイトに由来する、請求項54に記載のアルミナ。
- 前記アルミナが、水和型のフラッシュ焼成されたギブサイトに由来する、請求項54に記載のアルミナ。
- 前記アルミナが、ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物から形成される、請求項54に記載のアルミナ。
- 前記ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物が、前記フラッシュ焼成されたギブサイトから形成される、請求項57に記載のアルミナ。
- 前記ベーマイト、バイヤライト、またはそれらの混合物が、希土類元素、ビスマス、アルカリ土類元素、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項58に記載のアルミナ。
- 前記希土類元素が、イッテルビウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項59に記載のアルミナ。
- 前記希土類元素が、ランタンを含む、請求項60に記載のアルミナ。
- 前記アルカリ土類元素が、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、またはそれらの任意の2つ以上の混合物を含む、請求項59に記載のアルミナ。
- 前記アルミナが、約1重量%〜約10重量%の量で前記希土類、ビスマス、またはアルカリ土類元素を含む、請求項59に記載のアルミナ。
- 前記アルミナが、ベーマイトから形成される、請求項54〜63のいずれか一項に記載のアルミナ。
- 前記アルミナが、ガンマアルミナである、請求項65に記載のアルミナ。
- 請求項54〜65のいずれか一項に記載のアルミナを含む、FCC触媒。
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